一种流体介质自动识别控制装置及识别控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种节省成本、降低劳动强度、提高操作精确度的流体介质自动识别控制装置及识别控制方法。本发明专利技术的流体介质自动识别控制装置，包括至少一个安装在流体介质管道上的视镜和至少一个控制管道内流体介质流动的阀门，每个所述视镜的外部设置有光电成像系统，与所述光电成像系统和所述阀门信号连接的控制系统。本发明专利技术直接或间接通过安装的工业管道视镜，对管道内的流体介质进行自动成像，由控制系统对成像进行处理、分析及识别，控制系统根据识别结果及工艺要求输出相应的通讯信号和/或控制信号，控制该工序相应的阀门和/或泵,实现了流体在线自动识别和流体生产过程控制自动化。

A fluid medium automatic identification control device and identification control method

The invention provides a fluid medium automatic identification control device and an identification control method to save cost, reduce labor intensity and improve operation accuracy. Automatic identification of fluid control device of the present invention, including the flow of at least one installed in the fluid pipe on the mirror and at least one control valve in the pipeline, outside each of the mirror is provided with a photoelectric imaging system, and the photoelectric imaging system and control system connected to the signal valve. The invention directly or indirectly through the industrial pipe installation mirror, fluid medium in the pipe automatic imaging on the imaging processing, analysis and recognition by the control system, the control system output signal corresponding to the communication and / or control signal according to the requirements of the recognition results and process, the corresponding process control valves and / or pump the online automatic identification, fluid and fluid production process control automation.

【技术实现步骤摘要】
一种流体介质自动识别控制装置及识别控制方法
本专利技术涉及一种与流体介质相关的加工制造领域，尤其是一种对流体工业生产中管道内的流体介质进行自动识别控制装置及识别控制方法。
技术介绍
视觉识别技术在现代工业生产中的应用越来越广泛，如工业自动化控制、办公自动化、材料分拣识别，图像处理，产品质检，机器人视觉系统等行业都需要对图像/颜色进行探测。其设备主要分为基于物体反射、透射和/或折射的光信号测量技术的颜色测量仪表设备及基于机器视觉技术的光电成像系统设备。常规颜色测量仪表主要有：颜色传感器、灰度传感器、色标传感器、色差传感器，仪表输出方式一般为模拟量输出、开关量输出、通讯输出，根据测量选型需要选择。颜色传感器：是一种传感装置，是将物体颜色同前面已经示教过的参考颜色进行比较来检测颜色的装置。当两个颜色在一定的误差范围内相吻合时，输出检测结果。灰度传感器：是一种模拟传感器。灰度传感器利用不同颜色的检测面对光的反射程度不同，光敏电阻对不同检测面返回的光其阻值也不同的原理进行颜色深浅检测。在环境光干扰不是很严重的情况下，用于区别黑色与其它颜色。色标传感器：对各种标签进行检测，即使是背景颜色有着细微的差别的颜色也可以检测到，处理速度快。自动适应波长，能够检测灰度值的细小差别，与标签和背景的混合颜色无关。色差传感器：检测被测物体的颜色与标准颜色的色差，并不需要了解被测物的具体颜色，而只需要对两个物体的色差进行识别与判断，区分出从一种颜色到另一种颜色的变化。机器视觉技术是一种年轻、新兴的工业技术，目前被用以替代人眼的视觉功能，其系统结构是由光电成像装置及安装有视觉软件的微机组成，主要有三种形式，即工业相机、智能相机、视觉传感器，其机器本体具有通讯功能，具有对一定形状和体积的固态物质进行自动尺寸测量、检验、引导、识别。工业相机包括相机、镜头、光源及光源控制器，该装置不具有图像处理及分析功能，它把现场拍摄的图像输出到装有视觉软件的微机上，由微机对图像进行图像处理及分析；智能相机和视觉传感器是嵌入式系统，是为图像处理及分析应用而设计的专用计算机系统，该机器具有图像处理及分析功能。智能相机图像处理及分析能力较高，用于较高要求的应用场合；视觉传感器集图像采集、光源、镜头、图像处理控制于一体，如用于有/无检测等应用要求简单的场合。机器视觉技术以现代光学技术为基础，融合计算机技术、图像处理与分析技术，自动控制技术等现代科学技术为一体，具有精度高，在线监测实时分析、控制及连续工作等特点，已成功应用于半导体、电子元件、家用电器、汽车、机床及自动化设备等，而在众多的流体工业生产中，还都仍然沿用传统的人工视镜观察，即在需要检验的地方，安装管道视镜，由人工通过视镜现场观察管道内流体的外观特征，如：颜色、不同颜色的二种流体交界面、流体内有无区别于流体颜色的异物等，根据生产工艺要求，由人工做出生产工艺要求的相应操作。例如，在啤酒生产中，糖化工段生产的麦汁要用泵输送到发酵工段的发酵罐内，根据工艺要求，麦汁在从糖化泵入发酵罐的过程中，首先要用热水对麦汁输送管道杀菌，麦汁紧随其后进行输送，即通常所说的引酒；糖化操作人员在该批次的麦汁进罐结束时，要用水把从糖化泵到发酵工段发酵罐之间管道内的麦汁，用水全部顶进发酵罐，即麦汁输送完后，紧接着输送水，即通常所说的顶酒。其目的是把麦汁全部送进发酵罐，而引酒、顶酒的用水不能进入发酵罐，否则就会增加成本消耗，或者影响产品质量。该工况对水和麦汁的识别，主要依据颜色差异进行识别。由于水是无色的，麦汁是深褐色的，发酵操作人员，在麦汁进罐实际操作时，需现场观察安装在发酵罐锥底管道上的视镜，当视镜内出现连续流动的二种流体介质的交汇界面或颜色变化时，由人工操作完成阀门切换，即当看到水和麦汁的交汇界面或颜色变化时(前面是水，后面是麦汁)，即进行阀门开关切换——打开进酒阀门，关闭引酒水回收阀门，完成引酒操作过程。同理，当该批次麦汁进罐结束时，发酵操作人员通过锥底管道视镜观察到麦汁和水的交汇界面或颜色变化时(前面是麦汁，后面是水)，操作人员就切换操作阀门——关闭进酒阀门，打开顶酒水回收阀门，完成顶酒操作过程。在流体颜色识别过程中，有时二种流体颜色相似，甚至很难区分，例如：啤酒生产中发酵罐清洗时，洗涤清水的温度是60℃，洗涤剂水溶液是常温水，而二者在通过视镜时，其图像特征基本是一样的，此时根据流体介质温度的差别，可以明确给予判断识别；在麦汁输送过程中，麦汁的温度一般是7℃，当外界环境温度高于麦汁温度，且环境湿度合适时，视镜镜面会产生冷凝水(在有些应用场合，如当流体管道内的介质温度低于0℃时，视镜镜面会结霜、甚至是冰)，操作人员为了清晰观察流体，会及时用手擦去视镜镜面冷凝水(霜/冰)，保持视镜镜面清洁，保证观察质量。由于麦汁管道内流体流速快，二种流体的交界面不易及时捕捉，人工视镜镜前观察，受限于人员操作经验、身体疲劳状况的影响，易造成操作误差，不仅增加了生产成本消耗、影响了产品质量，并且增加了操作人员的劳动强度，同时也制约了流体工业生产过程自动化程度的提高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种节省成本、降低劳动强度、提高操作精确度的流体介质自动识别控制装置及识别控制方法。实现本专利技术目的之一的流体介质自动识别控制装置，包括至少一个安装在流体介质管道上的视镜和至少一个控制管道内流体介质流动的阀门和/或泵，每个所述视镜的外部设置有至少一个光电成像系统，与所述光电成像系统和所述阀门和/或泵信号连接的控制系统；所述控制系统能够通过所述光电成像系统的成像识别管道内的流体介质，并通过控制所述阀门和/或泵的开关和/或开关幅度来控制流体介质的流动。所述控制系统包括数据通信系统、分析处理系统和运算控制系统；所述分析处理系统对光电成像系统的成像图像信号进行实时分析处理，并传送给运算控制系统，实现对流体介质进行识别；所述运算控制系统对分析处理系统的结果、传感器测量信号(包括颜色、灰度、色标、色差传感器信号、被测流体介质的温度、压力、流量、电导率、液位和/或PH值测量传感器信号)、阀门和/或泵运行信号数据进行运算处理，发出控制信号；所述数据通信系统接收光电成像系统的成像和/或颜色信号，并传送给分析处理系统，再接收运算控制系统的控制信号，并传送给阀门和/或泵，实现对所述阀门和/或泵的开关以及开关幅度进行控制。所述的流体介质自动识别控制装置，还包括分别于控制系统信号连接的用于测量流体介质的温度传感器、压力传感器、流量传感器、电导率传感器、液位传感器和/或PH值测量传感器。所述光电成像系统为工业相机、智能相机、视觉传感器、颜色传感器、灰度传感器、色标传感器和/或色差传感器。所述光电成像系统与视镜之间设置有成像介质，所述成像介质为反射镜面、折射镜面、透视面和/或光导纤维介质。所述反射镜面和折射镜面为光滑表面的金属、玻璃、塑料等材料；所述透视面为透明玻璃、透明塑料等材料。所述视镜外侧设有镜面清洁装置，当视镜镜面脏污、有冷凝水或结霜结冰时能够清洁镜面，保证光电成像系统成像或颜色测量质量。所述镜面清洁装置为刮水器和/或水除霜装置和/或压缩气体除霜装置；所述水除霜装置包括设置在视镜的透明视窗周围的喷水口，与所述喷水口相连的供水装置；所述压缩气体除霜装置包括设置在视镜的透明视窗周围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体介质自动识别控制装置，其特征在于：包括至少一个安装在流体介质管道上的视镜和至少一个控制管道内流体介质流动的阀门和/或泵，每个所述视镜的外部设置有至少一个光电成像系统，与所述光电成像系统和所述阀门和/或泵信号连接的控制系统；所述控制系统能够通过所述光电成像系统的成像识别管道内的流体介质，并通过控制所述阀门和/或泵的开关和/或开关幅度来控制流体介质的流动。

【技术特征摘要】
2016.10.25 CN 20161093305611.一种流体介质自动识别控制装置，其特征在于：包括至少一个安装在流体介质管道上的视镜和至少一个控制管道内流体介质流动的阀门和/或泵，每个所述视镜的外部设置有至少一个光电成像系统，与所述光电成像系统和所述阀门和/或泵信号连接的控制系统；所述控制系统能够通过所述光电成像系统的成像识别管道内的流体介质，并通过控制所述阀门和/或泵的开关和/或开关幅度来控制流体介质的流动。2.根据权利要求1所述的流体介质自动识别控制装置，其特征在于：所述控制系统包括数据通信系统、分析处理系统和运算控制系统；所述分析处理系统对光电成像系统的成像信号进行实时分析处理，并传送给运算控制系统，实现对流体介质进行识别；所述运算控制系统对分析处理系统的结果、传感器信号、阀门和/或泵运行信号数据进行运算处理，发出控制信号；所述数据通信系统接收光电成像系统的成像和/或颜色信号，并传送给分析处理系统，再接收运算控制系统的控制信号，并传送给阀门和/或泵，实现对所述阀门和/或泵的开关以及开关幅度进行控制。3.根据权利要求1所述的流体介质自动识别控制装置，其特征在于：所述的流体介质自动识别控制装置，还包括分别于控制系统信号连接的用于测量流体介质的温度传感器、压力传感器、流量传感器、电导率传感器、液位传感器和/或PH值测量传感器。4.根据权利要求1所述的流体介质自动识别控制装置，其特征在于：所述光电成像系统为工业相机、智能相机、视觉传感器、颜色传感器、灰度传感器、色标传感器和/或色差传感器。5.根据权利要求1所述的流体介质自动识别控制装置，其特征在于：所述光电成像系统与视镜之间设置有成像介质，所述成像介质为反射镜面、折射镜面、透视面和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：许静，夏家文，
申请(专利权)人：许静，
类型：发明
国别省市：安徽,34