光學成像式液面測量裝置的製作方法

2023-10-07 08:49:14 2

專利名稱：光學成像式液面測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及測量技術，具體涉及一種利用光學成像原理和一維圖像處理技術，精確測量透明容器中液體液面高度的裝置。
本實用新型上述技術問題這樣解決，構造一種光學成像式液面測量裝置，包括沿容器高度方向設置的發光元件、設在容器內液體表面的浮標，還包括作為液面高度傳感器的線列CCD成像器件以及設在所述線列CCD成像器件與容器之間的光學成像鏡頭，還包括接收來自所述線列CCD成像器件傳感信號的CDD前置電路單元以及接收來自所述CDD前置電路單元輸出的一維視頻信號並對其進行處理得出液面高度信息的視頻信號處理單元。
實施本實用新型提供的光學成像式液面測量裝置，具有檢測精度高，可實現非接觸式檢測，安全，便捷。這種裝置可廣泛用於由液體連通管或液體槽構成的精密水準儀、傾角儀以及沉降測量裝置中。
在圖2和圖3示出的本實用新型光學成像式液面測量裝置的平面和側向結構示意圖中，

圖1中的發光元件9此處採用焊在PCB板91上的表面裝貼式紅色發光二極體92，發光二極體92上方設有反光板13，圖1中的浮標10是一塊矩形泡沫塑料101下面襯一塊一端折彎的小金屬片102；圖1中的CCD元件4此處為焊接於CCD安裝板41上的普通2048元線列CCD42；而CCD安裝板41直立裝於CCD前置電路板43上，而CCD前置電路板43安放在主電路板11上，圖1中的透明容器1可以是液體連通管12。
圖4是本實用新型提供的光學成像式液面測量裝置中CDD前置電路的邏輯框圖；CCD前置電路5包括時鐘信號發生器、差分視頻信號放大器和信號整形電路，其中，時鐘發生器51產生CCD所需的時序信號，差分放大器52對CCD輸出的信號進行放大，信號整形電路53將視頻信號整理成二值化數位訊號。
圖5是本實用新型提供的光學成像式液面測量裝置中主信號處理電路的邏輯框圖。主信號處理電路7包括脈衝計數器71，CPU72以及通訊接口電路73，其中脈衝計數器71自動數出每個掃描周期中出現浮標信號之前的時鐘脈衝個數，CPU72通過軟體計算將脈衝個數轉換成位置尺寸，最後通過外部通訊接口73將結果送出。
權利要求1.一種光學成像式液面測量裝置，其特徵在於，包括沿容器高度方向設置的發光元件(9)、設在容器(1)內液體(2)表面的浮標(10)，還包括作為液面高度傳感器的線列CCD成像器件(4)以及設在所述線列CCD成像器件(4)與容器(1)之間的光學成像鏡頭(3)，還包括接收來自所述線列CCD成像器件(4)傳感信號的CDD前置電路單元(5)以及接收來自所述CDD前置電路單元(5)輸出的一維視頻信號並對其進行處理得出液面高度信息的視頻信號處理單元(7)。
2.根據權利要求1所述光學成像式液面測量裝置，其特徵在於，所述視頻信號處理單元(7)包括接收時鐘脈衝、同步脈衝和視頻信號的脈衝計數器(71)、與脈衝計數器連接的CPU單元(72)以及與CPU單元(72)連接的通訊單元(73)。
3.根據權利要求1所述光學成像式液面測量裝置，其特徵在於，所述CDD前置電路單元(5)包括提供時鐘和同步脈衝並與CDD成像器件(4)連接的時鐘發生器(51)、與CDD成像器件(4)輸出埠連接的差分放大單元(52)以及與差分放大單元(52)連接提供視頻信號輸出的信號整形單元(53)。
4.根據權利要求1所述光學成像式液面測量裝置，其特徵在於，所述發光元件(9)採用表面貼裝式的紅色發光二極體，所述發光二極體焊接在印刷電路板上。
5.根據權利要求1所述光學成像式液面測量裝置，其特徵在於，所述浮標(10)包括一塊矩形泡沫塑料(101)，以及襯在該泡沫塑料塊(101)底部的一塊一端折彎的小金屬片(102)。
6.根據權利要求1所述光學成像式液面測量裝置，其特徵在於，所述CCD成像器件(4)是安裝在CDD安裝板上的普通2048元線列CCD器件，所述CDD安裝板直立裝於CDD前置電路板上。
7.根據權利要求1所述光學成像式液面測量裝置，其特徵在於，還包括可將發光元件產生的光發射到浮標方向的反光板(13)。
專利摘要一種精確測量容器內液體液面高度的光學成像式液面測量裝置，包括沿容器高度方向設置的發光元件、設在容器內液體表面的浮標，還包括作為液面高度傳感器的線列CCD成像器件以及設在所述線列CCD成像器件與容器之間的光學成像鏡頭，還包括接收來自所述線列CCD成像器件傳感信號的CDD前置電路單元以及接收來自所述CDD前置電路單元輸出的一維視頻信號並對其進行處理得出液面高度信息的視頻信號處理單元。這種光學成像式液面測量裝置，檢測精度高，可實現非接觸式檢測，安全，便捷，可廣泛用於由液體連通管或液體槽構成的精密水準儀、傾角儀以及沉降測量裝置中。
文檔編號G01F23/284GK2588336SQ0225044
公開日2003年11月26日 申請日期2002年12月17日 優先權日2002年12月17日
發明者徐衝, 莊焰, 黃中偉 申請人:深圳市紐吉特電子技術有限公司