CN110348300B - 一种基于图像处理的温度计自动读数系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了压力温度计技术领域的一种基于图像处理的温度计自动读数系统，由计算机、智能恒温槽、标准器、测量仪表、图像采集装置及被检温度计组成，智能恒温槽用于提供标准温度环境，通过RS232总线与计算机通讯连接，测量仪表和标准器用于读取标准示值，测量仪表通过RS232总线与计算机通讯连接，图像采集装置用于采集被检温度计示值图像，并通过USB数据线将图像上传至计算机，计算机对图像采集装置表示值图像进行识别，系统软件控制智能恒温槽自动达到设定温度，自动判断温场稳定性，温场稳定后自动读取标准器示值，并控制图像采集装置采集被检温度计示值图像，通过图像识别功能自动识别被检温度计示值，自动计算示值误差、回差。

Description

一种基于图像处理的温度计自动读数系统

技术领域

本发明涉及压力温度计技术领域，具体为一种基于图像处理的温度计自动读数系统。

背景技术

压力式温度计因其稳定可靠、反应迅速、读数直观，广泛应用于电力、化工、制药、食品等多个行业。

目前，在计量行业压力式温度计的检定主要由人工手动进行，检定时间长、工作量繁重、效率低下，还易出现操作或计算误差。为提高压力式温度计的检定效率、降低人工误差。

基于此，本发明设计了一种基于图像处理的温度计自动读数系统，实现压力式温度计检定的自动化和规范化以解决上述提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于图像处理的温度计自动读数系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于图像处理的温度计自动读数系统，由计算机、智能恒温槽、标准器、测量仪表、图像采集装置及被检温度计组成，智能恒温槽用于提供标准温度环境，通过RS232总线与计算机通讯连接，测量仪表和标准器用于读取标准示值，测量仪表通过RS232总线与计算机通讯连接，图像采集装置用于采集被检温度计示值图像，并通过USB数据线将图像上传至计算机，计算机对图像采集装置表示值图像进行识别。

优选的，所述智能恒温槽包括槽体及安装于槽体内的搅拌轴桨叶、位于槽体的外部设有加热器、位于槽体的内部设有制冷蒸发器，所述槽体的外部安装搅拌电机和传感器，搅拌电机的输出端与搅拌轴桨叶的一端连接，传感器的检测端伸至槽体内，所述槽体的侧壁上设有换水口和溢流口。

优选的，所述传感器采用AA级铂电阻的控温传感器。

优选的，所述智能恒温槽控温范围为-30℃～200℃，温度波动度≤±0.03℃，均匀性≤0.05℃。

优选的，所述测量仪表内置24位AD芯片和标准参考电阻，标准器采用二等标准铂电阻温度计。

优选的，所述图像采集装置由拍照机器人和D5300单反数字相机组成。

优选的，所述拍照机器人由移动底座、安装移动底座上的立板及横向模组和纵向模组组成，所述纵向模组均由步进电机、联轴器、丝杠一、光轴一、限位块一及螺母滑块一组成，步进电机安装于立板的一侧顶端，步进电机的输出端与丝杠一的顶端连接螺母滑块一螺接于丝杠一上，限位块一固定于步进电机的两侧，光轴一贯穿于限位块一，光轴一的一端与螺母滑块一的外壁相固定，另一端与横向模组底部的连接块相固定。

优选的，所述横向模组包括安装于连接块上的横向移动座，位于横向移动座的一端安装驱动电机，位于横向移动座的内腔设有丝杠二和光轴二，驱动电机的输出端连接丝杠二，丝杠二上螺接有螺母滑块二，螺母滑块二套设于光轴二上，所述单反数字相机安装于螺母滑块二上。

优选的，所述拍照机器人还包括与步进电机和驱动电机相电性连接的限位开关和电源插口。

优选的，还包括功能模块：检定模块、管理模块、数据模块和用户模块，检定模块用于对被检温度计的检定，管理模块用于对标准器、采集参数及设备的管理，数据模块用于数据处理和数据查询，用户模块用于用户的管理、用户的授权、密码的更改和运行日志。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：能够适用于压力式温度计示值误差、回差等项目进行校准，系统软件控制智能恒温槽自动达到设定温度，自动判断温场稳定性，温场稳定后自动读取标准器示值，并控制图像采集装置采集被检温度计示值图像，通过图像识别功能自动识别被检温度计示值，自动计算示值误差、回差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统示意图；

图2为本发明智能恒温槽结构示意图；

图3为本发明图像采集装置结构示意图；

图4为本发明图像采集装置后视图；

图5为本发明横向模组结构示意图；

图6为本发明功能模块示意图；

图7为本发明工作流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、计算机；2、智能恒温槽；3、标准器；4、测量仪表；5、图像采集装置；6、被检温度计；7、RS232总线；8、USB数据线；9、槽体；10、搅拌轴桨叶；11、加热器；12、制冷蒸发器；13、搅拌电机；14、传感器；15、换水口；16、溢流口；17、拍照机器人；18、单反数字相机；19、移动底座；20、立板；21、纵向模组；22、横向模组；23、步进电机；24、联轴器；25、丝杠一；26、光轴一；27、限位块一；28、螺母滑块一；29、连接块；30、限位开关；31、电源插口；32、横向移动座；33、驱动电机；34、丝杠二；35、光轴二；36、螺母滑块二；37、检定模块；38、管理模块；39、数据模块；40、用户模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种基于图像处理的温度计自动读数系统，由计算机1、智能恒温槽2、标准器3、测量仪表4、图像采集装置5及被检温度计6组成，智能恒温槽2用于提供标准温度环境，通过RS232总线7与计算机1通讯连接，测量仪表4和标准器3用于读取标准示值，测量仪表4通过RS232总线7与计算机1通讯连接，图像采集装置5用于采集被检温度计6示值图像，并通过USB数据线8将图像上传至计算机1，计算机1对图像采集装置5表示值图像进行识别。

其中，所述智能恒温槽2包括槽体9及安装于槽体9内的搅拌轴桨叶10、位于槽体9的外部设有加热器11、位于槽体9的内部设有制冷蒸发器12，所述槽体9的外部安装搅拌电机13和传感器14，搅拌电机13的输出端与搅拌轴桨叶10的一端连接，通过搅拌电机13带动搅拌轴桨叶10进行搅拌，以增加槽体9内的水源被加热或者冷却的温度保持均匀，提高检测的准确性，传感器14的检测端伸至槽体9内，所述槽体9的侧壁上设有换水口15和溢流口16，换水口15便于对槽体9内的水源进行更换、溢流口16，能够有效避免槽体9内的水源过多，影响搅拌。

所述传感器14采用AA级铂电阻的控温传感器14。所述智能恒温槽2控温范围为-30℃～200℃，温度波动度≤±0.03℃，均匀性≤0.05℃。

其中，所述测量仪表4内置24位AD芯片和标准参考电阻，标准器3采用二等标准铂电阻温度计，测量仪表4采用高精度数字仪表，测量精度达到0.02级。

其中，所述图像采集装置5由拍照机器人17和D5300单反数字相机18组成。

所述拍照机器人17由移动底座19、安装移动底座19上的立板20及横向模组22和纵向模组21组成，所述纵向模组21均由步进电机23、联轴器24、丝杠一25、光轴一26、限位块一27及螺母滑块一28组成，步进电机23安装于立板20的一侧顶端，步进电机23的输出端与丝杠一25的顶端连接螺母滑块一28螺接于丝杠一25上，限位块一27固定于步进电机23的两侧，光轴一26贯穿于限位块一27，光轴一26的一端与螺母滑块一28的外壁相固定，另一端与横向模组22底部的连接块29相固定，通过启动步进电机23带动螺母滑块一28在丝杠一25上进行上下移动，在光轴一26的作用下，从而带动固定于螺母滑块一28上端的横向模组22进行上下位置调节。

所述横向模组22包括安装于连接块29上的横向移动座32，位于横向移动座32的一端安装驱动电机33，位于横向移动座32的内腔设有丝杠二34和光轴二35，驱动电机33的输出端连接丝杠二34，丝杠二34上螺接有螺母滑块二36，螺母滑块二36套设于光轴二35上，所述单反数字相机18安装于螺母滑块二36上，通过启动驱动电机33，驱动电机33通过丝杠34，并在光轴二35的作用下沿横向移动座32进行左右移动，从而带动单反数字相机18进行左右位置调节。

所述拍照机器人17还包括与步进电机23和驱动电机33相电性连接的限位开关30和电源插口31，限位开关30可对步进电机23和驱动电机33带动单反数字相机18移动的距离进行限位，电源插口31用于与外部电源连接，为装置提供电源。

拍照机器人17可以预先设定工位，拍照时按照预先设定的工位在水平和垂直方向移动，水平移动范围0cm～75cm，垂直移动范围100cm～140cm，能精确定位到多块被检表。拍照机器人17由嵌入式单片机进行控制，可通过RS232方式与计算机1进行通讯。为保证采集图片的清晰度，相对于数字摄像机和工业摄像机，采用的数字相机所拍图片的清晰度最高，为此我们选用D5300相机。D5300相机可通过专用数据线与计算机1连接，自动采集拍照，并上传图片到计算机1。

其中，还包括功能模块：检定模块37、管理模块38、数据模块39和用户模块40，检定模块37用于对被检温度计6的检定，管理模块38用于对标准器3、采集参数及设备的管理，数据模块39用于数据处理和数据查询，用户模块40用于用户的管理、用户的授权、密码的更改和运行日志。

具体工作原理如下所述：检定时，操作人员只需要将被检温度计6放入智能恒温槽2中，在系统软件中设置检定点，软件会根据规程要求按照设定检定点自动控制智能恒温槽2升降温，自动读取标准器3示值，并采集被检温度计6示值图像，再通过图像识别技术自动识别被检温度计6示值，自动生成原始记录和检定证书，原始记录和证书格式参照检定规程设计，并可根据实际要求进行定制，原始记录采用EXCEL格式，检定证书采用WORD格式。

该系统装置能够适用于压力式温度计示值误差、回差等项目进行校准。系统软件控制智能恒温槽2自动达到设定温度，自动判断温场稳定性，温场稳定后自动读取标准器3示值，并控制图像采集装置5采集被检温度计6示值图像，通过图像识别功能自动识别被检温度计6示值，自动计算示值误差、回差。系统图像采集装置5可根据一种压力式温度计开发图像识别软件；无法识别的温度计在检定完成后，可由用户根据采集图像手工输入被检示值，采集图像支持自动放大功能，便于查看。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.一种基于图像处理的温度计自动读数系统，其特征在于：适用于使用指针显示温度的模拟式温度指示仪器仪表示值误差和/或回差的校准，其中所述使用指针显示温度的模拟式温度指示仪器仪表包括压力式温度计或双金属温度计，由计算机、智能恒温槽、标准器、测量仪表、图像采集装置及被测温度计组成，智能恒温槽用于提供标准温度环境，通过RS232总线与计算机通讯连接，测量仪表和标准器用于读取标准示值，测量仪表通过RS232总线与计算机通讯连接，图像采集装置用于采集被测温度计示值图像，并通过USB数据线将图像上传至计算机，计算机对图像采集装置表示值图像进行识别；所述智能恒温槽包括槽体及安装于槽体内的搅拌轴桨叶、位于槽体的外部设有加热器、位于槽体的内部设有制冷蒸发器，所述槽体的外部安装搅拌电机和传感器，搅拌电机的输出端与搅拌轴桨叶的一端连接，传感器的检测端伸至槽体内，所述槽体的侧壁上设有换水口和溢流口；

所述传感器采用AA级铂电阻的控温传感器；

所述智能恒温槽控温范围为-30℃～200℃，温度波动度≤±0.03℃，均匀性≤0.05℃；

所述测量仪表内置24位AD芯片和标准参考电阻，标准器采用二等标准铂电阻温度计；

所述图像采集装置由拍照机器人和D5300单反数字相机组成；

所述拍照机器人由移动底座、安装移动底座上的立板及横向模组和纵向模组组成，所述纵向模组均由步进电机、联轴器、丝杠一、光轴一、限位块一及螺母滑块一组成，步进电机安装于立板的一侧顶端，步进电机的输出端与丝杠一的顶端连接螺母滑块一螺接于丝杠一上，限位块一固定于步进电机的两侧，光轴一贯穿于限位块一，光轴一的一端与螺母滑块一的外壁相固定，另一端与横向模组底部的连接块相固定；

所述横向模组包括安装于连接块上的横向移动座，位于横向移动座的一端安装驱动电机，位于横向移动座的内腔设有丝杠二和光轴二，驱动电机的输出端连接丝杠二，丝杠二上螺接有螺母滑块二，螺母滑块二套设于光轴二上，所述单反数字相机安装于螺母滑块二上；

所述拍照机器人还包括与步进电机和驱动电机相电性连接的限位开关和电源插口；

还包括功能模块：检定模块、管理模块、数据模块和用户模块，检定模块用于对被测温度计的检定，管理模块用于对标准器、采集参数及设备的管理，数据模块用于数据处理和数据查询，用户模块用于用户的管理、用户的授权、密码的更改和运行日志；

测量时，将被测温度计放入智能恒温槽中，在系统软件中设置温度点，系统软件根据规程要求按照设定的所述温度点自动控制智能恒温槽升降温达到设定温度，自动判断温场稳定性，温场稳定后自动读取所述标准器的示值，并控制图像采集装置采集被测温度计示值图像，通过图像识别功能自动识别被测温度计显示值，自动生成原始记录和证书，原始记录和证书格式参照被测温度计相关技术规程规范设计，并能够根据实际要求进行定制；同时自动计算示值的误差和/或回差；图像采集装置能够根据使用指针显示温度的模拟式温度指示仪器仪表发图像识别软件；无法识别的温度计在测量完成后，由用户根据采集图像手工输入被测温度计显示值后进行校准。