一种基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，包括外置光源、接触式图像传感器、信号调理电路、模数转换电路、微控制器、存储装置、显示装置和RS232接口电路，所述外置光源发出的平行光线透过被测玻璃管后进入接触式图像传感器，所述接触式图像传感器的输出端依次通过信号调理电路和模数转换电路与微控制器的输入端连接，所述微控制器的输出端与存储装置和显示装置的输入端连接，所述微控制器通过RS232接口电路与上位机交互式连接。本实用新型专利技术可以实现玻璃管内液位的自动获取、存储和传输，大大减轻了工作人员的负担，并且可以实现玻璃管内透明、半透明和不透明液体的液位测量，应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置
本技术涉及玻璃管液位测量
，具体是一种基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置。
技术介绍
传统的液位测量装置主要有超声波式、机械浮子式等，如常见的磁翻板液位计就是一种机械浮子式液位测量装置，根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。当被测容器中的液位发生变化时，磁翻板液位计导管中的磁性浮子也随之升降，磁性浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到现场指示器，驱动红、白翻柱翻转180度，有液体的地方，翻柱为红色，没有液体的地方，翻柱为白色，红、白翻柱交界处为液位实际高度。该种磁翻板液位计的精度只有10mm，且容易受到被测介质密度的影响。由于玻璃管的直径一般较小，传统的超声波式液位测量、机械浮子式液位测量等并不适用，而通过人工肉眼读数的方法获取玻璃管内的液位，不仅过于繁琐且不便于液位的自动获取、存储和远距离传输，因此，自动化的玻璃管液位显示势在必行。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，该装置能够实现玻璃管内液位的自动获取、存储和传输。本技术的技术方案为：一种基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，该装置包括外置光源、接触式图像传感器、信号调理电路、模数转换电路、微控制器、存储装置、显示装置和RS232接口电路，所述外置光源和接触式图像传感器分别位于被测玻璃管的两侧，所述外置光源发出的平行光线透过被测玻璃管后进入接触式图像传感器，所述接触式图像传感器的输出端依次通过信号调理电路和模数转换电路与微控制器的输入端连接，所述微控制器的输出端与存储装置和显示装置的输入端连接，所述微控制器通过RS232接口电路与上位机交互式连接。所述的基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，该装置还包括输入装置，所述输入装置的输出端与微控制器的输入端连接。所述的基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，该装置还包括报警装置，所述报警装置的输入端与微控制器的输出端连接。所述的基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，所述外置光源采用均匀条形光源。所述的基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，所述接触式图像传感器采用深圳光太科技的GM416。所述的基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，所述微控制器采用STM32系列微控制器。所述的基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，所述存储装置采用SD卡。所述的基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，所述显示装置采用OLED显示屏。所述的基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，所述输入装置采用按键。所述的基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，所述报警装置采用声光报警器。本技术的有益效果为：（1）本技术可以实现玻璃管内液位的自动获取、存储和传输，工作人员能够轻松地读取液位信息，大大减轻了工作人员的负担；（2）不同的液体透光度不一样，本技术可以利用凹液面的特性实现玻璃管内透明、半透明和不透明液体的液位测量，应用范围广；（3）本技术通过输入装置能够设置液位警戒线，通过报警装置能够实现液位自动报警。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术具体实施例的接触式图像传感器的采样时序图；图3是本技术的技术原理示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例进一步说明本技术。如图1所示，一种基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，包括外置光源1、接触式图像传感器2、信号调理电路3、模数转换电路4、微控制器5、存储装置6、显示装置7、输入装置8、报警装置9、RS232接口电路10和电源11。外置光源1采用均匀条形光源，接触式图像传感器2采用深圳光太科技的GM416，微控制器5采用STM32系列微控制器，存储装置6采用SD卡，显示装置7采用OLED显示屏，输入装置8采用按键，报警装置9采用声光报警器。外置光源1和接触式图像传感器2分别位于被测玻璃管0的两侧，外置光源1发出的平行光线透过被测玻璃管0后进入接触式图像传感器2。接触式图像传感器2的输出端依次通过信号调理电路3和模数转换电路4与微控制器5的输入端连接。存储装置6的输入端与微控制器5的输出端连接。显示装置7的输入端与微控制器5的输出端连接。输入装置8的输出端与微控制器5的输入端连接。报警装置9的输入端与微控制器5的输出端连接。微控制器5通过RS232接口电路10与上位机12交互式连接。电源11给整个装置提供能量支持，其中包括微控制器5电压、外置光源1电压、接触式图像传感器2电压以及各种元件的电源电压。如前所述，接触式图像传感器2采用深圳光太科技的GM416，它是由LED光源、微自聚焦透镜阵列、线性CMOS图像传感器、棱镜、保护玻璃、塑料壳体和电路板几部分构成。该器件的物理分辨率为300DPI，有效扫描宽度为60mm，其传感器单元排成线阵，共有720个传感单元，可分别检测720个像素点。该器件的采样时序图如图2所示，CP为扫描时钟信号，SP为扫描开始信号，VOUT为输出信号。采样在每个时钟下降沿，因此每个时钟下降沿后都会有一个像素输出，一行像素中的中间720个信号为有效信号。输出信号为电平变化的模拟信号，由于模拟信号不利于数字化处理，因此需要对其进行信号调理和模数转换。本技术的技术原理：如图3所示，外置光源1和接触式图像传感器2竖直固定在被测玻璃管0两侧，外置光源1发出的平行光线透过被测玻璃管0后被接触式图像传感器2接收，由于凹液面会全反射一定平行光线的特性，凹液面处获取到的图像信号会发生突变即不同于液体段和空气段，利用这一突变信号可以识别液体段和空气段的分界点，如由于采集到的图像信号是一维的，可以利用一维图像边缘提取算法找出液体段和空气段的分界点，进而得到液位。本技术的工作原理：测量时打开电源11开关，点亮外置光源1，接触式图像传感器2扫描获取被测玻璃管0内的液位图像信号，经过信号调理电路3进行信号调理以及模数转换电路4进行模数转换后送入微控制器5的内部RAM中。微控制器5对接收到的图像数据进行处理，得到被测玻璃管0内的液位信息。微控制器5将得到的液位信息记录到存储装置6中，在显示装置7上显示，并通过RS232接口电路10发送给上位机12，如果液位超过警戒线（可以通过输入装置8对液位警戒线进行设置），则控制报警装置9通过光电或声音方式报警。以上所述实施方式仅仅是对本技术的优选实施方式进行描述，并非对本技术的范围进行限定，在不脱离本技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本技术的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本技术的权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，其特征在于：该装置包括外置光源、接触式图像传感器、信号调理电路、模数转换电路、微控制器、存储装置、显示装置和RS232接口电路，所述外置光源和接触式图像传感器分别位于被测玻璃管的两侧，所述外置光源发出的平行光线透过被测玻璃管后进入接触式图像传感器，所述接触式图像传感器的输出端依次通过信号调理电路和模数转换电路与微控制器的输入端连接，所述微控制器的输出端与存储装置和显示装置的输入端连接，所述微控制器通过RS232接口电路与上位机交互式连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，其特征在于：该装置包括外置光源、接触式图像传感器、信号调理电路、模数转换电路、微控制器、存储装置、显示装置和RS232接口电路，所述外置光源和接触式图像传感器分别位于被测玻璃管的两侧，所述外置光源发出的平行光线透过被测玻璃管后进入接触式图像传感器，所述接触式图像传感器的输出端依次通过信号调理电路和模数转换电路与微控制器的输入端连接，所述微控制器的输出端与存储装置和显示装置的输入端连接，所述微控制器通过RS232接口电路与上位机交互式连接。2.根据权利要求1所述的基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，其特征在于：该装置还包括输入装置，所述输入装置的输出端与微控制器的输入端连接。3.根据权利要求1所述的基于接触式图像传感器的玻璃管液位测量装置，其特征在于：该装置还包括报警装置，所述报警装置的输入端与微控制器的输出端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪化生，韦虎，黄炫，林昌盛，王家豪，
申请(专利权)人：合肥中科星翰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34