數字視頻水位計的製作方法

2023-06-01 16:02:06 1

專利名稱：數字視頻水位計的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種數字視頻水位計，屬機器視覺技術領域。
現有水位和液態物料液位的監測儀器，或者存在被測物料與水位計直接接觸、容易損壞、不易安裝維護；或者存在檢測區域狹窄，只能檢測單個檢測點；而且都存在無法直觀觀測被檢測介質等技術不足。
本發明的目的在於克服現有技術之不足，而提供一種採用機器視覺技術實時在線自動監測水位和液態介質液位變化的，具有非接觸無損，檢測區域廣(可點狀、線狀或面狀檢測)，檢測精度可達微米級，多限位報警，採樣周期可調，數字記錄，工作可靠，易於使用和維護，既可直觀顯示現場水位和液態介質液位圖像，又可實時檢測出當前水位或液位變化值等優點的數字視頻水位計。
本發明的數字視頻水位計的技術方案為數字視頻水位計由視頻輸入器(1)、圖像採集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)相互連接而成。利用機器視覺技術檢測水位的數字視頻水位計，其檢測水位採用下列步驟a.把視頻輸入器(1)對準被測介質；b.把視頻輸入器(1)連接到水位計的圖像採集卡(2)的視頻輸入端；c.將欲執行水位檢測任務的機器視覺水位圖像分析處理程序存入該水位計微處理器(3)的程序存儲器中；d.啟動該水位計系統的微處理器(3)，CPU按程序初始化水位計的圖像採集卡(2)；e.微處理器(3)控制圖像採集卡(2)按系統預先設定的或由用戶設定的採樣周期採集視頻輸入器(1)視場內的水位圖像；f.微處理器(3)對水位圖像進行處理並分析出當前水位圖像的水位值；g.微處理器(3)將當前水位圖像的水位值與標定的刻度計進行比較從而計算出當前水位的真實值；h.如果檢測到的當前水位真實值超過了用戶設定的報警線位，則啟動聲音或提示報警；i.微處理器(3)將所需的水位圖像、水位真實值的變化趨勢和報警記錄保存在存儲器中；j.微處理器(3)將實時水位圖像、與水位圖像相對應的真實水位值、水位真實值的變化趨勢和報警記錄同時顯示在顯示屏(4)上。
附

圖1為數字視頻水位計的結構框圖。
附圖2為數字視頻水位計的工作原理框圖。
附圖3為數字視頻水位計的軟體流程框圖。
下面結合附圖並以檢測鍋爐汽包水位為實例對本發明作進一步詳述數字視頻水位計由視頻輸入器(1)、圖像採集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)組成。視頻輸入器(1)，可以是標準速率、非標準速率、線陣、面陣視頻攝像機、雷射、X光機、聲納或可獲取圖像的標準器件。視頻輸入器(1)將水位模擬或數字圖像通過電纜或數據總線傳送至圖像採集卡(2)，圖像採集卡通過數據總線將數字圖像傳送至微處理器(3)，水位圖像在微處理器(3)中經處理和分析得到當前水位值，水位值和水位圖像可存儲在微處理器(3)中同時可在顯示屏(4)上顯示或通過內置通信口進行遠程傳輸。本發明的視頻輸入器(1)、圖像採集卡(2)、微處理器(3)、顯示屏(4)均是可直接購置的標準器件。水位計安裝在被測介質附近或控制中心，採用直接視頻電纜連接時水位計與被測介質間的距離通常不超過300米，採用郵電線路、計算機網絡線路、光纜或無線通信連接時，間距可達通信線路長度的物理極限。
利用機器視覺技術檢測鍋爐汽包水位採用下列步驟a.把視頻輸入器(1)對準鍋爐汽包的水位觀察口；b.將視頻輸入器(1)連接到水位計的圖像採集卡(2)的視頻輸入端；c.將欲執行水位檢測任務的機器視覺水位圖像分析處理程序(附圖3所示)存入該水位計微處理器(3)的程序存儲器中；d.啟動該水位計系統的微處理器(3)，CPU按程序初始化水位計的圖像採集卡(2)；e.微處理器(3)控制圖像採集卡(2)按系統預先設定的或由用戶設定的採樣周期採集視頻輸入器(1)視場內的鍋爐汽包水位圖像；f.微處理器(3)對水位圖像進行處理並分析出當前鍋爐汽包水位圖像的水位值；g.微處理器(3)將當前鍋爐汽包水位圖像的水位值與標定的刻度計進行比較從而計算出當前鍋爐汽包水位的真實值；h.如果檢測到的當前鍋爐汽包水位真實值超過了用戶設定的報警線位，則啟動聲音或提示報警；i.微處理器(3)將所需的水位圖像、水位真實值的變化趨勢和報警記錄保存在存儲器中；j.微處理器(3)將實時鍋爐汽包水位圖像、與水位圖像相對應的真實水位值、水位真實值的變化趨勢和報警記錄同時顯示在顯示屏(4)上。
本發明與現有技術相比具有以下優點1.可實時自動檢測水位或液位值同時提供被測水位直觀的真彩色圖像；2.水位計與被測介質沒有直接物理連接，避免了因被測物料腐蝕或非常溫常壓狀態下對水位計的直接影響，並且水位計安裝、調試、運行、維護都可以在被測介質正常工作時完成，不需要進行任何設備的改裝；3.數位化使得水位計既可以與中心控制室上位監控管理系統連接，提供決策管理信息，又可以與下位控制機構連接，改善工藝過程，同時又可以獨立運行；4.可對被測介質進行點狀、線狀或面狀檢測，檢測精度可達微米等級；5.採樣周期可人工從毫秒調節到秒、分、時；6.可記錄和顯示被測水位變化趨勢；7.可設置上下限和多限位警示，是一種保障安全生產和提高生產效率的技術舉措。
權利要求
利用機器視覺技術檢測水位的數字視頻水位計，其特徵在於數字視頻水位計由視頻輸入器(1)、圖像採集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)相互連接而組成，檢測水位採用下列步驟a.把視頻輸入器(1)對準被測介質；b.把視頻輸入器(1)連接到水位計的圖像採集卡(2)的視頻輸入端；c.將欲執行水位檢測任務的機器視覺水位圖像分析處理程序存入該水位計微處理器(3)的程序存儲器中；d.啟動該水位計系統的微處理器(3)，CPU按程序初始化水位計的圖像採集卡(2)；e.微處理器(3)控制圖像採集卡(2)按系統預先設定的或由用戶設定的採樣周期採集視頻輸入器(1)視場內的水位圖像；f.微處理器(3)對水位圖像進行處理並分析出當前水位圖像的水位值；g.微處理器(3)將當前水位圖像的水位值與標定的刻度計進行比較從而計算出當前水位的真實值；h.如果檢測到的當前水位真實值超過了用戶設定的報警線位，則啟動聲音或提示報警；i.微處理器(3)將所需的水位圖像、水位真實值的變化趨勢和報警記錄保存在存儲器中；j.微處理器(3)將實時水位圖像、與水位圖像相對應的真實水位值、水位真實值的變化趨勢和報警記錄同時顯示在顯示屏(4)上。
全文摘要
本發明涉及一種數字視頻水位計,屬機器視覺技術領域。數字視頻水位計由視頻輸入器(1)、圖像採集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)相互連接而成。採用機器視覺技術檢測水位,其檢測水位步驟為水位圖像採集、數字圖像處理和分析、存儲顯示。該水位計具有非接觸無損,檢測區域廣,檢測精度可達微米級,多限位報警,採樣周期可調,數字記錄,工作可靠,易於使用和維護,既可直觀顯示現場水位真彩色圖像,又可實時檢測當前水位變化值等優點。可廣泛應用於各行業自動監測水位和液態介質液位變化。
文檔編號F22B37/00GK1378069SQ01107329
公開日2002年11月6日 申請日期2001年4月5日 優先權日2001年4月5日
發明者李一民, 潘曉露 申請人:昆明利普機器視覺工程有限公司