一种玻璃转子流量计的流量自动调节装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种利用机器视觉技术进行玻璃转子流量计的流量自动调节装置。本实用新型专利技术的结构是采用相机拍摄流量计的刻度及浮球的图像，采用图像处理技术获得浮球在流量计锥管中的位置，从而获得当前流量值；通过控制电路控制步进电机带动流量计的流量调节阀杆转动以控制流量，实现流量自动调节；本装置的流量计、电机、相机等部件被封装在机箱内部，机箱内采用LED光源作为照明。本实用新型专利技术装置结构简单，可人工设定流量值并根据设定值对流量进行自动调节，相比于传统玻璃转子流量计依靠人眼判读和手工调节流量的方式，本实用新型专利技术更客观、精确，能节省大量的人工成本。本实用新型专利技术适用于带有流量调节旋钮的气体、液体玻璃转子流量计，可进行小流量的气体、液体流量的自动调节。

Flow automatic regulating device for glass rotor flowmeter

The utility model relates to an automatic flow regulating device for a glass rotor flowmeter using machine vision technology. The structure of the utility model is used to image camera calibration and float flowmeter, obtain the floating ball in the tube cone flowmeter using image processing technology, so as to obtain the current flow value; through the control circuit to control the stepper motor drives the flow regulating valve stem rotation to control the flow, realize automatic flow control, flow meter; motor, camera and other parts of this apparatus are encapsulated in the internal chassis, the chassis using LED light source as lighting. The utility model has the advantages of simple structure, can be set manually according to the set value of flow and value flow is automatically adjusted, compared to the traditional glass rotameter rely on human eye identification and manual adjusting flow mode, the utility model is more objective and accurate, can save a lot of labor cost. The utility model is suitable for the gas and liquid glass rotor flowmeter with a flow regulating knob, and can carry out the automatic regulation of the flow rate of the gas and the liquid in the small flow rate.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种玻璃转子流量计的流量自动调节装置，属于机器视觉和流量控制领域。
技术介绍
玻璃转子流量计是工业上和实验室常用的流量计之一，在低流速、小流量的介质流量测量中具有广泛应用。一般的玻璃转子流量计通过目测获取流量读数，多数转子流量计都配有一个针形调节阀，通过调节阀旋钮的转动可对流量进行手工调节。在某些自动检测的应用场合，要求通过流量计的流量稳定在某一个固定值，但当输入气体压力发生变化时，流量也将随之发生变化，这时需要人工值守在流量计旁，根据现场情况手工调节旋钮，以控制流量的稳定。这种方式操作起来不够方便，不仅增加了工作人员的工作量，同时人为因素对流量控制的影响大，在精度、响应时间等方面都不够理想。因此需要一种流量自动调节装置，可根据工作人员事先设定的流量值对流量进行自动调节。
技术实现思路
本技术的目的就在于解决玻璃转子流量计的流量自动调节问题，设计了一种基于机器视觉技术的流量自动调节装置。该装置通过相机实时采集流量计的刻度及浮球的图像；通过图像处理技术获取当前流量计的准确读数；再通过控制步进电机带动流量计的调节阀杆进行相应的转动，实现流量的自动调节。本技术是利用图像处理技术实现流量计读数的判别，相比于传统的人为目测的方式更客观、准确；另外，本技术是通过控制电机带动流量计的调节旋钮杆转动实现流量控制，可以进行非常精细、准确的调节，避免人工调节的随意性；整个装置构成了一个自动化的控制系统，工作人员只要事先设定了预期的流量值，本装置就可以自动调节流量到设定值，整个调节过程不再需要人工参与，极大地节约了人工成本。本装置利用玻璃转子流量计原有的调节机制，只是将手工调节旋钮改成了通过电机调节，对原流量计的测量结构没有改动，因此对原流量计的测量的准确性不会产生影响。本装置的控制原理简单，适用于多数具有调节装置的玻璃转子流量计。本技术采用的技术方案是：一种玻璃转子流量计的流量自动调节装置，包括玻璃转子流量计、流量计支架、相机、光源、相机和光源支架、步进电机、电机支架、滑块、滑轨、联轴器、底座、机箱、控制器和电机控制电路；其中，玻璃转子流量计安装在支架上，相机和光源安装在相机和光源支架上，步进电机安装在电机支架上，电机支架安装在滑块上，滑块安装在滑轨上，可随滑轨做直线运动，联轴器连接电机转轴和流量计调节阀杆，流量计支架、相机和光源支架、滑轨均固定在底座上，在安装时保证电机轴线与滑轨平行，同时保证电机轴线与流量计调节阀杆的轴中心线重合，电机控制电路通过导线与电机相连，前述所有装置封装在机箱内，控制器通过千兆以太网卡与相机相连，通过软件实时获取流量计图像，并进行图像处理以判别出流量计当前读数，再根据读数产生电机控制指令，控制器通过串行口发送到电机控制电路；电机控制电路根据接收到的指令产生控制信号，驱动电机进行相应方向和角度的旋转，同时向控制器返回应答信号。所述的光源采用24V白光LED条形机器视觉光源。所述的步进电机采用12V、二相四线步进电机。所述的机箱内部喷白色漆以利于照明光的反射，机箱表面开孔以利于散热和气体流通。所述的控制器采用工控机，设置有人机界面，运行图像采集和处理软件，并显示流量计的实时图像和读数判读结果，操作人员可以设定流量的期望值并验证结果。本技术的有益效果在于：1、实现玻璃转子流量计流量调节的自动化；2、采用机器视觉方法进行流量计读数的判别，比人工判别更客观；3、通过电机控制调节阀杆转动，可减少人工手动调节的随意性。附图说明：图1是本技术装置的结构图。具体实施方式：在图1中，玻璃转子流量计1安装在支架2上；相机3采用具有千兆以太网接口的工业相机，配工业镜头；光源4采用24V白光LED条形机器视觉光源；相机3和光源4安装在支架5上；步进电机6采用12V、二相四线步进电机，安装在电机支架7上；电机支架7固定在滑块8上，滑块8安装在滑轨9上，该结构使步进电机6能够沿滑轨9进行直线运动；流量计支架2、滑轨9以及相机、光源支架5均安装在底座11上，在安装时保证电机轴与滑轨平行，同时保证电机轴与流量计调节阀杆的轴中心线重合，两个轴通过联轴器10连接并紧固；以上部分封装在机箱12内部，机箱12内部喷白色漆以利于照明光的反射，机箱表面开孔以利于散热和气体流通；控制器13采用工控机，通过千兆以太网卡与相机3相连，通过软件实时获取流量计图像，并进行图像处理以判别出流量计当前读数，再根据读数产生电机控制指令，通过串行口发送到电机控制电路14；电机控制电路14根据接收到的指令产生控制信号，驱动电机进行相应方向和角度的旋转，同时向控制器13返回应答信号。当电机轴转动时，带动流量计调节阀杆转动，使流量产生相应变化，同时电机机体将随着轴的转动沿滑轨进行直线运动。本技术利用相机采集流量计刻度及浮子位置的图像，通过千兆以太网将图像传送到工控机；工控机上的软件进行图像处理，识别浮子在锥管中的位置，获取当前的流量值；工控机根据当前流量值和预设值产生旋钮调节指令，并将旋钮调节指令通过串行口传送到电机控制电路；电机控制电路根据接收到的指令产生电机控制信号，驱动步进电机进行一定方向和角度的旋转，带动流量计的流量调节阀杆转动，实现流量自动控制。以上所述为本技术的较佳实施方式，并不用于限制本技术，任何相机、光源、电机、控制器型号的替换，支架、机箱的外观及安装方式，流量计型号及数量的变更均包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃转子流量计的流量自动调节装置，包括玻璃转子流量计、流量计支架、相机、光源、相机和光源支架、步进电机、电机支架、滑块、滑轨、联轴器、底座、机箱、控制器和电机控制电路；其中，玻璃转子流量计安装在支架上，相机和光源安装在相机和光源支架上，步进电机安装在电机支架上，电机支架安装在滑块上，滑块安装在滑轨上，可随滑轨做直线运动，联轴器连接电机转轴和流量计调节阀杆，流量计支架、相机和光源支架、滑轨均固定在底座上，在安装时保证电机轴线与滑轨平行，同时保证电机轴线与流量计调节阀杆的轴中心线重合，电机控制电路通过导线与电机相连，前述所有装置封装在机箱内，控制器通过千兆以太网卡与相机相连，通过软件实时获取流量计图像，并进行图像处理以判别出流量计当前读数，再根据读数产生电机控制指令，控制器通过串行口发送到电机控制电路；电机控制电路根据接收到的指令产生控制信号，驱动电机进行相应方向和角度的旋转，同时向控制器返回应答信号。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃转子流量计的流量自动调节装置，包括玻璃转子流量计、流量计支架、相机、光源、相机和光源支架、步进电机、电机支架、滑块、滑轨、联轴器、底座、机箱、控制器和电机控制电路；其中，玻璃转子流量计安装在支架上，相机和光源安装在相机和光源支架上，步进电机安装在电机支架上，电机支架安装在滑块上，滑块安装在滑轨上，可随滑轨做直线运动，联轴器连接电机转轴和流量计调节阀杆，流量计支架、相机和光源支架、滑轨均固定在底座上，在安装时保证电机轴线与滑轨平行，同时保证电机轴线与流量计调节阀杆的轴中心线重合，电机控制电路通过导线与电机相连，前述所有装置封装在机箱内，控制器通过千兆以太网卡与相机相连，通过软件实时获取流量计图像，并进行图像处理以判别出流量计当前读数，再根据读数产生电机控制指令，控制器通过串行口发送到电机控...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昶，孙维广，孙丽梅，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21