CN104180878A - 容器容量的自动检定仪及其检定方法 - Google Patents
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Abstract
一种容器容量的自动检定仪及其检定方法，它采用的加液管包括两个由控制装置控制流量的加液管I和加液管II，所述加液管I和加液管II的一端始终位于容器的液面上方，容器位于称重装置上；用于拍摄容器内液面线和容器标线画面的摄像装置连接于控制装置，称重装置也连接于控制装置。所述控制装置还连接有用于调节摄像装置位置的摄像装置位置调节装置。所述控制装置还包括用于自动识别液面线和容器标线位置的识别装置；所述控制装置还包括用于计算出容器实际检定值以及实际检定值与标称值的差值的计算模块。本发明避免了计量过程中的人为误差，计量准确，检定过程简化，减轻人工劳动强度，利于制定统一的计量值。
Description
技术领域
本发明涉及自动计量领域，尤其涉及一种容器容量的自动检定仪及其检定方法。
背景技术
常规的计量容器通常指实验室用的玻璃量器，它的种类非常多，包括移液管、容量瓶、滴定管、量筒和量杯等。由于计量用的容器使用较为频繁，反应液体在容器内的长期腐蚀会逐渐拉大容器的实际值与标称值的差距，这也增大了计量容器的系统误差；当系统误差加上人为误差足以影响到实验结论时，就不得不更换计量容器。
为了克服上述计量容器的缺陷，尽量减少影响实验结论的系统误差，国家制定了《常用玻璃量器检定规程》，其中规定了玻璃量器应定期进行校正。较为常用的是采用称重法来检定，玻璃量器的校正均通过称量量器装入或流出水的重量W，再根据该特定温度下水的密度d，计算出量器的容积V，V＝W/d(ml)。V与玻璃量器的标示容积进行比较，其误差应小于标准规定的数值。
上述检定规程制定了复杂的人工检定操作步骤，例如在测定容量瓶和量入式量筒时，其操作步骤如下：
1)将洗净并经干燥处理过的被检量器进行称量；
2)注入纯化水至标线处或被检分度线上，随即盖上盖子，称量量器和水的总重，减去空量器的重量，即得纯化水的重量(m)；
3)将温度计插入被检量器中，测量水的温度，读数准确至0.1℃；
4)根据计算公式计算被检量器在标准温度20℃时的实际容量，同时进行误差计算。
并且规定检定等级，实际容积与标示容积之差应小于允差。如一等的容量瓶100ml的允差为0.10ml，50ml的允差为0.05ml，25ml的允差为±0.03ml，均约为容积的千分之一。
上述检定步骤自动化程度非常低，需要人工注入纯化水，无法满足大批量检定的需要，并且上述检定步骤还严重依赖人眼的观察读数，人工记载统计和计算，也会造成检定的人为误差。在化工应用领域，这种误差造成的不良影响往往是非常严重的。
发明内容
本发明的目的是提供一种小容器容量的自动检定仪及其检定方法，它避免了计量过程中的人为误差，使得计量准确，检定过程简化，减轻人工的劳动强度，利于制定统一的计量值。
本发明是这样来实现的，它包括容器和称重装置，其特征在于，它还包括摄像装置、控制装置和加液管，所述加液管包括两个由控制装置控制流量的加液管I和加液管II，所述加液管I和加液管II的一端始终位于容器的液面上方，容器位于称重装置上；用于拍摄容器内液面线和容器标线画面的摄像装置连接于控制装置，称重装置也连接于控制装置；所述控制装置为计算机。
并且，所述控制装置还连接有用于调节摄像装置位置的摄像装置位置调节装置。所述控制装置还包括用于自动识别液面线和容器标线位置的识别装置；所述控制装置还包括用于计算出容器实际检定值以及实际检定值与标称值的差值的计算模块。
在检定时，所述摄像装置的镜头平视容器的标线。
优选的是，所述控制装置还连接有用于打印所述容器检定数据统计结果的打印装置。
上述容器容量的自动检定仪的检定方法，所述检定方法包括以下步骤：
(1)称量容器净重：先将待检定的容器搽净烘干，然后将容器放置到称重装置上，待称重装置测定数据稳定后，控制装置控制称重装置对测量数据进行清零；
(2)识别划定容器标线：控制装置指令摄像装置位置调节装置带动摄像装置到平视容器标线位置，由摄像装置将容器图像摄入到控制装置中的视频卡，通过识别装置分析，在显示器上自动或手动划定标线位置；
(3)向容器中快速加液：控制装置先控制加液管I快速向容器内加入纯化水，这时称重装置不断将重量数据传到控制装置；通过摄像装置识别，当液面线和标线接近，或者流经加液管I的纯化水的体积占容器标称体积的95％以上时，控制装置自动停止加液管I工作；
(4)向容器中精确加液：控制装置再控制加液管II开始精确加纯化水，随着加液过程的进行，当摄像装置识别液面线与容器标线重合时，控制装置立即自动控制加液管II停止加液；
(5)计算与统计检定结果数据：控制装置统计此时称重装置称取的重量m，根据已知的纯化水密度，通过计算模块计算生成容器内的纯化水体积，即得到容器的实际体积，并与标称体积做差，生成统计的数据表格，由打印装置打印。
本发明的有益效果为：本发明主要适用于自动计量，能够极大改善我国在自动化的仪器计量计算方面的不足；本发明改变了传统靠人眼看的计量方式，它是对计量技术的创新和改革，对计量的准确性有非常意义。本发明用摄像装置替代人的眼睛观察，用控制装置计算替代人工计算，对容器的体积进行全自动的计量。控制装置自动算出与容器标称值的差值，并生成报表打印输出，整个测试过程无需人工干预，自动检定。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
在图中，1、容器 2、摄像装置 3、加液管I 4、加液管II 5、称重装置 6、控制装置 7、液面线 8、标线 9、摄像装置位置调节装置 10、打印装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
如图1所示，本发明是这样来实现的，它包括容器1和称重装置5，它还包括摄像装置2、控制装置6和加液管，所述加液管包括两个由控制装置控制流量的加液管I3和加液管II4，例如可以通过控制装置6控制与加液管相连的泵的转速来实现，还可以通过控制装置6控制加液管上的阀门开闭程度来实现。所述加液管I3和加液管II4的一端始终位于容器1的液面上方，容器1位于称重装置5上；用于拍摄容器1内的液面线7和标线8画面的摄像装置2连接于控制装置6，称重装置5也连接于控制装置6；摄像装置2为摄像机，称重装置5为电子天平。
并且，所述控制装置还连接有用于调节摄像装置位置的摄像装置位置调节装置9，控制装置根据需要，给摄像装置位置调节装置一个信号，使得摄像装置的高度和水平相对位置发生改变，直到摄像装置的镜头平视容器的标线。所述控制装置还包括用于自动识别液面线和容器标线位置的识别装置；所述识别装置是基于图像识别技术的软件或装置，它能够通过摄像装置拍摄到的画面，自动识别液面线7和标线8。所述控制装置6还包括用于计算出容器实际检定值以及实际检定值与标称值的差值的计算模块，计算模块基于称重法的计算公式，自动通过测定监测液体的重量W，再根据该特定温度下水的密度d，计算出量器的容积V，V＝W/d(ml)。生成V与容器的标称容积进行比较，并生成具有对应其差值的表格数据。所述控制装置还连接有用于打印所述容器检定数据统计结果的打印装置10，打印装置10能够快速打印上述数据，例如以表格的形式打印，方便检定者及时确定容器1的误差，标定其等级。
基于本发明的检定步骤是这样的，例如在检定量筒时，
(1)先将量筒搽净烘干，然后将量筒放置到称重装置上，待称重装置测定数据稳定后，控制装置控制称重装置对测量数据进行清零；
(2)控制装置指令摄像装置位置调节装置带动摄像装置到平视量筒标线位置，由摄像装置将量筒图像摄入到控制装置视频卡，通过识别装置分析，在显示器上自动(或手动)划定标线位置；
(3)控制装置先控制加液管I快速向量筒内加入纯化水，这时称重装置不断将重量数据传到控制装置；通过摄像装置识别，当液面线和标线接近，或者流经加液管I的纯化水的体积占量筒标称体积的95％以上时，控制装置自动停止加液管I工作；
(4)控制装置再控制加液管II4开始精确加纯化水，随着加液过程的进行，当摄像装置识别液面线与容器标线重合时，控制装置立即自动控制加液管II4停止加液；
(5)控制装置统计此时称重装置称取的重量m，根据已知的纯化水密度，通过计算模块计算生成量筒内的纯化水体积，即得到量筒的实际体积，并与标称体积做差，生成表格；
(6)按照上述步骤连续检定标称值为10ml、25ml、50ml和100ml的量筒的数据，其检定数据生成表格如下表所示：
由控制装置把表格发送给打印装置，生成纸质检定表格。并且本发明的控制装置可以基于上述原理，同时完成若干个容器的测定，只需要增加摄像装置、称重装置和加液管的个数即可。
Claims (8)
1.一种容器容量的自动检定仪，它包括容器和称重装置，其特征在于，它还包括摄像装置、控制装置和加液管，所述加液管包括两个由控制装置控制流量的加液管I和加液管II，所述加液管I和加液管II的一端始终位于容器的液面上方，容器位于称重装置上；用于拍摄容器内液面线和容器标线画面的摄像装置连接于控制装置，称重装置也连接于控制装置。
2.如权利要求1所述的容器容量的自动检定仪，其特征在于，所述控制装置还连接有用于调节摄像装置位置的摄像装置位置调节装置。
3.如权利要求1或2所述的容器容量的自动检定仪，其特征在于，所述摄像装置的镜头平视容器的标线。
4.如权利要求1或2所述的容器容量的自动检定仪，其特征在于，所述控制装置还连接有用于打印所述容器检定数据统计结果的打印装置。
5.如权利要求1或2所述的容器容量的自动检定仪，其特征在于，所述控制装置还包括用于自动识别液面线和容器标线位置的识别装置。
6.如权利要求1或2所述的容器容量的自动检定仪，其特征在于，所述控制装置还包括用于计算出容器实际检定值以及实际检定值与标称值的差值的计算模块。
7.一种容器容量的自动检定方法，其特征在于，所述检定方法包括以下步骤：
(1)称量容器净重：将经过恒重处理的容器放置到称重装置上，测得容器的重量，然后控制装置控制称重装置对测量数据进行清零；
(2)识别划定容器标线：控制装置指令摄像装置位置调节装置带动摄像装置到平视容器标线位置，由摄像装置将容器图像摄入到控制装置中的视频卡，通过识别装置分析，在显示器上划定标线位置；
(3)向容器中快速加液：控制装置先控制加液管I快速向容器内加入纯化水，这时称重装置不断将重量数据传到控制装置；通过摄像装置识别，当液面线和标线接近，或者流经加液管I的纯化水的体积占容器标称体积的95％以上时，控制装置自动停止加液管I工作；
(4)向容器中精确加液：控制装置再控制加液管II开始精确加纯化水，随着加液过程的进行，当摄像装置识别液面线与容器标线重合时，控制装置立即自动控制加液管II停止加液；
(5)计算与统计检定结果数据：控制装置统计此时称重装置称取的重量m，根据已知的纯化水密度，通过计算模块计算生成容器内的纯化水体积，即得到容器的实际体积， 并与标称体积做差，生成统计数据的表格。
8.如权利要求7所述的容器容量的自动检定方法，其特征在于，所述统计数据的表格由打印装置打印。
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