電子體溫計檢定方法及裝置的製作方法
2023-05-15 21:52:46 4
專利名稱：電子體溫計檢定方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及測量儀表技術領域，特別是數顯儀表的檢定方法及裝置。
背景技術：
目前，在電子體溫計檢定中，基本採用人工判讀的方法，這種採用人工 讀取和記錄數據的方式，存在著工作效率低、容易出現誤讀的問題，尤其是 在檢測人員長時間工作後，容易出現眼疲勞，導致誤讀、誤檢、漏檢，這種 檢定方法存在勞動強度大、工作效率低、自動化程度低，檢定結果受人為因 素影響較大。
發明內容
為了克服上述缺陷，本發明運用計算機視覺理論，解決了電子體溫計中 最為關鍵的數值自動判讀難題，提出了一種以計算機為檢定裝置的控制中心、 全自動進行電子體溫計檢定的方法，並設計了一種為實現此方法的檢定裝置， 實現了電子體溫計顯示數值讀取、誤差分析和檢定報告輸出的自動化。
為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案
一種電子體溫計檢定裝置包括
一個恆溫源設備，為檢定提供穩定標準的檢定溫度場； 一個恆溫源監測設備，監測檢定溫度場的溫度變化情況； 一套機械、驅動、控制裝置，它包括
一個控制器，可根據預設程序發出控制信號，控制驅動器； 一個驅動器，它接受控制器發出的信號，驅動機械裝置按要求運動； 一套機械裝夾裝置，可將電子體溫計安裝在這個設備上，受驅動器驅動，帶動待檢電子體溫計按預定軌跡運動；
一套電子體溫計顯示字符圖像採集系統，它包括
一套照明光源，對電子體溫計顯示字符部分進行照明； 一套光學變焦距放大鏡頭，可調節成像大小及清晰度； 一個CCD攝像頭，可獲取清晰待檢電子體溫計顯示字符圖像； 一個圖像採集卡,可將由CCD攝像機獲取的模擬圖像信號進行AD轉化，
並將轉化後的數位訊號傳送給PC機；
一臺計算機，可對由圖像採集卡傳送來的數字圖像信號進行處理，獲取
電子體溫計顯示數值。
一套數字圖像處理軟體系統，它對由圖像採集系統獲取的圖像進行處理，
識別出電子體溫計顯示數值；
控制器與計算機之間存在雙向數據傳輸線路，通過該線路，控制器可向
計算機發出可以採集圖像的信號，計算機也可通過該線路向控制器發出啟動、
停止、緊急停止信號；
一套聲光提示裝置，可對檢定結果、系統運行過程中的異常情況進行聲
光提示。
標準檢定溫度場為一恆溫槽，介質為水，控溫範圍3(TC—42"C。
其標準檢定溫度場中工作區域內任意兩點的溫差不大於o.orc，恆溫時
溫度波動不大於士0.015-C/15min 。
溫度場監測設備與計算機有通訊線路，溫度場監測設備將檢定溫度場狀 態參數通過該線路上傳給計算機，由計算機進行判斷這些狀態參數是否符合 檢定要求。
溫度場監測設備採用二等標準鉑電阻溫度計作為溫度傳感器。
與溫度傳感器配合使用的是六位半數字儀表，測溫精度可達o.ooorc，
並配有通訊接口 ，可將測量數據上傳給計算機。溫度場監測設備所傳送給計算機的數值做為檢定時的標準值。 其機械裝置可一次安裝多支電子體溫計。
其控制器為可編程邏輯控制器(PLC, Programmable Logic Controller)。
其執行器為步進電機。 照明光源採用紅色LED環狀光源。
一種電子體溫計檢定裝置所進行的電子體溫計檢定方法，啟動步驟用 以啟動檢定裝置；
裝夾步驟用以固定待檢電子體溫計，並將待檢電子體溫計按要求放入 檢定溫度場中；
溫場監測步驟計算機監測標準檢定溫度場的實時狀態，如不符合檢定 要求，則停止檢定，並給出提示信號；
圖像採集步驟待檢電子體溫計顯示數值穩定後，機械裝夾裝置將待檢電子 體溫計從標準溫度場中提起，將待檢電子體溫計數值顯示窗口定位在調節放 大鏡頭前，攝像頭進行圖像拍攝，圖像採集卡將攝像頭獲取的模擬圖像信號 轉換為數字圖像信號並傳輸給計算機；
判讀步驟計算機用獲取的待檢電子體溫計的顯示數值圖像，通過數字圖 像處理方法，對其中的數值圖像進行識別，判讀出待檢電子體溫計的顯示數 值；
識別結果與標準值對比，符合誤差要求的給出合格提示，不符合誤差要 求的給出不合格提示；完成一個待檢電子體溫計的檢定後。計算機檢査所有 待檢電子體溫計是否全部檢定完，如沒有，則繼續進行下一支電子體溫計的 檢定，如全部待檢電子體溫計已檢定完，則結束檢定過程；
異常處理步驟如機械系統不能正常運行，則進入異常處理步驟； 結束步驟用以停止檢定裝置。 上述的在圖像採集步驟中要進行對比度計算，計算出圖像平均對比度，再判定該對比度是否達到設定值，如果未達到，則增大補光光源照度再次採 樣，直到滿足設定值，再進行圖像採樣。 上述的其數值判讀步驟包括以下過程
對待檢電子體溫計顯示數值圖像進行圖像校正、濾波、灰度化、以及動 態二值化預處理，
動態數位分隔處理模塊根據二值化後圖像投影分布，自動分割各數位， 分離出分、個、十數字圖像。
特徵提取模塊根據分離出的各數字二值化圖像中像素分布特徵，抽取其 多維特徵向量；數字識別模塊根據該圖片的特徵向量，並與存儲中的樣品特 徵進行比對，識別得到某一數字；重複上述識別過程，分別得到當前待檢電 子體溫計的分、個、十位的顯示數值。
上述的圖像校正是對圖片進行旋轉處理，使圖片中的數字處於水平位置; 濾波處理用於去除圖像中的噪音，使圖像更加乾淨；灰度化處理將數字方塊 的彩色圖像中像素的RGB分量值轉換成灰度值，得到灰度化圖像。
為了有效提高識別率，在數字圖像字符識別算法中混合使用支持向量機 及統計模式識別算法。
本發明的有益效果是可以降低檢定操作人員的工作強度，提高工作效 率，提高在檢定正確率，降低檢定操作人員的工作強度，提高工作效率，降 低誤檢、漏檢。
圖1為本發明的裝置示意圖2為本發明檢定過程的流程1驅動器模塊 2控制器模塊 3計算機 4標準溫度信號採集
設備5圖像採集卡 6攝像設備7調節鏡頭8光源
9檢定設備裝夾裝置 10待檢電子溫度計11標準檢定溫度場設備12聲光提示裝置
13檢定開始 14填寫待檢電子體溫計信息
15裝夾裝置將待檢電子體溫計置入檢定標準溫度場中
16判定待檢標準溫度場是否符合檢定要求
17待檢標準溫度場不符合檢定要求，進行聲光提示
18裝夾裝置提起待檢電子體溫計，移動至檢定位置
19圖像採集系統採集待檢電子體溫計顯示數值圖像
20檢定軟體對獲取的待檢電子體溫計顯示數值圖像進行處理、字符識別
21字符識別結果與標準值進行對比
22對檢定結果進行記錄
23判定所有待檢電子體溫計是否已檢定完
24形成檢定報告
25對檢定過程中的機械運轉情況進行監測
26如機械運轉有異常情況，則進入異常情況處理步驟
27異常情況處理步驟
28判定是否繼續進行檢定
29 —次檢定結束
具體實施例方式
結合圖1進一步說明電子體溫計檢定裝置工作過程，在手動安裝好待檢電子 體溫計後，檢定開始，計算機(3)發出開始檢定信號給控制器(2)，控制器 (2)控制驅動器(3)，驅動器(3)驅動裝夾裝置(9)移動到檢定位置，待 檢電子體溫計(10)在裝夾裝置的帶動下被部分置入標準檢定溫度場(11) 中，標準檢定溫度場的實時溫度參數由溫度信號採集裝置(4)獲取，上傳給 計算機(3)，計算機(3)對此參數進行監測，如不符合檢定要求，則通過聲 光提示裝置(12)進行聲光提示，並停止檢定；如檢定溫度場符合檢定要求，則等待一定時間，在待檢電子體溫計顯示數值穩定後，裝夾裝置(9)將其從 標準檢定溫度場(11)中提出，並將其中一支待檢體溫計移動到特定位置， 在補光照明光源(8)的照明下，利用預先調整後的變焦鏡頭(7)，通過攝像 機(6)，拍攝待檢電子體溫計顯示數值圖像，此模擬圖像信號經圖像AD採 樣設備(5)轉換後傳送給計算機(3)，計算機對接收到的數字圖像進行二值 化、濾波、位置調整、數位分離等處理，經數字識別判讀後與標準值作對比， 誤差符合檢定規程要求的給出合格提示，不符合檢定規程要求的給出不合格 提示，並對檢定結果自動記錄存儲，形成報表。
結合圖2進一步說明電子體溫計檢定方法流程，步驟一，在手動安裝好待檢 電子體溫計後，開始檢定(13)，步驟二，填寫待檢電子體溫計信息(14)， 包括待檢電子體溫計的生產廠家等信息，填寫好相關信息後進入步驟三，待 檢電子體溫計被部分置入檢定標準溫度場中(15)，步驟四，計算機(3)監 測待檢標準溫度場是否符合檢定要求(16)，如標準溫度場不符合檢定要求， 進行聲光提示(17)，並進入處理環節(28)，在該環節判定是否繼續進行檢 定，即是否調整標準溫度場，直至符合符合要求，也可停止檢定，若待檢標 準溫度場符合檢定要求，則進入步驟五，在電子體溫計顯示數值穩定後，裝 夾裝置提起待檢電子體溫計，移動至檢定位置(18)，步驟六，圖像採集系統 採集待檢電子體溫計顯示數值圖像(19)，步驟七，檢定軟體對獲取的待檢電 子體溫計顯示數值圖像進行處理、字符識別、數值判讀(20)，步驟八，數值 判讀結果與標準值進行對比(21)，對結果進行聲光提示，步驟九，記錄檢定 結果(22)，步驟十，檢查所有待檢電子體溫計是否都已檢定完(23)，如沒 有，則繼續進行檢定，如所有待檢電子體溫計均己檢定完，進入步驟十一， 形成檢定報告(24)，步驟十二， 一次檢定結束(29)。檢定過程中，監測機 械運轉是否有異常情況(25)，判定是否有異常情況(26)，如有異常情況， 則進入異常情況處理模塊，異常情況處理步驟(27)。
權利要求
1、一種電子體溫計檢定裝置，其特徵在於它包括一個恆溫源設備(12)，為檢定提供穩定標準的檢定溫度場；一個恆溫源監測設備(4)，監測檢定溫度場的溫度變化情況；一套機械、驅動、控制裝置，它包括一個控制器(2)，可根據預設程序發出控制信號，控制驅動器；一個驅動器(1)，它接受控制器發出的信號，驅動機械裝置按要求運動。一套機械裝夾裝置(9)，可將電子體溫計安裝在這個設備上，受驅動器驅動，帶動待檢電子體溫計按預定軌跡運動；一套電子體溫計顯示字符圖像採集系統，它包括一套照明光源(8)，對電子體溫計顯示字符部分進行照明；一套光學變焦距放大鏡頭(7)，可調節成像大小及清晰度；一個CCD攝像頭(6)，可獲取清晰待檢電子體溫計顯示字符圖像；一個圖像採集卡(5)，可將由CCD攝像機獲取的模擬圖像信號進行AD轉化，並將轉化後的數位訊號傳送給PC機；一臺計算機(3)，可對由圖像採集卡傳送來的數字圖像信號進行處理，獲取電子體溫計顯示數值；一套數字圖像處理軟體系統，它對由圖像採集系統獲取的圖像進行處理，識別出電子體溫計顯示數值；控制器(2)與計算機(3)之間存在雙向數據傳輸線路，通過該線路，控制器可向計算機發出可以採集圖像的信號，計算機也可通過該線路向控制器發出啟動、停止、緊急停止信號；一套聲光提示裝置，可對檢定結果、系統運行過程中的異常情況進行聲光提示。
2、 根據權利要求l的電子體溫計檢定裝置，其特徵是其檢定溫度場中工作區域內任意兩點的溫差不大於o.orc，恆溫時溫度波動不大於土o.oi5。c/15min。
3、 根據權利要求l的電子體溫計檢定裝置，其特徵是其機械裝置(9)可一次安裝多支電子體溫計。
4、 根據權利要求1的電子體溫計檢定裝置，其特徵是其控制器(2)為可編程邏輯控制器(PLC, Programmable Logic Controller)。
5、 根據權利要求1的電子體溫計檢定裝置，其特徵是其執行器(1) 為步進電機。
6、 根據權利要求1的電子體溫計檢定裝置，其特徵是照明光源採用紅色LED環狀光源(8)。
7、 一種利用權利要求1所述的電子體溫計檢定裝置所進行的電子體溫計檢定方法，其特徵是該檢定方法包括 啟動步驟用以啟動檢定裝置；裝夾步驟用以固定待檢電子體溫計，並將待檢電子體溫計按要求放入檢定 溫度場中；溫場監測步驟計算機(3)監測標準檢定溫度場的實時狀態，如不符合檢定 要求，則停止檢定，並給出提示信號；圖像採集步驟待檢電子體溫計顯示數值穩定後，機械裝夾裝置將待檢電子體溫計從標準溫度場中提起，將待檢電子體溫計數值顯示窗口定位在調節放大鏡頭(7)前，攝像頭(6)進行圖像拍攝，圖像採集卡(5)將攝像頭(6)獲取的模擬圖像信號轉換為數字圖像信號並傳輸給計算機(3);判讀步驟計算機(3)用獲取的待檢電子體溫計的顯示數值圖像，通過數字圖像處理方法，對其中的數值圖像進行識別，判讀出待檢電子體溫計的顯示數值；識別結果與標準值對比，符合誤差要求的給出合格提示，不符合誤差要求的 給出不合格提示；完成一個待檢電子體溫計的檢定後；計算機(3)檢査所有待檢電子體溫計是 否全部檢定完，如沒有，則繼續進行下一支電子體溫計的檢定，如全部待檢 電子體溫計已檢定完，則結束檢定過程；異常處理步驟如t幾械繫統不能正常運行，則進入異常處理步驟； 結束步驟用以停止檢定裝置。
8、 根據權利要求7所述的電子體溫計檢定方法，其特徵是在圖像採集 步驟中要進行對比度計算，計算出圖像平均對比度，再判定該對比度是否達 到設定值，如果未達到，則增大補光光源照度再次採樣，直到滿足設定值， 再進行圖像採樣。
9、 根據權利要求7所述的電子體溫計檢定方法，其特徵是其數值判讀 步驟包括以下過程對待檢電子體溫計顯示數值圖像進行圖像校正、濾波、灰度化、以及動態二 值化預處理，動態數位分隔處理模塊根據二值化後圖像投影分布，自動分割各數位，分離出分、個、十數字圖像；特徵提取模塊根據分離出的各數字二值化圖像中像素分布特徵，抽取其多維特徵向量；數字識別模塊根據該圖片的特徵向量，並與存儲中的樣品特徵進行比對，識別得到某一數字；重複上述識別過程，分別得到當前待檢電子體溫計的分、個、十位的顯示數值。
10、根據權利要求8所述的電子體溫計檢定方法中的數值判讀步驟，其特徵是為了有效提高識別率，在數字圖像字符識別算法中混合使用支持向 量機及統計模式識別算法。
全文摘要
本發明涉及電子體溫計檢定方法及裝置，其檢定方法包括啟動步驟；裝夾步驟，用以固定待檢電子體溫計，並按要求移動待檢電子體溫計；溫場監測步驟，監測標準檢定溫度場的溫度參數是否符合檢定要求；圖像採集步驟，圖像採集設備獲取待檢電子體溫計顯示數值圖像；數值判讀步驟，根據數值圖像進行圖像處理、數值識別，判斷數值識別結果與標準值的誤差；異常處理步驟，處理檢定過程中出現的如機械裝置無法按要求運轉等異常情況；結束步驟，結束一個批次電子體溫計的檢定；一種電子體溫計檢定裝置，包括至少一個恆溫檢定源，一個控制器模塊，一個驅動器模塊，一個機械執行裝置模塊，一個圖像採集模塊，一個檢定系統軟體模塊。
文檔編號A61B5/01GK101474064SQ200810120828
公開日2009年7月8日 申請日期2008年9月18日 優先權日2008年9月18日
發明者堅 孫, 徐紅偉, 鍾紹俊, 樂 陳 申請人:中國計量學院機電工程學院