CN101474064B - 电子体温计检定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子体温计检定方法及装置，其检定方法包括：启动步骤；装夹步骤，用以固定待检电子体温计，并按要求移动待检电子体温计；温场监测步骤，监测标准检定温度场的温度参数是否符合检定要求；图像采集步骤，图像采集设备获取待检电子体温计显示数值图像；数值判读步骤，根据数值图像进行图像处理、数值识别，判断数值识别结果与标准值的误差；异常处理步骤，处理检定过程中出现的如机械装置无法按要求运转等异常情况；结束步骤，结束一个批次电子体温计的检定；一种电子体温计检定装置，包括至少一个恒温检定源，一个控制器模块，一个驱动器模块，一个机械执行装置模块，一个图像采集模块，一个检定系统软件模块。

Description

电子体温计检定方法及装置

技术领域

本发明涉及测量仪表技术领域，特别是数显仪表的检定方法及装置。

背景技术

目前，在电子体温计检定中，基本采用人工判读的方法，这种采用人工读取和记录数据的方式，存在着工作效率低、容易出现误读的问题，尤其是在检测人员长时间工作后，容易出现眼疲劳，导致误读、误检、漏检，这种检定方法存在劳动强度大、工作效率低、自动化程度低，检定结果受人为因素影响较大。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明运用计算机视觉理论，解决了电子体温计中最为关键的数值自动判读难题，提出了一种以计算机为检定装置的控制中心、全自动进行电子体温计检定的方法，并设计了一种为实现此方法的检定装置，实现了电子体温计显示数值读取、误差分析和检定报告输出的自动化。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电子体温计检定装置包括：

一个恒温源设备，为检定提供稳定标准的检定温度场；

一个恒温源监测设备，监测检定温度场的温度变化情况；

一套机械、驱动、控制装置，它包括

一个控制器，可根据预设程序发出控制信号，控制驱动器；

一个驱动器，它接受控制器发出的信号，驱动机械装置按要求运动；

一套机械装夹装置，可将电子体温计安装在这个设备上，受驱动器驱动，带动待检电子体温计按预定轨迹运动；

一套电子体温计显示字符图像采集系统，它包括：

一套照明光源，对电子体温计显示字符部分进行照明；

一套光学变焦距放大镜头，可调节成像大小及清晰度；

一个CCD摄像头，可获取清晰待检电子体温计显示字符图像；

一个图像采集卡，可将由CCD摄像机获取的模拟图像信号进行AD转化，并将转化后的数字信号传送给PC机；

一台计算机，可对由图像采集卡传送来的数字图像信号进行处理，获取电子体温计显示数值。

一套数字图像处理软件系统，它对由图像采集系统获取的图像进行处理，识别出电子体温计显示数值；

控制器与计算机之间存在双向数据传输线路，通过该线路，控制器可向计算机发出可以采集图像的信号，计算机也可通过该线路向控制器发出启动、停止、紧急停止信号；

一套声光提示装置，可对检定结果、系统运行过程中的异常情况进行声光提示。

标准检定温度场为一恒温槽，介质为水，控温范围30℃—42℃。

其标准检定温度场中工作区域内任意两点的温差不大于0.01℃，恒温时温度波动不大于±0.015℃/15min。

温度场监测设备与计算机有通讯线路，温度场监测设备将检定温度场状态参数通过该线路上传给计算机，由计算机进行判断这些状态参数是否符合检定要求。

温度场监测设备采用二等标准铂电阻温度计作为温度传感器。

与温度传感器配合使用的是六位半数字仪表，测温精度可达0.0001℃，并配有通讯接口，可将测量数据上传给计算机。

温度场监测设备所传送给计算机的数值做为检定时的标准值。

其机械装置可一次安装多支电子体温计。

其控制器为可编程逻辑控制器(PLC，Programmable Logic Controller)。

其执行器为步进电机。

照明光源采用红色LED环状光源。

一种电子体温计检定装置所进行的电子体温计检定方法，启动步骤：用以启动检定装置；

装夹步骤：用以固定待检电子体温计，并将待检电子体温计按要求放入检定温度场中；

温场监测步骤：计算机监测标准检定温度场的实时状态，如不符合检定要求，则停止检定，并给出提示信号；

图像采集步骤：待检电子体温计显示数值稳定后，机械装夹装置将待检电子体温计从标准温度场中提起，将待检电子体温计数值显示窗口定位在调节放大镜头前，摄像头进行图像拍摄，图像采集卡将摄像头获取的模拟图像信号转换为数字图像信号并传输给计算机；

判读步骤：计算机用获取的待检电子体温计的显示数值图像，通过数字图像处理方法，对其中的数值图像进行识别，判读出待检电子体温计的显示数值；

识别结果与标准值对比，符合误差要求的给出合格提示，不符合误差要求的给出不合格提示；完成一个待检电子体温计的检定后。计算机检查所有待检电子体温计是否全部检定完，如没有，则继续进行下一支电子体温计的检定，如全部待检电子体温计已检定完，则结束检定过程；

异常处理步骤：如机械系统不能正常运行，则进入异常处理步骤；

结束步骤：用以停止检定装置。

上述的在图像采集步骤中要进行对比度计算，计算出图像平均对比度，再判定该对比度是否达到设定值，如果未达到，则增大补光光源照度再次采样，直到满足设定值，再进行图像采样。

上述的其数值判读步骤包括以下过程：

对待检电子体温计显示数值图像进行图像校正、滤波、灰度化、以及动态二值化预处理，

动态数位分隔处理模块根据二值化后图像投影分布，自动分割各数位，分离出分、个、十数字图像。

特征提取模块根据分离出的各数字二值化图像中像素分布特征，抽取其多维特征向量；数字识别模块根据该图片的特征向量，并与存储中的样品特征进行比对，识别得到某一数字；重复上述识别过程，分别得到当前待检电子体温计的分、个、十位的显示数值。

上述的图像校正是对图片进行旋转处理，使图片中的数字处于水平位置；滤波处理用于去除图像中的噪音，使图像更加干净；灰度化处理将数字方块的彩色图像中像素的RGB分量值转换成灰度值，得到灰度化图像。

为了有效提高识别率，在数字图像字符识别算法中混合使用支持向量机及统计模式识别算法。

本发明的有益效果是：可以降低检定操作人员的工作强度，提高工作效率，提高在检定正确率，降低检定操作人员的工作强度，提高工作效率，降低误检、漏检。

附图说明

图1为本发明的装置示意图；

图2为本发明检定过程的流程图；

1驱动器模块      2控制器模块        3计算机        4标准温度信号采集

设备 5图像采集卡      6摄像设备     7调节镜头            8光源

9检定设备装夹装置  10待检电子温度计    11标准检定温度场设备  12声

光提示装置

13检定开始    14填写待检电子体温计信息

15装夹装置将待检电子体温计置入检定标准温度场中

16判定待检标准温度场是否符合检定要求

17待检标准温度场不符合检定要求，进行声光提示

18装夹装置提起待检电子体温计，移动至检定位置

19图像采集系统采集待检电子体温计显示数值图像

20检定软件对获取的待检电子体温计显示数值图像进行处理、字符识别

21字符识别结果与标准值进行对比

22对检定结果进行记录

23判定所有待检电子体温计是否已检定完

24形成检定报告

25对检定过程中的机械运转情况进行监测

26如机械运转有异常情况，则进入异常情况处理步骤

27异常情况处理步骤

28判定是否继续进行检定

29一次检定结束

具体实施方式

结合图1进一步说明电子体温计检定装置工作过程，在手动安装好待检电子体温计后，检定开始，计算机(3)发出开始检定信号给控制器(2)，控制器(2)控制驱动器(3)，驱动器(3)驱动装夹装置(9)移动到检定位置，待检电子体温计(10)在装夹装置的带动下被部分置入标准检定温度场(11)中，标准检定温度场的实时温度参数由温度信号采集装置(4)获取，上传给计算机(3)，计算机(3)对此参数进行监测，如不符合检定要求，则通过声光提示装置(12)进行声光提示，并停止检定；如检定温度场符合检定要求，则等待一定时间，在待检电子体温计显示数值稳定后，装夹装置(9)将其从标准检定温度场(11)中提出，并将其中一支待检体温计移动到特定位置，在补光照明光源(8)的照明下，利用预先调整后的变焦镜头(7)，通过摄像机(6)，拍摄待检电子体温计显示数值图像，此模拟图像信号经图像AD采样设备(5)转换后传送给计算机(3)，计算机对接收到的数字图像进行二值化、滤波、位置调整、数位分离等处理，经数字识别判读后与标准值作对比，误差符合检定规程要求的给出合格提示，不符合检定规程要求的给出不合格提示，并对检定结果自动记录存储，形成报表。

结合图2进一步说明电子体温计检定方法流程，步骤一，在手动安装好待检电子体温计后，开始检定(13)，步骤二，填写待检电子体温计信息(14)，包括待检电子体温计的生产厂家等信息，填写好相关信息后进入步骤三，待检电子体温计被部分置入检定标准温度场中(15)，步骤四，计算机(3)监测待检标准温度场是否符合检定要求(16)，如标准温度场不符合检定要求，进行声光提示(17)，并进入处理环节(28)，在该环节判定是否继续进行检定，即是否调整标准温度场，直至符合符合要求，也可停止检定，若待检标准温度场符合检定要求，则进入步骤五，在电子体温计显示数值稳定后，装夹装置提起待检电子体温计，移动至检定位置(18)，步骤六，图像采集系统采集待检电子体温计显示数值图像(19)，步骤七，检定软件对获取的待检电子体温计显示数值图像进行处理、字符识别、数值判读(20)，步骤八，数值判读结果与标准值进行对比(21)，对结果进行声光提示，步骤九，记录检定结果(22)，步骤十，检查所有待检电子体温计是否都已检定完(23)，如没有，则继续进行检定，如所有待检电子体温计均已检定完，进入步骤十一，形成检定报告(24)，步骤十二，一次检定结束(29)。检定过程中，监测机械运转是否有异常情况(25)，判定是否有异常情况(26)，如有异常情况，则进入异常情况处理模块，异常情况处理步骤(27)。

Claims (9)

1.一种电子体温计检定装置，其特征在于：它包括

一个恒温源设备(12)，为检定提供稳定标准的检定温度场；

一个恒温源监测设备(4)，监测检定温度场的温度变化情况；

一套机械、驱动、控制装置，它包括

一个控制器(2)，可根据预设程序发出控制信号，控制驱动器；

一个驱动器(1)，它接受控制器发出的信号，驱动机械装置按要求运动。

一套机械装夹装置(9)，可将电子体温计安装在这个设备上，受驱动器驱动，带动待检电子体温计按预定轨迹运动；

一套电子体温计显示字符图像采集系统，它包括：

一套照明光源(8)，对电子体温计显示字符部分进行照明；

一套光学变焦距放大镜头(7)，可调节成像大小及清晰度；

一个CCD摄像头(6)，可获取清晰待检电子体温计显示字符图像；

一个图像采集卡(5)，可将由CCD摄像机获取的模拟图像信号进行AD转化，并将转化后的数字信号传送给计算机；

一套数字图像处理软件系统，它对由图像采集系统获取的图像进行处理，识别出电子体温计显示数值；即对待检电子体温计显示数值图像进行图像校正、滤波、灰度化、以及动态二值化预处理，

动态数位分隔处理模块根据二值化后图像投影分布，自动分割各数位，分离出分、个、十数字图像，

特征提取模块根据分离出的各数字二值化图像中像素分布特征，抽取其多维特征向量；数字识别模块根据该图片的特征向量，并与存储中的样品特征进行比对，识别得到某一数字；

一台计算机(3)，可对由图像采集卡传送来的数字图像信号进行处理，获取电子体温计显示数值；

控制器(2)与计算机(3)之间存在双向数据传输线路，通过该线路，控制器可向计算机发出可以采集图像的信号，计算机也可通过该线路向控制器发出启动、停止、紧急停止信号；

一套声光提示装置，可对检定结果、系统运行过程中的异常情况进行声光提示。

2.根据权利要求1的电子体温计检定装置，其特征是：其检定温度场中工作区域内任意两点的温差不大于0.01℃，恒温时温度波动不大于±0.015℃/15min。

3.根据权利要求1的电子体温计检定装置，其特征是：其机械装夹装置(9)可一次安装多支电子体温计。

4.根据权利要求1的电子体温计检定装置，其特征是：其控制器(2)为可编程逻辑控制器。

5.根据权利要求1的电子体温计检定装置，其特征是：其驱动器(1)为步进电机。

6.根据权利要求1的电子体温计检定装置，其特征是：照明光源采用红色LED环状光源(8)。

7.一种利用权利要求1所述的电子体温计检定装置所进行的电子体温计检定方法，其特征是：该检定方法包括：

启动步骤：用以启动检定装置；

装夹步骤：用以固定待检电子体温计，并将待检电子体温计按要求放入检定温度场中；

温场监测步骤：计算机(3)监测标准检定温度场的实时状态，如不符合检定要求，则停止检定，并给出提示信号；

图像采集步骤：待检电子体温计显示数值稳定后，机械装夹装置将待检电子体温计从标准温度场中提起，将待检电子体温计数值显示窗口定位在调节放大镜头(7)前，摄像头(6)进行图像拍摄，图像采集卡(5)将摄像头(6)获取的模拟图像信号转换为数字图像信号并传输给计算机(3)；

判读步骤：计算机(3)用获取的待检电子体温计的显示数值图像，通过数字图像处理方法，对其中的数值图像进行识别，判读出待检电子体温计的显示数值；对待检电子体温计显示数值图像进行图像校正、滤波、灰度化、以及动态二值化预处理，即动态数位分隔处理模块根据二值化后图像投影分布，自动分割各数位，分离出分、个、十数字图像；

特征提取模块根据分离出的各数字二值化图像中像素分布特征，抽取其多维特征向量；数字识别模块根据该图片的特征向量，并与存储中的样品特征进行比对，识别得到某一数字；

重复上述识别过程，分别得到当前待检电子体温计的分、个、十位的显示数值；

识别结果与标准值对比，符合误差要求的给出合格提示，不符合误差要求的给出不合格提示；

完成一个待检电子体温计的检定后；计算机(3)检查所有待检电子体温计是否全部检定完，如没有，则继续进行下一支电子体温计的检定，如全部待检电子体温计已检定完，则结束检定过程；

异常处理步骤：如机械系统不能正常运行，则进入异常处理步骤；

结束步骤：用以停止检定装置。

8.根据权利要求7所述的电子体温计检定方法，其特征是：在图像采集步骤中要进行对比度计算，计算出图像平均对比度，再判定该对比度是否达到设定值，如果未达到，则增大补光光源照度再次采样，直到满足设定值，再进行图像采样。

9.根据权利要求8所述的电子体温计检定方法中的数值判读步骤，其特征是：为了有效提高识别率，在数字图像字符识别算法中混合使用支持向量机及统计模式识别算法。

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