專利名稱：一種玻璃液體溫度計自動視覺檢定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子技術(shù)與圖像處理應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種玻璃液體溫度計自
動視覺檢定裝置。
背景技術(shù)：
玻璃液體溫度計是最重要最常見的一種溫度計，它具有造價低、讀數(shù)直觀、操作簡 單、熱響應(yīng)時間短、熱容量小、測量準(zhǔn)確度高等優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科研活 動中。各種類型的玻璃液體溫度計在工業(yè)生產(chǎn)中和日常生活中應(yīng)用非常廣泛，生產(chǎn)的數(shù)量 也非常大。在一些精度要求比較高的場合，使用溫度計之前需要對溫度計的精度進行標(biāo)定， 即對比待檢測的溫度計和標(biāo)準(zhǔn)溫度計，通過檢測各支溫度計的讀數(shù)對比來判斷溫度計的質(zhì) 量。目前采用的檢定方法是比較法，即將被檢的溫度計和標(biāo)準(zhǔn)器插在恒溫槽內(nèi)，由恒溫槽提 供一個穩(wěn)定而均勻的溫度場，待達到熱平衡后，依次讀取被檢溫度計(一般為4至8支)和 標(biāo)準(zhǔn)器的溫度示值。 傳統(tǒng)的檢測方法是通過人工對恒溫槽中的溫度計進行讀數(shù)，并記錄其讀數(shù)，最后
形成報表和鑒定證書。人工檢測存在很大的弊端，如勞動強度大并且存在嚴(yán)重的估讀誤差 等。 玻璃液體溫度表的檢定一般有定點法和比較法。前者主要用于基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)實驗 室，而后者則用于一般計量實驗室和工業(yè)企業(yè)計量室。比較法檢定均靠人工操作，人眼讀 數(shù)，數(shù)據(jù)處理由操作人員完成，因而讀數(shù)工作量大，工作效率低，加之批量檢定，操作人員容 易因疲勞而出現(xiàn)漏洞。這種靠人工讀取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的檢定方法存在以下幾個問題 a.玻璃液體溫度計的示值是由檢定員通過讀數(shù)望遠(yuǎn)鏡觀察感溫液柱在溫度計兩 刻線之間的高度來估讀的，即需要人為地將兩刻線進行十等分，故估讀誤差在最小分度值 的十分之一至十分之二之間，這是被檢溫度計示值修正值不確定度的主要來源之一。 b.等候溫度平衡、穩(wěn)定的過程需要檢定員一直在恒溫槽邊守候觀測，時間長；為 了克服溫度波動以及估讀可能帶來的誤差，要從左至右、從右至左往返進行5個循環(huán)的讀 數(shù)，之后分別取其平均值作為各溫度計的示值，讀數(shù)時十分的費眼力。 c.數(shù)據(jù)處理需將標(biāo)準(zhǔn)器的各項修正值帶入，進行計算方可取得各被檢溫度計在檢 定點的示值修正值，數(shù)據(jù)量大，計算麻煩。
d.由于要往返讀數(shù)，時間拉長，恒溫槽溫度波動將對檢定結(jié)果造成影響；為了加 快讀數(shù)，通常由一名檢定員來回移動望遠(yuǎn)鏡讀數(shù)、報數(shù)，一名檢定員在一旁記錄，操作麻煩。 e.人工進行數(shù)據(jù)處理，錄入證書，數(shù)據(jù)量和工作量都大，易出錯。 針對玻璃液體溫度計的檢定至今沒有成型的自動檢定系統(tǒng)出現(xiàn)。

實用新型內(nèi)容本實用新型的所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有玻璃液體溫度計檢定中存在的人
工檢測效率低、速度慢、精度低、誤檢率偏高、檢定人員容易疲勞等問題，提出一種玻璃液體溫度計自動視覺檢定裝置。 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案為 —種玻璃液體溫度計自動視覺檢定裝置，其特征在于，包括恒溫槽、用于固定玻璃 體溫度計的夾板、背光板、用于獲取被測玻璃體溫度計圖像的攝像機、用于固定攝像機的支 架以及用于圖像處理的計算機；所述的夾板設(shè)置在恒溫槽中；背光板設(shè)置在夾板的一側(cè)； 攝像機、插裝在夾板上的被測的玻璃體溫度計和背光板處于同一水平位置，所述的攝像機 與計算機連接。 所述的支架上還設(shè)有光源。光源直接照射在被測玻璃體溫度計和背光板上。 —種基于機器視覺的自動檢定方法和裝置，它主要由恒溫槽、攝像機、鏡頭、光源、 支架和計算機組成。 所述恒溫槽主要是給玻璃液體溫度計檢定的時候提供一個基本恒定的溫度環(huán)境，
玻璃液體溫度計插在恒溫槽上的夾板上，所述攝像機和鏡頭鏈接成一體安裝在恒溫槽前的
支架上，所述光源在玻璃液體溫度計的斜上方照射，所述計算機獲取攝像機拍攝的圖像并
進行實時處理、顯示和存儲。 本實用新型工作過程如下 (1)啟動檢定裝置。 (2)把標(biāo)準(zhǔn)玻璃液體溫度計和被檢溫度計插入恒溫槽的夾板上，設(shè)置第一個檢定 點，并在恒溫槽上調(diào)整預(yù)設(shè)溫度值。
(3)在檢定界面上調(diào)整需要設(shè)置或修改的參數(shù)，啟動攝像機拍照。
(4)攝像機每隔tl時間獲取玻璃液體溫度計序列圖像，并對每幀圖像進行數(shù)字圖
像處理，得出標(biāo)準(zhǔn)溫度計的示數(shù)，若在t2的時間內(nèi)溫度計示數(shù)變化超過n度，則認(rèn)為當(dāng)前恒
溫槽溫度沒有穩(wěn)定，需繼續(xù)獲取序列圖像判斷；若在時間t2內(nèi)，溫度計示數(shù)的變化范圍在n
度以內(nèi)，則認(rèn)為當(dāng)前恒溫槽溫度已穩(wěn)定并可啟動整體讀數(shù)。 (5)攝像機每間隔時間t3拍攝一幀圖像，一共拍攝m幀圖像，得出每一幀圖像上每 一支被檢溫度計的示數(shù)，求取平均值，得出每一支溫度計的準(zhǔn)確讀數(shù)。
(6)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溫度計的平均值和修正值，以及得到的每支被檢玻璃液體溫度計的 平均值計算出被檢玻璃液體溫度計的修正值，并判斷是否在允許范圍內(nèi)。
(7)存儲檢定數(shù)據(jù)和圖像，并生成檢定證書。 實用新型的有益效果 實用新型與現(xiàn)有檢測方法和檢測設(shè)備相比，具有以下優(yōu)點和突出進步性 針對玻璃液體溫度計的特性，發(fā)明了一種基于機器視覺的玻璃液體溫度計自動檢
定方法與裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，實用性好。 代替人工。現(xiàn)有玻璃液體溫度計自動檢定系統(tǒng)均采用人工讀數(shù)望遠(yuǎn)鏡進行讀數(shù)， 并需要統(tǒng)計和計算大量的數(shù)據(jù)，而自動檢定裝置可以使人工從繁重的勞動中解脫出來，解 放了人力資源，提高了效率。 檢測速度快?，F(xiàn)有由于人工檢測采用讀數(shù)望遠(yuǎn)鏡方式讀數(shù)，因此每換一支溫度計 或者換一個檢定點，都需要對望遠(yuǎn)鏡進行調(diào)整，因此速度慢，自動檢測設(shè)備一次拍攝所有溫 度計圖像，并進行計算機處理，因此速度快。 精度高。本實用新型采用高分辨率攝像機獲取溫度計圖像，分辨率達到最小分度值的1/10以內(nèi)，其檢測精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工檢測。 成本低。本實用新型只需要一臺攝像機、一臺電腦和一個前置光源，實現(xiàn)了檢定讀 數(shù)、記錄、數(shù)據(jù)存儲、證書生成等一系列功能，成本低。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視)； 圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視)； 圖3工作流程圖。 圖中標(biāo)號說明 l背光板 2攪拌電機 3恒溫槽 4夾板 5標(biāo)準(zhǔn)玻璃液體溫度計 6被檢玻璃液體溫度計 7支架 8打印機 9計算機 IO攝像機 11光源
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
實施例1 : 本實用新型主要包括恒溫槽、夾板、攝像機、光源、計算機、背光板等部分。本使用 新型主要根據(jù)機器視覺原理，設(shè)計了玻璃液體溫度計的圖像采集裝置，并根據(jù)檢定規(guī)程把 采集到的圖像進行數(shù)字圖像處理，最后根據(jù)判斷檢定結(jié)果并生成證書。 各部分的作用與功能如下 如圖1所示，恒溫槽3上裝有攪拌電機2，使恒溫槽3在升溫的時候攪拌恒溫槽里 的液體，使溫度均勻性更好，恒溫槽3上面安裝有夾板4，夾板4主要起固定溫度計的功能， 夾板4上插有標(biāo)準(zhǔn)玻璃液體溫度計5和被檢玻璃液體溫度計6，白色的背光板1安裝在夾 板4后面，攝像機10和光源11安裝在支架7上，攝像機10獲取的圖像傳入計算機9進行 處理，最終證書交給打印機8打印。 圖2為俯視圖，背光板1、夾板4、攝像機IO和光源11在一條水平線上，溫度計均 勻的插在夾板4上， 一般來說，標(biāo)準(zhǔn)玻璃液體溫度計5插在夾板4的中間，被檢玻璃液體溫 度計插6在夾板4的其他位置，所有溫度計呈一條直線排列并與攝像機10拍照方向垂直。 圖3為工作流程圖。即從啟動系統(tǒng)到最后生成證書的全過程。 本實用新型的具體檢定過程如下 本使用新型采用一套攝像系統(tǒng)獲取多支溫度計圖像，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)識別 當(dāng)前溫度的讀數(shù)，并使之與標(biāo)準(zhǔn)器進行比，判斷當(dāng)前被檢溫度計是否符合要求，最后生成檢 定證書。本實用新型的工作步驟如下 步驟1 :給恒溫槽供電，根據(jù)第一個檢定點設(shè)置恒溫槽的溫度，把標(biāo)準(zhǔn)溫度計和被 檢溫度計插入恒溫槽的夾板中。 步驟2 :啟動計算機和攝像機，給光源通電，調(diào)整攝像機的焦距和光圈，使其獲取 清洗的溫度計圖像，在檢測界面上設(shè)置檢定參數(shù)。
步驟3 :攝像機每隔tl時間(如tl = 1秒)獲取玻璃液體溫度計序列圖像，并對每幀圖像進行數(shù)字圖像處理，得出標(biāo)準(zhǔn)溫度計的示數(shù)，若在t2時間(如t2 = 60秒)內(nèi)溫度計示數(shù)變化超過n度(如n = 0. 1度)，則認(rèn)為當(dāng)前恒溫槽溫度沒有穩(wěn)定，需繼續(xù)獲取序列圖像判斷；若在時間t2內(nèi)，溫度計示數(shù)的變化范圍在n度以內(nèi)，則認(rèn)為當(dāng)前恒溫槽溫度已穩(wěn)定并可啟動整體讀數(shù)。 步驟4 :攝像機每間隔時間t3 (如t3 = 3秒)拍攝一幀圖像， 一共拍攝m(如m =4)幀圖像，得出每一幀圖像上每一支被檢溫度計的示數(shù)，求取平均值，得出每一支溫度計的準(zhǔn)確讀數(shù)。并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溫度計的平均值和修正值，以及得到的每支被檢玻璃液體溫度計的平均值計算出被檢玻璃液體溫度計的修正值。 步驟5 :重新在恒溫槽上設(shè)定下一個檢定點的溫度，并把溫度計插入指定深度，并重復(fù)步驟3和步驟4。 步驟6 :重復(fù)步驟5，直到完成所有檢定點。得出每一支被檢溫度計在每一個檢定點的修正值，判斷該溫度計的誤差是否在允許范圍內(nèi)，并生成檢定證書。
權(quán)利要求一種玻璃液體溫度計自動視覺檢定裝置，其特征在于，包括恒溫槽、用于固定玻璃體溫度計的夾板、背光板、用于獲取被測玻璃體溫度計圖像的攝像機、用于固定攝像機的支架以及用于圖像處理的計算機；所述的夾板設(shè)置在恒溫槽中；背光板設(shè)置在夾板的一側(cè)；攝像機、插裝在夾板上的被測的玻璃體溫度計和背光板處于同一水平位置，所述的攝像機與計算機連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃液體溫度計自動視覺檢定裝置，其特征在于，所述的支架上還設(shè)有光源。
專利摘要本實用新型提供了一種玻璃液體溫度計自動視覺檢定裝置，其特征在于，包括恒溫槽、用于固定玻璃體溫度計的夾板、背光板、用于獲取被測玻璃體溫度計圖像的攝像機、用于固定攝像機的支架以及用于圖像處理的計算機；所述的夾板設(shè)置在恒溫槽中；背光板設(shè)置在夾板的一側(cè)；攝像機、插裝在夾板上的被測的玻璃體溫度計和背光板處于同一水平位置，所述的攝像機與計算機連接。本裝置結(jié)構(gòu)簡單、檢測速度快、精度高，能代替人工勞動，自動化程度高。
文檔編號G01K15/00GK201548351SQ20092031402
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者陳恪 申請人:湖南省計量檢測研究院