CN110726454B - 一种物位测量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物位测量方法及系统，包括内部中空的圆形透光管体，圆形透光管体设于待检测介质装置的底壁上，待检测介质与圆形透光管体的外壁接触，并在圆形透光管体的内部形成圆形光斑；图像采集装置，用于采集圆形光斑的图像信息；控制器，用于根据采集的圆形光斑的图像信息进行数据处理，得到圆形光斑的直径；标定圆形光斑的直径与介质高度值的对应关系曲线；根据实际检测并处理得到的圆形光斑的直径和对应关系曲线，得到实际介质高度值。上述测量系统实现物位的简单测量，且结构简单便于安装，省时省力，操作方便，可满足不同介质的物位高度测量需求，测量准确性高。

Description

一种物位测量方法及系统

技术领域

本发明涉及物位测量技术领域，更具体地说，涉及一种物位测量方法，还涉及一种物位测量系统。

背景技术

物位是实验、工程以及工业活动中最为重要和常见的测量参数之一。物位测量广泛运用于各行各业中，主要是对物位进行监测以判定机器的工作状态，保障生命和财产安全，随着现代科技的进步与发展，物位测量数据越来越可靠，在各行各业起到了重要作用。现有测量技术，接触式测量，是利用测量仪器与物位比对，得出结果，这种方法费时费力，而且误差较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种物位测量系统，以解决现有的物位测量装置费时费力、且误差较大等问题。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种物位测量系统，包括：

内部中空的圆形透光管体，所述圆形透光管体设于待检测介质装置的底壁上，待检测介质与所述圆形透光管体的外壁接触，并在所述圆形透光管体的内部形成圆形光斑；

图像采集装置，用于采集所述圆形光斑的图像信息；

控制器，用于根据采集的所述圆形光斑的图像信息进行数据处理，得到所述圆形光斑的直径；标定所述圆形光斑的直径与介质高度值的对应关系曲线；根据实际检测并处理得到的所述圆形光斑的直径和所述对应关系曲线，得到实际介质高度值。

优选地，所述图像采集装置设于所述圆形透光管体的上方，且所述图像采集装置的焦点与所述圆形透光管体的中心线重合。

优选地，所述系统还包括：

在所述圆形透光管体的外部均匀设置的光源体，所述光源体的个数为至少两个，至少两个所述光源体在所述圆形透光管体的周向均匀设置。

优选地，所述系统还包括：

在所述圆形透光管体的正上方设置的一个光源体，所述光源体的中心线与所述圆形透光管体的中心线重合，所述图像采集装置设于所述光源体和所述圆形透光管体间。

优选地，所述待检测介质装置内自上至下依次设有多层所述待检测介质，多层所述待检测介质的透光率自上至下依次减小。

优选地，所述图像采集装置在所述圆形透光管体的上方管口处贴合设置。

基于上述系统实施例，本发明还提供了一种物位测量方法，包括：

将内部中空的圆形透光管体设于待检测介质装置的底壁上，待检测介质与所述圆形透光管体的外壁接触，并在所述圆形透光管体的内部形成圆形光斑；

标定所述圆形光斑的直径与介质高度值的对应关系曲线；

采集所述圆形光斑的图像信息，并进行数据处理得到所述圆形光斑的直径；

根据实际检测并处理得到的所述圆形光斑的直径和所述对应关系曲线，得到实际介质高度值。

本发明提供的物位测量系统，包括内部中空的圆形透光管体，圆形透光管体设于待检测介质装置的底壁上，待检测介质与圆形透光管体的外壁接触，并在圆形透光管体的内部形成圆形光斑；图像采集装置，用于采集圆形光斑的图像信息；控制器，用于根据采集的圆形光斑的图像信息进行数据处理，得到圆形光斑的直径；标定圆形光斑的直径与介质高度值的对应关系曲线；根据实际检测并处理得到的圆形光斑的直径和对应关系曲线，得到实际介质高度值。

应用本发明提供的物位测量方法及系统，通过在待检测液体装置内设置圆形透光管体，使得待检测液体与圆形透光管体的外壁接触，在圆形透光管体的内部形成圆形光斑，并通过在圆形透光管体的上方设置的图像采集装置采集圆形光斑的图像信息，控制器根据圆形光斑的图像信息进行数据处理，得到圆形光斑的直径，通过标定圆形光斑的直径与介质高度值的对应关系曲线，根据实际检测并处理得到的圆形光斑的直径和对应关系曲线，得到实际介质高度值。上述测量系统实现物位的简单测量，且结构简单便于安装，省时省力，操作方便，可满足不同介质的物位高度测量需求，测量准确性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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为本发明第一实施例提供的一种物位测量系统的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的物位测量系统的高物位测量结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的物位测量系统的低物位测量结构示意图；

图4为本发明第二实施例提供的一种物位测量系统的结构示意图；

图5为本发明第二实施例提供的物位测量系统的高物位测量结构示意图；

图6为本发明第二实施例提供的物位测量系统的低物位测量结构示意图。

附图中标记如下：

控制器1、圆形透光管体2、光源体3、图像采集装置4、待检测液体装置5。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种物位测量系统，以解决现有的物位测量装置费时费力、且误差较大等问题。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图6，图1为本发明第一实施例提供的一种物位测量系统的结构示意图；图2为本发明第一实施例提供的物位测量系统的高物位测量结构示意图；图3为本发明第一实施例提供的物位测量系统的低物位测量结构示意图；图4为本发明第二实施例提供的一种物位测量系统的结构示意图；图5为本发明第二实施例提供的物位测量系统的高物位测量结构示意图；图6为本发明第二实施例提供的物位测量系统的低物位测量结构示意图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供的物位测量系统，包括：

内部中空的圆形透光管体2，圆形透光管体2设于待检测介质装置的底壁上，待检测介质与圆形透光管体2的外壁接触，并在圆形透光管体2的内部形成圆形光斑；

内部中空且设有预设透光率的圆形透光管体2，圆形透光管体2设有用于与待检测介质装置5的底壁贴合的封闭部，待检测介质与圆形透光管体2的外壁接触，并在圆形透光管体2的内部形成圆形光斑；圆形透光管体2可具体为PVC管或硅胶管等，具有一定透光率的透光管体，其中，预设透光率一般在10%-60%范围内，只要能够使得光线能够透过圆形透光管体2并在内部形成圆形光斑即可，对其具体的透光率可根据实际需要进行设置，其中，圆形透光管体2的一端密封、另一端开口设置，封闭部设置在待检测介质装置5的底壁且与其贴合，以保证对待检测介质的高度检测值准确。由于圆形透光管体2的具有预设透光率，待检测介质在光线照射下透过管体，且待检测介质的液面以下部分在光线照射下在圆形透光管体2的内部形成圆形光斑。光线可选择为特定波长或自然光等。

图像采集装置4，用于采集圆形光斑的图像信息；优选为设于圆形透光管体2的上方，其中，图像采集装置4可具体为摄像头，图像采集装置4与圆形透光管体2可拆卸的固定连接，图像采集装置4可通过其他结构设置在圆形透光管体2的上方，如通过设置固定杆等实现固定。优选地，图像采集装置4的焦点与圆形透光管体2的中心线重合，以防止在图像采集过程中由于倾斜角使得圆形光斑的图像信息产生较大误差，影响待检测介质的物位测量值。

控制器1，用于根据采集的圆形光斑的图像信息进行数据处理，得到圆形光斑的直径；标定圆形光斑的直径与介质高度值的对应关系曲线；根据实际检测并处理得到的圆形光斑的直径和对应关系曲线，得到实际介质高度值。可以理解的是，介质可以为液体或物体，物体中如硅胶球等。

优选地，对应关系曲线为：

H=（d+A）/B；

其中，d为圆形光斑的直径，得到介质高度值H，其中，A和B为在圆形透光管体2的直径和透光率一定时的预设值，此处仅为一种优选的实施方式。

控制器1根据圆形光斑的图像信息计算圆形光斑的面积值，并通过数据处理得到圆形光斑的直径d。

在一种实施例中，圆形透光管体2设置为PVC管，其透光率20%，PVC管的直径为40mm，此时，A为5.04、B为0.181，H=（d+5.04）/0.181；当圆形光斑的直径d为10.1mm时、介质高度值H为800mm；当d为6.8mm时、介质高度值H为700mm。

在另一实施例中，圆形透光管体2设置为PVC管，其透光率20%，PVC管的直径为65mm，此时，A为5.524、B为0.2381，H=（d+5.524）/0.2381；当圆形光斑的直径d为14mm时、介质高度值H为80mm；当圆形光斑的直径d为11mm时、介质高度值H为70mm。

应用本发明提供的物位测量方法及系统，通过在待检测液体装置5内设置圆形透光管体2，使得待检测液体与圆形透光管体2的外壁接触，在圆形透光管体2的内部形成圆形光斑，并通过在圆形透光管体2的上方设置的图像采集装置4采集圆形光斑的图像信息，控制器1根据圆形光斑的图像信息进行数据处理，得到圆形光斑的直径，通过标定圆形光斑的直径与介质高度值的对应关系曲线，根据实际检测并处理得到的圆形光斑的直径和对应关系曲线，得到实际介质高度值。上述测量系统实现物位的简单测量，且结构简单便于安装，省时省力，操作方便，可满足不同介质的物位高度测量需求，测量准确性高。

具体的，系统还包括：

在圆形透光管体2的外部均匀设置的光源体3，光源体3的个数为至少两个，至少两个光源体3在圆形透光管体2的周向均匀设置。

由此设置，以使得圆形光斑成型边界清晰，同时保证光斑的形状规则，以便于通过光斑的面积得到直径d，光源体3可具体为LED灯，可沿圆形透光管体2的外部均匀设置，光源体3的个数优选为两个、三个或四个，以节省成本的同时保证圆形光斑成型效果，同时，各个光源体3可与圆形透光管体2的外壁贴合设置，或者各个光源体3与圆形透光管体2的中心线间均分别设有相同的预设距离。在其他实施例中，也可以设置为其他数量，或通过自然光进行测量，均在本发明的保护范围内。

举例说明，当光源体3的个数为两个时，两个光源体3可在圆形透光管体2的周向均匀设置，如两个光源体3贴合圆形透光管体2的管口或管壁设置，或者两个光源体3距圆形透光管体2间设有相同的预设距离，此时图像采集装置4可贴合圆形透光管体2设置，在其他实施例中，图像采集装置4也可以不贴合圆形透光管体2设置。光源体3可设置为LED灯或照明灯等，光源体3的个数和具体形式可根据需要进行设置。

在另一种实施例中，系统还包括：在圆形透光管体2的正上方设置的一个光源体3，圆形透光管体2的正上方设置支撑杆，在支撑杆上设置光源体3，光源体3可设置在图像采集装置4的上方预设距离处，以优化图像采集装置4的图像采集效果。同时，光源体3的中心线与圆形透光管体2的中心线重合设置，以保证圆形光斑的弧度，使得光斑的形状更趋于圆形，降低测量误差。其中，光源体3的中心线与圆形透光管体2的中心线重合，图像采集装置4设于光源体3和圆形透光管体2间，可以理解的是，图像采集装置4可以贴合或不贴合圆形透光管体2的上表面设置，均在本发明的保护范围内。

具体的，待检测介质装置5内自上至下依次设有多层待检测介质，多层待检测介质的透光率自上至下依次减小。上述测量系统能够对待检测介质装置5的多种介质物位进行检测，待检测介质装置5自上至下设置多层测待检测介质，各层待检测介质的透光率自上至下依次减小，以使得在圆形透光管体2内依次分别形成各自的光斑，防止上层低透光率的介质形成的圆形光斑将底层介质形成的圆形光斑掩盖，在一种实施例中，待检测介质优选为设置两种，以保证图像信息的采集清晰度。

进一步地，如图4-6所示，图4为本发明第二实施例提供的一种物位测量系统的结构示意图；图5为本发明第二实施例提供的物位测量系统的高物位测量结构示意图；图6为本发明第二实施例提供的物位测量系统的低物位测量结构示意图。图像采集装置4在圆形透光管体2的上方管口处贴合设置。由此设置，以便于图像采集装置4的基准定位，简化数据处理操作，在其他实施例中，图像采集装置4也可以在圆形透光管体2的上方10-50cm处设置。此高度范围内设置的图像采集装置4能够保证圆形光斑的采集效果，同时便于在圆形透光管体2上的具有足够的安装空间。

基于上述系统实施例，本发明还提供了一种物位测量方法，包括：

将内部中空的圆形透光管体2设于待检测介质装置的底壁上，待检测介质与圆形透光管体2的外壁接触，并在圆形透光管体2的内部形成圆形光斑；

标定圆形光斑的直径与介质高度值的对应关系曲线；

采集圆形光斑的图像信息，并进行数据处理得到圆形光斑的直径；

根据实际检测并处理得到的圆形光斑的直径和对应关系曲线，得到实际介质高度值。

应用本发明提供的物位测量方法及系统，通过在待检测液体装置5内设置圆形透光管体2，使得待检测液体与圆形透光管体2的外壁接触，在圆形透光管体2的内部形成圆形光斑，并通过在圆形透光管体2的上方设置的图像采集装置4采集圆形光斑的图像信息，控制器1根据圆形光斑的图像信息进行数据处理，得到圆形光斑的直径，通过标定圆形光斑的直径与介质高度值的对应关系曲线，根据实际检测并处理得到的圆形光斑的直径和对应关系曲线，得到实际介质高度值。上述测量系统实现物位的简单测量，且结构简单便于安装，省时省力，操作方便，可满足不同介质的物位高度测量需求，测量准确性高。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种物位测量系统，其特征在于，包括：

内部中空的圆形透光管体，所述圆形透光管体设于待检测介质装置的底壁上，待检测介质与所述圆形透光管体的外壁接触，并在所述圆形透光管体的内部形成圆形光斑；

图像采集装置，用于采集所述圆形光斑的图像信息；

控制器，用于根据采集的所述圆形光斑的图像信息进行数据处理，得到所述圆形光斑的直径；标定所述圆形光斑的直径与介质高度值的对应关系曲线；根据实际检测并处理得到的所述圆形光斑的直径和所述对应关系曲线，得到实际介质高度值。

2.根据权利要求1所述的物位测量系统，其特征在于，所述图像采集装置设于所述圆形透光管体的上方，且所述图像采集装置的焦点与所述圆形透光管体的中心线重合。

3.根据权利要求1所述的物位测量系统，其特征在于，所述系统还包括：

在所述圆形透光管体的外部均匀设置的光源体，所述光源体的个数为至少两个，至少两个所述光源体在所述圆形透光管体的周向均匀设置。

4.根据权利要求1所述的物位测量系统，其特征在于，所述系统还包括：

在所述圆形透光管体的正上方设置的一个光源体，所述光源体的中心线与所述圆形透光管体的中心线重合，所述图像采集装置设于所述光源体和所述圆形透光管体间。

5.根据权利要求1所述的物位测量系统，其特征在于，所述待检测介质装置内自上至下依次设有多层所述待检测介质，多层所述待检测介质的透光率自上至下依次减小。

6.根据权利要求1所述的物位测量系统，其特征在于，所述图像采集装置在所述圆形透光管体的上方管口处贴合设置。

7.一种物位测量方法，其特征在于，包括：

将内部中空的圆形透光管体设于待检测介质装置的底壁上，待检测介质与所述圆形透光管体的外壁接触，并在所述圆形透光管体的内部形成圆形光斑；

标定所述圆形光斑的直径与介质高度值的对应关系曲线；

采集所述圆形光斑的图像信息，并进行数据处理得到所述圆形光斑的直径；

根据实际检测并处理得到的所述圆形光斑的直径和所述对应关系曲线，得到实际介质高度值。

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