一种玻璃量器的测量系统和测量方法技术方案

本发明专利技术提供了一种玻璃量器的测量系统和测量方法，解决现有容积位置计量过程精度和效率有限的技术问题。系统包括注水装置，用于向竖直固定的玻璃量器中注入定量液体，形成水位液面；共轴向步进装置，用于在固定距离上带动图像采集装置沿玻璃量器的轴线方向作移动，保持图像采集装置的采集焦平面与水位液面的垂直；图像采集装置，用于采集玻璃量器中水位液面与图像采集装置的镜头主轴重合时的玻璃量器图像，记录水位液面在玻璃量器中的像素位置。在固定位置关系基础上形成对水位液面的图像采集，根据玻璃量器图像中的水位液面像素确定水位液面准确位置。可以批量对玻璃量器逐一测定水位液面并以像素位置量化，排除批量生产的玻璃量器的容积误差。

A measuring system and method of glass gauge

The invention provides a measuring system and a measuring method of a glass measuring device, which solves the technical problems of limited accuracy and efficiency in the existing volume position measuring process. The system includes a water injection device, which is used to inject quantitative liquid into a vertical fixed glass gauge to form a water level liquid; a coaxial step device, which is used to drive the image acquisition device to move along the axis direction of the glass gauge at a fixed distance to keep the acquisition focal plane of the image acquisition device perpendicular to the water level liquid; an image acquisition device, which is used to collect water level liquid in the glass gauge The image of the glass gauge when the surface coincides with the lens spindle of the image acquisition device, and the pixel position of the water level in the glass gauge is recorded. Based on the fixed position relationship, the image acquisition of water level and liquid level is formed, and the accurate position of water level and liquid level is determined according to the water level and liquid level pixels in the glass sensor image. It can measure the water level and liquid level one by one and quantify them by pixel position, so as to eliminate the volume error of mass-produced glass gauge.

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃量器的测量系统和测量方法
本专利技术涉及计量
，具体涉及一种玻璃量器的测量系统和测量方法。
技术介绍
传统玻璃量器的生产过程中包括容积位置计量、丝网印刷和或酸蚀等步骤，对于计量过程中的水线标注和印刷过程中的匹配水线位置的丝卷版适配都需要大量依靠操作者的技能水平。但由于人工效率低下不能形成高精度玻璃量器的批量生产。传统现有技术工艺对技术工人的素质十分依赖，工艺中已存在的对计量过程的标准化操作规程和标准化部件，可以有效减小一些操作步骤中的误差，例如计量温差、液体定量滴注等误差，但是对形成可靠的容积位置测量并适应批量生产，保持产品的一致性方面还缺乏有效的控制结构和控制方法。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术实施例提供一种玻璃量器的测量系统和测量方法，解决现有容积位置计量过程精度和效率有限的技术问题。本专利技术实施例的玻璃量器的测量系统，包括：注水装置，用于向竖直固定的玻璃量器中注入定量液体，形成水位液面；共轴向步进装置，用于在固定距离上带动图像采集装置沿所述玻璃量器的轴线方向作移动，保持所述图像采集装置的采集焦平面与水位液面的垂直；图像采集装置，用于采集所述玻璃量器中所述水位液面与所述图像采集装置的镜头主轴重合时的玻璃量器图像，记录所述水位液面在所述玻璃量器中的像素位置。本专利技术一实施例中，还包括调平底座，所述调平底座用于形成水平基准，所述调平底座顶部包括若干个竖直夹持机构，所述竖直夹持机构分别固定所述注水装置、所述共轴向步进装置和所述玻璃量器。本专利技术一实施例中，所述注水装置包括储水罐和计量泵，所述储水罐的出水口与所述计量泵的进水口通过吸液管路密封连接，所述计量泵的注水口连接注水管路，所述注水管路的出水口位于所述玻璃量器的开口上方或下方。本专利技术一实施例中，所述共轴向步进装置包括步进电机、精密丝杠和固定框架，所述精密丝杠的轴向与所述玻璃量器的轴向平行，所述精密丝杠的两端转动固定在所述固定框架上，所述精密丝杠的顶端与所述步进电机的输出轴共轴线固定连接；所述精密丝杠的丝杠副上固定导向板，所述导向板的两端容纳于所述固定框架上位于所述精密丝杠对称两侧的导向凹槽中，所述导向凹槽的轴线与所述精密丝杠的轴线平行；所述导向板朝向所述玻璃量器的一面设置水平夹持机构。本专利技术一实施例中，所述图像采集装置包括摄像头，所述摄像头通过所述水平夹持机构固定在所述导向板上，所述摄像头的所述采集焦平面朝向所述玻璃量器的轴线。本专利技术一实施例中，还包括漫反射光源，所述漫反射光源通过所述竖直夹持机构固定，所述漫反射光源与所述图像采集装置位于所述玻璃量器的两侧，所述漫反射光源采用漫反射发光板，所述漫反射光源朝向所述图像采集装置。本专利技术实施例的玻璃量器的测量方法，利用上述的玻璃量器的测量系统，包括：步骤100：形成测量初始环境，调整所述图像采集装置形成基准图像记录所述玻璃量器的底部玻璃表面像素位置；步骤200：注入标量液体，调整所述图像采集装置移动到水位液面，形成水位图像记录水位液面像素位置；步骤300：根据所述底部玻璃表面像素位置和所述水位液面像素位置形成所述玻璃量器的注水基准线图像和注水分度线图像。本专利技术一实施例中，所述步骤100包括：步骤110：所述共轴向步进装置移动所述图像采集装置采集图像，判断图像中底部玻璃表面所占像素厚度；步骤120：当像素厚度大于10个像素时，通过所述共轴向步进装置移动所述图像采集装置使采集图像中所述底部玻璃表面形成的线性图形的像素厚度主要部分为1像素且局部像素厚度小于5像素；步骤130：同时记录此时的采集图像为所述基准图像。本专利技术一实施例中，所述步骤200包括：步骤210：所述共轴向步进装置移动所述图像采集装置采集图像，判断图像中水位液面所占像素厚度；步骤220：当像素厚度大于5个像素时，通过所述共轴向步进装置移动所述图像采集装置使采集图像中的线性图形像素厚度为1像素；步骤230：同时记录此时的采集图像为所述水位图像。本专利技术一实施例中，所述步骤300包括：步骤310：根据基准图像和水位图像的成像距离形成所述基准图像和水位图像间的像素位置映射，在所述基准图像和水位图像间形成像素与物理距离间的映射。本专利技术实施例的玻璃量器的测量系统和测量方法利用注水装置和共轴向步进装置形成待测玻璃量器与图像采集装置的固定位置关系，在固定位置关系基础上形成对水位液面的图像采集，根据玻璃量器图像中的水位液面像素确定水位液面准确位置。通过本专利技术实施例可以批量对生产出的玻璃量器逐一测定标量注水后的水位液面位置并以图像像素位置量化，可以最大限度排除批量生产的玻璃量器的容积误差。附图说明图1所示为本专利技术一实施例玻璃量器的测量系统的组成示意图。图2所示为本专利技术一实施例玻璃量器的测量系统的结构示意图。图3所示为本专利技术一实施例玻璃量器的测量方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术一实施例的玻璃量器的测量系统如图1所示。在图1中，本专利技术实施例包括：注水装置10，用于向竖直固定的(待测量)玻璃量器中注入定量液体，形成水位液面。玻璃量器包括但不限于酸滴管、分度吸管、量筒、单标线吸管和容量瓶。本领域技术人员可以理解，在固定位置稳定的基础上，注入单一定量液体可以形成确定的对应水位液面，注入连续定量液体可以形成确定的间隔水位液面。共轴向步进装置20，用于在固定距离上带动图像采集装置沿玻璃量器的轴线方向作竖直移动，保持图像采集装置的采集焦平面与水位液面的垂直。本领域技术人员可以理解，共轴向步进装置02形成的移动轨迹保持稳定，与玻璃量器的轴线保持固定平行间距。共轴向步进装置02包括的的载体在移动轨迹上受控移动。图像采集装置30，用于采集玻璃量器中水位液面与图像采集装置的镜头主轴重合时的玻璃量器图像，记录水位液面在玻璃量器中的像素位置。本领域记住人员可以理解，图像采集装置03包括图像采集传感器如摄像头。摄像头的视觉传感器成二维阵列分布形成焦平面，摄像头的镜头主轴通常垂直于焦平面中心，摄像头的焦平面保持与玻璃量器的轴线平行，水位液面与镜头主轴重合时水位液面在玻璃量器图像中具有最小水位液面厚度，可以表现为玻璃量器图像中的空气与液面接触界面的一条线性像素线段，像素线段在玻璃量器图像中具有确定像素位置。本专利技术实施例的玻璃量器的测量系统利用注水装置01和共轴向步进装置02形成待测玻璃量器与图像采集装置03的固定位置关系，在固定位置关系基础上形成对水位液面的图像采集，根据玻璃量器图像中的水位液面像素确定水位液面准确位置。通过本专利技术实施例可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃量器的测量系统，其特征在于，包括：/n注水装置，用于向竖直固定的玻璃量器中注入定量液体，形成水位液面；/n共轴向步进装置，用于在固定距离上带动图像采集装置沿所述玻璃量器的轴线方向作移动，保持所述图像采集装置的采集焦平面与水位液面的垂直；/n图像采集装置，用于采集所述玻璃量器中所述水位液面与所述图像采集装置的镜头主轴重合时的玻璃量器图像，记录所述水位液面在所述玻璃量器中的像素位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种玻璃量器的测量系统，其特征在于，包括：
注水装置，用于向竖直固定的玻璃量器中注入定量液体，形成水位液面；
共轴向步进装置，用于在固定距离上带动图像采集装置沿所述玻璃量器的轴线方向作移动，保持所述图像采集装置的采集焦平面与水位液面的垂直；
图像采集装置，用于采集所述玻璃量器中所述水位液面与所述图像采集装置的镜头主轴重合时的玻璃量器图像，记录所述水位液面在所述玻璃量器中的像素位置。


2.如权利要求1所述的玻璃量器的测量系统，其特征在于，还包括调平底座，所述调平底座用于形成水平基准，所述调平底座顶部包括若干个竖直夹持机构，所述竖直夹持机构分别固定所述注水装置、所述共轴向步进装置和所述玻璃量器。


3.如权利要求1所述的玻璃量器的测量系统，其特征在于，所述注水装置包括储水罐和计量泵，所述储水罐的出水口与所述计量泵的进水口通过吸液管路密封连接，所述计量泵的注水口连接注水管路，所述注水管路的出水口位于所述玻璃量器的开口上方或下方。


4.如权利要求1所述的玻璃量器的测量系统，其特征在于，所述共轴向步进装置包括步进电机、精密丝杠和固定框架，所述精密丝杠的轴向与所述玻璃量器的轴向平行，所述精密丝杠的两端转动固定在所述固定框架上，所述精密丝杠的顶端与所述步进电机的输出轴共轴线固定连接；所述精密丝杠的丝杠副上固定导向板，所述导向板的两端容纳于所述固定框架上位于所述精密丝杠对称两侧的导向凹槽中，所述导向凹槽的轴线与所述精密丝杠的轴线平行；所述导向板朝向所述玻璃量器的一面设置水平夹持机构。


5.如权利要求4所述的玻璃量器的测量系统，其特征在于，所述图像采集装置包括摄像头，所述摄像头通过所述水平夹持机构固定在所述导向板上，所述摄像头的所述采集焦平面朝向所述玻璃量器的轴线。


6.如权利要求2所述的玻璃量器的测量系统，其特征在于，还包括漫反射光源，所述漫反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯明，张春江，
申请(专利权)人：重庆欣维尔玻璃有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50