專利名稱：數(shù)字視頻水位計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字視頻水位計，屬機器視覺技術領域。
現(xiàn)有水位和液態(tài)物料液位的監(jiān)測儀器，或者存在被測物料與水位計直接接觸、容易損壞、不易安裝維護；或者存在檢測區(qū)域狹窄，只能檢測單個檢測點；而且都存在無法直觀觀測被檢測介質(zhì)等技術不足。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術之不足，而提供一種采用機器視覺技術實時在線自動監(jiān)測水位和液態(tài)介質(zhì)液位變化的，具有非接觸無損，檢測區(qū)域廣(可點狀、線狀或面狀檢測)，檢測精度可達微米級，多限位報警，采樣周期可調(diào)，數(shù)字記錄，工作可靠，易于使用和維護，既可直觀顯示現(xiàn)場水位和液態(tài)介質(zhì)液位圖像，又可實時檢測出當前水位或液位變化值等優(yōu)點的數(shù)字視頻水位計。
本發(fā)明的數(shù)字視頻水位計的技術方案為數(shù)字視頻水位計由視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)相互連接而成。利用機器視覺技術檢測水位的數(shù)字視頻水位計，其檢測水位采用下列步驟a.把視頻輸入器(1)對準被測介質(zhì)；b.把視頻輸入器(1)連接到水位計的圖像采集卡(2)的視頻輸入端；c.將欲執(zhí)行水位檢測任務的機器視覺水位圖像分析處理程序存入該水位計微處理器(3)的程序存儲器中；d.啟動該水位計系統(tǒng)的微處理器(3)，CPU按程序初始化水位計的圖像采集卡(2)；e.微處理器(3)控制圖像采集卡(2)按系統(tǒng)預先設定的或由用戶設定的采樣周期采集視頻輸入器(1)視場內(nèi)的水位圖像；f.微處理器(3)對水位圖像進行處理并分析出當前水位圖像的水位值；g.微處理器(3)將當前水位圖像的水位值與標定的刻度計進行比較從而計算出當前水位的真實值；h.如果檢測到的當前水位真實值超過了用戶設定的報警線位，則啟動聲音或提示報警；i.微處理器(3)將所需的水位圖像、水位真實值的變化趨勢和報警記錄保存在存儲器中；j.微處理器(3)將實時水位圖像、與水位圖像相對應的真實水位值、水位真實值的變化趨勢和報警記錄同時顯示在顯示屏(4)上。
附

圖1為數(shù)字視頻水位計的結(jié)構(gòu)框圖。
附圖2為數(shù)字視頻水位計的工作原理框圖。
附圖3為數(shù)字視頻水位計的軟件流程框圖。
下面結(jié)合附圖并以檢測鍋爐汽包水位為實例對本發(fā)明作進一步詳述數(shù)字視頻水位計由視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)組成。視頻輸入器(1)，可以是標準速率、非標準速率、線陣、面陣視頻攝像機、激光、X光機、聲納或可獲取圖像的標準器件。視頻輸入器(1)將水位模擬或數(shù)字圖像通過電纜或數(shù)據(jù)總線傳送至圖像采集卡(2)，圖像采集卡通過數(shù)據(jù)總線將數(shù)字圖像傳送至微處理器(3)，水位圖像在微處理器(3)中經(jīng)處理和分析得到當前水位值，水位值和水位圖像可存儲在微處理器(3)中同時可在顯示屏(4)上顯示或通過內(nèi)置通信口進行遠程傳輸。本發(fā)明的視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)、顯示屏(4)均是可直接購置的標準器件。水位計安裝在被測介質(zhì)附近或控制中心，采用直接視頻電纜連接時水位計與被測介質(zhì)間的距離通常不超過300米，采用郵電線路、計算機網(wǎng)絡線路、光纜或無線通信連接時，間距可達通信線路長度的物理極限。
利用機器視覺技術檢測鍋爐汽包水位采用下列步驟a.把視頻輸入器(1)對準鍋爐汽包的水位觀察口；b.將視頻輸入器(1)連接到水位計的圖像采集卡(2)的視頻輸入端；c.將欲執(zhí)行水位檢測任務的機器視覺水位圖像分析處理程序(附圖3所示)存入該水位計微處理器(3)的程序存儲器中；d.啟動該水位計系統(tǒng)的微處理器(3)，CPU按程序初始化水位計的圖像采集卡(2)；e.微處理器(3)控制圖像采集卡(2)按系統(tǒng)預先設定的或由用戶設定的采樣周期采集視頻輸入器(1)視場內(nèi)的鍋爐汽包水位圖像；f.微處理器(3)對水位圖像進行處理并分析出當前鍋爐汽包水位圖像的水位值；g.微處理器(3)將當前鍋爐汽包水位圖像的水位值與標定的刻度計進行比較從而計算出當前鍋爐汽包水位的真實值；h.如果檢測到的當前鍋爐汽包水位真實值超過了用戶設定的報警線位，則啟動聲音或提示報警；i.微處理器(3)將所需的水位圖像、水位真實值的變化趨勢和報警記錄保存在存儲器中；j.微處理器(3)將實時鍋爐汽包水位圖像、與水位圖像相對應的真實水位值、水位真實值的變化趨勢和報警記錄同時顯示在顯示屏(4)上。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點1.可實時自動檢測水位或液位值同時提供被測水位直觀的真彩色圖像；2.水位計與被測介質(zhì)沒有直接物理連接，避免了因被測物料腐蝕或非常溫常壓狀態(tài)下對水位計的直接影響，并且水位計安裝、調(diào)試、運行、維護都可以在被測介質(zhì)正常工作時完成，不需要進行任何設備的改裝；3.數(shù)字化使得水位計既可以與中心控制室上位監(jiān)控管理系統(tǒng)連接，提供決策管理信息，又可以與下位控制機構(gòu)連接，改善工藝過程，同時又可以獨立運行；4.可對被測介質(zhì)進行點狀、線狀或面狀檢測，檢測精度可達微米等級；5.采樣周期可人工從毫秒調(diào)節(jié)到秒、分、時；6.可記錄和顯示被測水位變化趨勢；7.可設置上下限和多限位警示，是一種保障安全生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率的技術舉措。
權(quán)利要求
利用機器視覺技術檢測水位的數(shù)字視頻水位計，其特征在于數(shù)字視頻水位計由視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)相互連接而組成，檢測水位采用下列步驟a.把視頻輸入器(1)對準被測介質(zhì)；b.把視頻輸入器(1)連接到水位計的圖像采集卡(2)的視頻輸入端；c.將欲執(zhí)行水位檢測任務的機器視覺水位圖像分析處理程序存入該水位計微處理器(3)的程序存儲器中；d.啟動該水位計系統(tǒng)的微處理器(3)，CPU按程序初始化水位計的圖像采集卡(2)；e.微處理器(3)控制圖像采集卡(2)按系統(tǒng)預先設定的或由用戶設定的采樣周期采集視頻輸入器(1)視場內(nèi)的水位圖像；f.微處理器(3)對水位圖像進行處理并分析出當前水位圖像的水位值；g.微處理器(3)將當前水位圖像的水位值與標定的刻度計進行比較從而計算出當前水位的真實值；h.如果檢測到的當前水位真實值超過了用戶設定的報警線位，則啟動聲音或提示報警；i.微處理器(3)將所需的水位圖像、水位真實值的變化趨勢和報警記錄保存在存儲器中；j.微處理器(3)將實時水位圖像、與水位圖像相對應的真實水位值、水位真實值的變化趨勢和報警記錄同時顯示在顯示屏(4)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字視頻水位計,屬機器視覺技術領域。數(shù)字視頻水位計由視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)相互連接而成。采用機器視覺技術檢測水位,其檢測水位步驟為水位圖像采集、數(shù)字圖像處理和分析、存儲顯示。該水位計具有非接觸無損,檢測區(qū)域廣,檢測精度可達微米級,多限位報警,采樣周期可調(diào),數(shù)字記錄,工作可靠,易于使用和維護,既可直觀顯示現(xiàn)場水位真彩色圖像,又可實時檢測當前水位變化值等優(yōu)點。可廣泛應用于各行業(yè)自動監(jiān)測水位和液態(tài)介質(zhì)液位變化。
文檔編號F22B37/00GK1378069SQ01107329
公開日2002年11月6日 申請日期2001年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月5日
發(fā)明者李一民, 潘曉露 申請人:昆明利普機器視覺工程有限公司