一种玻璃浮子流量计自动读数系统及其自动读数方法技术方案

本发明专利技术涉及一种玻璃浮子流量计领域，尤其一种玻璃浮子流量计自动读数系统及其自动读数方法,自动读数系统包括一玻璃浮子流量计，所述玻璃浮子流量计一侧安装有一图像采集装置，该图像采集装置的采集端与玻璃浮子流量计制有刻度的一侧端面相对设置位于同一竖直平面内，所述图像采集装置的采集端用于采集玻璃浮子流量计中浮子水平方向上的正投影位置视频，所述图像采集装置的信号输出端连接一上位机，该上位机用于对图像采集装置录入的视频进行识别、计算，处理和显示；自动读数方法可通过区间分割和图像识别的方法识别并计算出浮子指示的流量值，从而取代传统人工的读取方式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种玻璃浮子流量计领域，尤其一种玻璃浮子流量计自动读数系统及其自动读数方法。
技术介绍
玻璃转子流量计是一种用于测量流体瞬时流量的计量器具，它主要由玻璃或其它透明材料制成的锥管和浮子组成，在锥管表面标有流量刻度，当流体由下向上通过流量计时，浮子受力在锥管中上下浮动，并通过浮子指示的刻度值确定流体的流量。由于玻璃浮子流量计被大量地应用于电力、石化、化工、冶金、医药等重要领域，计量技术机构需对玻璃浮子流量计进行周期检定。目前，计量技术机构多使用流量标准装置检定浮子流量计，将浮子流量计串联在标准装置管路上，使流体连续流过浮子流量计和标准器，比较浮子流量计示值和标准器显示的标准值，并确定浮子流量计的计量误差。在检定过程中，需要人工读取浮子流量计刻度并记录示值流量，然而人工读数容易造成粗大误差，而且这种方式无法将流量示值直接传送至上位计算机并进行误差计算和检定过程控制，限制了自动化程度并影响了工作效率。另一方面，由于计量技术机构检定的浮子流量计多是使用中的，锥管内部常附着脏污和锈迹，刻度也经常因磨损造成的模糊不清现象，这些问题对准确读取示值流量均有不利影响。因此，计量技术机构急需一种玻璃浮子流量计自动读数技术，能将读取的数据直接传输至上位计算机，以避免人工读数可能造成的粗大误差，并提高流量标准装置的自动化程度和工作效率，同时该技术还不应受到流量计刻度模糊不清的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构合理、自动读取、便捷高效的一种玻璃浮子流量计自动读数系统及其使用方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种玻璃浮子流量计自动读数系统,其特征在于：包括一玻璃浮子流量计，所述玻璃浮子流量计一侧安装有一图像采集装置，该图像采集装置的采集端与玻璃浮子流量计制有刻度的一侧端面相对设置位于同一竖直平面内，所述图像采集装置的采集端用于采集玻璃浮子流量计正面的视频图像，所述图像采集装置的信号输出端连接一上位机，该上位机用于对图像采集装置录入的视频进行识别、计算，处理和显示。一种玻璃浮子流量计自动读数系统的使用方法，包括以下步骤:步骤1、对玻璃浮子流量计的整个量程范围进行区间分割，标记子区间的上、下限的水平位置，在上位计算机中设定各子区间上、下限对应的刻度流量；步骤2、检测各子区间的上、下限标记的子像素位置，将它们存储于上位机；步骤3、识别出浮子的轮廓，将其所在水平像素位置存储至上位机；步骤4、确定浮子所在的子区间；步骤5、根据公式计算出浮子位置对应的刻度流量。而且，所述步骤1的具体操作方式包括：将玻璃浮子流量计的整个量程范围分割为n个线性的连续分布的子区间，所述n为不小于1的整数，每个子区间量程范围内的刻度均匀，然后，用n+1个直线型标尺与n个子区间的上、下限水平位置对齐，并在上位机中设定n个连续子区间上、下限对应的刻度流量qi和qi+1，所述i为子区间的序号。而且，所述步骤2的具体操作方式包括：采用图像识别的方法检测n+1个直线型标尺的水平像素位置，在图像采集装置采集的一帧图像中，标尺呈现为颜色或灰度区别于背景的一组矩形像素点矩阵，每个标尺的水平像素位置为所述的矩形像素点矩阵行序号的平均值，将每个标尺的水平像素位置di和di+1储存于上位机。而且，所述步骤3的具体操作方式包括：识别出浮子所在的水平像素位置dx,，所述dx,为浮子轮廓中列像素点最多的行序号。而且，所述步骤4的具体操作方式包括：将dx,与di和di+1相比较，得到数值上与子区间上、下限的水平像素位置di和di+1。而且，所述步骤5的具体操作方式包括：所述公式为本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术中，玻璃浮子流量计自动读数系统及其自动读数方法可通过识别浮子的相对位置计算出浮子指示的流量值，从而取代传统人工的读取方式；另外，采用上述结构和方法还可避免由于玻璃浮子流量计的玻璃罩脏污或零件锈蚀，造成的读数不清等不利影响，从而避免由于人为操作或视觉偏差造成的读数误差；除此之外，配合上位机还可对读取录入的数据进行储存，记录，打印等后期工作，便于操作人员对相应数据进行采集，分析，进而提高了针对玻璃浮子流量计读取的自动化程度，不但减轻了昂贵的人力成本还可有效避免读数的误差，提高其准确性和工作效率。附图说明图1为本专利技术中玻璃浮子流量计自动读数系统的结构示意图；图2为图1中玻璃浮子流量计刻度范围划分的结构示意图；图3为图1玻璃浮子流量计的结构示意图。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术作详细说明，所述实施例是说明性的，而非限制性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。本专利技术中如图1所示建立一套自动读数系统，其创新在于，包括一玻璃浮子流量计1，所述玻璃浮子流量计一侧安装有一图像采集装置2，该图像采集装置的采集端与玻璃浮子流量计制有刻度的一侧端面相对设置位于同一竖直平面内，所述图像采集装置的采集端用于采集玻璃浮子流量计正面的视频图像，所述图像采集装置的信号输出端连接一上位机3，该上位机用于对图像采集装置传入的视频进行识别、计算，处理和显示。本专利技术中所述的自动读数系统的使用方法：步骤1、对玻璃浮子流量计的整个量程范围进行区间分割，标记子区间的上、下限的水平位置，在上位计算机中设定各子区间上、下限对应的刻度流量；本实施例针对于全量程范围内刻度不完全线性的玻璃浮子流量计，将玻璃浮子流量计的整个量程范围分割为n个线性的连续分布的子区间，所述n为不小于1的整数，每个子区间量程范围内的刻度均匀，然后，用n+1个直线型标尺与n个子区间的上、下限水平位置对齐，并在上位机中设定n个连续子区间上、下限对应的刻度流量qi和qi+1，所述i为子区间的序号；本实施例中，当针对的玻璃浮子流量计全量程范围内刻度为完全线性时，各子区间的刻度间距完全相等，因此无需对玻璃浮子流量计的整个量程范围进行区间分割，可直接标记整个量程范围的刻度上、下限的水平位置，视为子区间内的刻度线性范围；所述标尺为直线型，颜色易与背景颜色区分，直径应尽量细且具有一定硬度，不易弯折，具体实现上，本专利技术采用为直径2mm的黑色标记标尺上、下限刻度；在安装方式上，标记应保证与其所标记的刻度处于同一水平面，且标记应尽量接近玻璃浮子流量计，以避免由拍摄角度不同造成的位置偏差。步骤2、检测各子区间的上、下限标记的子像素位置，将它们存储于上位机；采用图像识别的方法检测n+1个直线型标尺的水平像素位置，在图像采集装置采集的一帧图像中，标尺呈现为颜色或灰度区别于背景的一组矩形像素点矩阵，每个标尺的水平像素位置为所述的矩形像素点矩阵行序号的平均值，也就是说，标尺的水平像素位置d为标尺中心位置在一帧图像上的行像素序号，之后将每个标尺的水平像素位置即个子区间的上下限水平像素位置di和di+1以及区间量程范围上、下限对应的刻度流量qi和qi+1储存于上位机；步骤3、识别出浮子的轮廓，将其所在水平像素位置存储至上位机；采用背景差分法识别浮子的轮廓，以其轮廓最宽处为指示刻度的位置。在试验开始前拍摄一帧图像作为参考图像并建立背景模型，试验开始，浮子随水流上下浮动，再拍摄一张图像，将该图像与参考图像做背景差分，识别出前景目标(即浮子)的边缘。浮子稳定后，根据前景目标轮廓识别出浮子轮廓中列像素点最多的行序号，作为其所在水平像素位置dx。步骤4、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃浮子流量计自动读数系统,其特征在于：包括一玻璃浮子流量计，所述玻璃浮子流量计一侧安装有一图像采集装置，该图像采集装置的采集端与玻璃浮子流量计制有刻度的一侧端面相对设置位于同一竖直平面内，所述图像采集装置的采集端用于采集玻璃浮子流量计正面的视频图像，所述图像采集装置的信号输出端连接一上位机，该上位机用于对图像采集装置传入的视频进行识别、计算，处理和显示。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃浮子流量计自动读数系统,其特征在于：包括一玻璃浮子流量计，所述玻璃浮子流量计一侧安装有一图像采集装置，该图像采集装置的采集端与玻璃浮子流量计制有刻度的一侧端面相对设置位于同一竖直平面内，所述图像采集装置的采集端用于采集玻璃浮子流量计正面的视频图像，所述图像采集装置的信号输出端连接一上位机，该上位机用于对图像采集装置传入的视频进行识别、计算，处理和显示。2.一种包含如权利要求1所述一种玻璃浮子流量计自动读数系统的自动读数方法，包括以下步骤:步骤1、对玻璃浮子流量计的整个量程范围进行区间分割，标记子区间的上、下限的水平位置，在上位计算机中设定各子区间上、下限对应的刻度流量；步骤2、检测各子区间的上、下限标记的子像素位置，将它们存储于上位机；步骤3、识别出浮子的轮廓，将其所在水平像素位置存储至上位机；步骤4、确定浮子所在的子区间；步骤5、根据公式计算出浮子位置对应的刻度流量。3.根据权利要求2所述的一种玻璃浮子流量计自动读数系统的自动读数方法,其特征在于：将玻璃浮子流量计的整个量程范围分割为n个线性的连续分布的子区间，所述n为不小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：安海骄，王锡钢，刘明，于劲竹，
申请(专利权)人：天津市计量监督检测科学研究院，
类型：发明
国别省市：天津;12