一種利用攝像頭的儲罐液位測量裝置的製作方法

2023-06-03 19:36:06

專利名稱：一種利用攝像頭的儲罐液位測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液位的測量裝置，尤其是一種利用攝像頭的儲罐 液位測量裝置，屬於傳感器和測量技術領域。
背景技術：
目前在工業、農業、醫療等行業的儲罐液位自動化測量應用相當廣泛。 其測量原理和方法眾多，按照與液體接觸與否，分為接觸式液位測量和非接觸式測量兩類。 接觸式測量有浮球式，電容式等，前者的缺點是需要靈敏可靠的機械結構，而後者不適用 於液體粘稠等場合；非接觸式測量有超聲波式，雷達波式，它們通過測量發射脈衝波與接 收反射波之間的時間差計算液位深度，它們的缺點是不適合液面變化晃動較大的場合，否 則其反射波將有可能接收不到，同時度一定要準確地保證安裝精，否則所帶來的測量偏差 很難加以消除。此外，如果被測量液體是帶腐蝕性或易爆的，其測量過程則須要求傳感裝置 必須是防腐防爆的。由此種種原因導致了整個測量裝置成本高，也制約了眾多自動化領域 的進程。實用新型內容本實用新型的目的是為解決上述問題而提供的一種測量裝置。結 合軟體技術，它能夠校正因安裝偏差而帶來的測量誤差，且在液面具有較大變化晃動的場 合下仍能夠保證較高的測量精度。為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是一種利用攝像頭的儲罐液位測 量裝置，包括攝像頭和三個雷射光源，雷射光源波長在可見光波段。攝像頭朝向液面垂直安 裝。三個雷射光源對稱地安裝在攝像頭周圍，其所發出的雷射束(雷射光源經凸透鏡匯聚 後形成雷射束)分別與攝像頭透鏡光軸在同一個平面內，雷射束La，Lb，Lc與光軸的夾角為 分別為αι，a2，Ci3，其中夾角大小可進行調節，以使其適應不同的儲罐形狀，夾角調整的範 圍最大不超過攝像頭的視場角，以確保雷射束落在攝像頭採集的範圍內，夾角最小調整到 0°，即雷射束與液面垂直。本實用新型的優點實現非接觸測量，測量成本低，除用於儲罐液體測量外，還可 以用於油箱內燃油的測量。

圖1是攝像頭和雷射光源的安裝示意圖。圖2是攝像頭和雷射光源的位置關係示意圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，攝像頭1朝向液面垂直安裝，光軸要儘量垂直於液面。雷射光 源LA，LB和LC對稱地安裝在攝像頭1周圍，雷射束La，Lb和Lc與攝像頭1透鏡法線在同 一個平面，設光束La，Lb和Lc與光軸的夾角為分別為α」 α 2，α 3，其中夾角大小可進行調 節，以使其適應不同的儲罐形狀，夾角調整的範圍最大不超過攝像頭1的視場角，以確保激 光束落在攝像頭採集的範圍內，夾角最小調整到0°，即雷射束與液面垂直，夾角最佳的 調整方法是在儲罐沒有液體的情況時，在夾角不超過攝像頭視場角的前提下，儘量使光束 照射到罐底邊緣，以獲取最佳的測量精度；設攝像頭透鏡的焦距為f，雷射光源間的距離分別為d，d通常選取為5f 15f。通過三個雷射光源發射三束可視的光束照射液面，通過攝 像頭採集儲罐液體圖像傳輸至計算機，求取雷射束與液面的三個交點A』，B』，C』(即光點) 在圖像上形成的面積s，再根據測量裝置安裝參數及相關儲罐信息便可計算出液面的高度。
權利要求1.一種利用攝像頭的儲罐液位測量裝置，包括攝像頭和三個雷射光源，攝像頭朝向液 面垂直安裝，三個雷射光源對稱地安裝在攝像頭周圍，其發出的雷射束分別與攝像頭透鏡 光軸在同一個平面中，三個雷射光束與光軸的夾角調整的範圍最大不超過攝像頭的視場 角，夾角最小調整到0°。
2.如權利要求1所述的一種利用攝像頭的儲罐液位測量裝置，其特徵在於攝像頭透 鏡的焦距為f，雷射光源間的距離為d，d = 5f 15f。
專利摘要一種利用攝像頭的儲罐液位測量裝置，包括攝像頭和三個雷射光源。攝像頭朝向液面垂直安裝。三個雷射光源對稱地安裝在攝像頭周圍，其所發出的雷射束分別與攝像頭透鏡光軸在同一個平面，三個雷射光束a，b，c與光軸的夾角為分別為α1，α2，α3，其中夾角大小可進行調節，以使其適應不同的儲罐形狀，夾角調整的範圍最大不超過攝像頭的視場角，以確保雷射束落在攝像頭採集的範圍內，夾角最小調整到0°，即雷射束與液面垂直。本實用新型的優點實現非接觸測量，測量成本低，除用於儲罐液體測量外，還可以用於油箱內燃油的測量。
文檔編號G01F23/22GK201926482SQ20102064284
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月4日 優先權日2010年12月4日
發明者於春和, 白瑩 申請人:瀋陽航空航天大學