CN112611680A - 一种液体粘度检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种液体粘度检测装置，本发明可调水平底座平台上由左到右依次固定安装有LED背光光源、气泡发生装置、溶液收集槽、支架、CCD高速摄像机，支架上安装常压供液装置；常压供液装置下方平台固定安装有溶液收集槽；控制器安装在CCD高速摄像机上方，常压供液装置、气泡发生槽通过通讯线缆与控制器相连；上位PC机安装在整个装置的侧旁，CCD高速摄像机和控制器通过通讯线缆与其相连。通过控制检测装置对待测溶液液滴和溶液中汽泡生成过程进行视频采集，经过视频图像处理和特征提取获得待测溶液的特征数据，采用软测量方法识别待测液体的粘度，提高了工业场景中在线粘度检测的准确性与实时性。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备领域，具体涉及一种液体粘度检测装置。
背景技术
粘度是流体分子间的作用力的宏观表现，它是流体的一种重要物性参数，常作为评价流体品质的关键指标。粘度测量在工业生产过程控制、心血管疾病分析、食品饮料质量检测、金属颗粒检测中应用广泛。传统的粘度测量方法根据检测原理的不同，主要包括流体法和运动法两种，其中流体法的测量装置包括流出杯粘度计、毛细管粘度计和落球式粘度计等；运动法的测量装置包括振动式粘度计、旋转式粘度计等。这些粘度测量装置往往十分庞大复杂，检测精度不高，且对外界环境要求较高。随着生产工艺水平的不断提高，在工业生产过程中对测量精度、测量效率以及测量的自动化程度要求越来越高。这些传统的检测技术往往不能满足在线检测场景下精准简便快捷高效的要求。
发明内容
针对传统粘度测量设备庞大复杂难以现场部署、检测精度不高且对外界环境要求较高等问题，本发明提出一种液体粘度检测装置，通过搭建实验平台获得不同粘度液体在相同条件下液滴生长过程的轮廓特征数据，结合软测量技术利用改进的支持向量机回归方法训练识别目标液体的运动粘度，从而利用机器视觉的技术检测、控制生产过程，实现粘度的在线监测，该方法利用机器视觉技术对液体粘度进行非接触检测，便于设备在工业现场的安装且在一定粘度范围内识别精度较高，满足在线检测场景下精准简便快捷高效的要求。
本发明涉及一种液体粘度检测装置，包括可调水平底座1、LED背光光源2、支架3、常压供液装置4、气泡发生装置5、溶液收集槽6、控制器7、CCD高速摄像机8、上位PC机9。
所述可调水平底座1平台上由左到右依次固定安装有LED背光光源2、气泡发生装置5、溶液收集槽6、支架3、CCD高速摄像机8，所述支架3上安装常压供液装置4；所述常压供液装置4下方平台固定安装有溶液收集槽6；所述控制器7安装在CCD高速摄像机8上方，常压供液装置4、气泡发生槽5通过通讯线缆与控制器7相连；所述上位PC机9安装在整个装置的侧旁，CCD高速摄像机8和控制器7通过通讯线缆与其相连。
所述可调水平底座1包括可调脚垫111、平台112、水平仪113；所述可调脚垫111安装在平台112底部，所述水平仪113安装在平台112上表面。
所述常压供液装置4包括储液槽411、供液槽412、供液口413、调节阀门414、溢流口415、可拆毛细滴口416、加压排液阀417、液位传感器418；所述供液槽412通过管道连接在储液槽411的左下方；所述调节阀门414安装在供液口413的管道中，所述供液口413和溢流口415分别开设于供液槽412槽壁两侧一定高度处，溢流口415与槽壁呈向下倾斜45度的机械角度；所述可拆毛细滴口416垂直安装于供液槽412底部；所述加压排液阀417位于供液槽412正上方，固定安装在储液槽411外部；所述控制器7通过通讯线缆与调节阀门414、液位传感器418和加压排液阀电机相连。
所述气泡发生装置5包括透明储液槽511、微流泵512、气泡发生管513；所述气泡发生管安装与透明储液槽511内；所述微流泵512安装于透明储液槽511顶部由软管连接气泡发生管513，微流泵512通过通讯线缆与控制器7相连。
本发明的有益效果是：本发明通过搭建检测装置控制溶液液滴和溶液中气泡的生成过程并采集其视频图像，解决了传统粘度检测装置体积庞大，实时性差难以实现在线测量的技术问题，提高了工业场景中在线粘度检测的准确性与实时性，使加工、检测和控制过程更好的结合到一起。
附图说明
图1为本发明的一种液体粘度检测装置系统图。
图2为本发明的一种液体粘度检测装置的常压供液装置示意图。
图3为本发明的一种液体粘度检测装置的气泡生成装置示意图。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“前面”、“后面”、“中间部位”、“内部”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示的一种液体粘度检测装置，包括可调水平底座1、LED背光光源2、支架3、常压供液装置4、气泡发生装置5、溶液收集槽6、控制器7、CCD高速摄像机8、上位PC机9；所述可调水平底座1平台上由左到右依次固定安装有LED背光光源2、气泡发生装置5、溶液收集槽6、支架3、CCD高速摄像机8，通过观察可调水平底座1上水平仪113调节三个可调脚垫111的高度，以保证平台112保持水平状态；所述LED背光光源2的LED光珠发出的光线经过矩形漫反射板变为发光均匀的面光源，以提高图像采集的质量；其光线先后经过气泡发生装置5、常压供液装置4在CCD高速摄像机8的CCD图像传感器上成像，通过调整CCD高速摄像机8的焦距获得不同粘度溶液液滴生长过程和溶液中气泡生长过程的视频图像；所述控制器7安装在CCD高速摄像机8上，常压供液装置4、气泡发生槽5通过通讯线缆与控制器7相连，以控制视频数据采集过程，所述控制器7为可编程逻辑控制器；所述上位PC机9安装在整个装置的侧旁，CCD高速摄像机8和控制器7通过通讯线缆与其相连，对整个系统起总控作用并对采集的视频图像数据处理分析识别溶液粘度。
如图2所示的液滴视频图像采集装置的常压供液装置，其中所述常压供液装置4包括储液槽411、供液槽412、供液口413、调节阀门414、溢流口415、可拆毛细滴口416、加压排液阀417、液位传感器418；所述供液槽412通过管道连接在储液槽411的左下方，储液槽411中溶液在重力作用下通过供液口413持续向供液槽412中供液，多余液体则从溢流口415溢出；所述供液口413和溢流口415分别开设于供液槽412槽壁两侧一定高度处，溢流口415与槽壁呈向下倾斜45度的机械角度，液滴生成频率与溢流口415到可拆毛细滴口416高度相关，可通过提取不同粘度溶液在相同液位高度下由垂直向下的毛细滴口形成的轴对称液滴从形成到断裂过程中形状随时间变化的图像特征，进而分析液滴轮廓特征变化的规律；所述可拆毛细滴口416垂直安装于供液槽412底部，可通过更换不同口径的毛细滴口改变粘度测量量程；所述液位传感器418安设在供液槽412腔体内，通过检测供液槽412内液位以调节调节阀门414开度，以控制供液口413供液流量；所述调节阀门414安装在供液口413的管道中，当检测开始时调节阀门414处于全开状态，供液槽412内液位快速上升，调节阀门414开度根据液位传感器418监测的液位上升速度逐渐减小，当液位到达溢流口415高度时供液口413以略大于可拆毛细滴口416流量的速度向供液槽412供液，以减少检测待测溶液的损耗；所述加压排液阀414位于供液槽412正上方，固定安装在储液槽411外部，当视频采集结束调节阀门414以最大开度排空储液槽411溶液后关闭，加压排液阀417的电机启动，辅助清空供液槽412内剩余溶液，以便快速开始下次测量。
如图3所示的液滴视频图像采集装置的气泡生成装置，其中所述气泡发生装置5包括透明储液槽511、微流泵512、气泡发生管513；其中所述微流泵512安装于透明储液槽511顶部由软管连接气泡发生管513，微流泵512以恒定速度向充满待测溶液的透明储液槽内注入空气，使气泡发生管末端缓慢稳定生成气泡；所述气泡发生管513垂直安装于透明储液槽511内，通过提取不同粘度溶液中相同孔径气泡发生管513以恒定流量空气生成气泡过程中气泡形状随时间变化的图像特征，分析学习其轮廓特征与溶液粘度的关系。
Claims (5)
1.一种液体粘度检测装置，其特征在于包括可调水平底座（1）、LED背光光源（2）、支架（3）、常压供液装置（4）、气泡发生装置（5）、溶液收集槽（6）、控制器（7）、CCD高速摄像机（8）、上位PC机（9）；所述可调水平底座（1）平台上由左到右依次固定安装有LED背光光源（2）、气泡发生装置（5）、溶液收集槽（6）、支架（3）、CCD高速摄像机（8），所述支架（3）上安装常压供液装置（4）；所述常压供液装置（4）下方平台固定安装有溶液收集槽（6）；所述控制器（7）安装在CCD高速摄像机（8）上方，常压供液装置（4）的调节阀门、气泡发生槽（5）通过通讯线缆与控制器（7）相连；所述上位PC机（9）安装在整个装置的侧旁，CCD高速摄像机（8）和控制器（7）通过通讯线缆与其相连。
2.根据权利要求1所述的一种液体粘度检测装置，其特征在于所述常压供液装置（4）包括储液槽（411）、供液槽（412）、供液口（413）、调节阀门（414）、溢流口（415）、可拆毛细滴口（416）、加压排液阀（417）、液位传感器（418），所述供液槽（412）通过管道连接在储液槽（411）的左下方，调节阀门（414）安装在供液口（413）的管道中，供液口（413）和溢流口（415）分别开设于供液槽（412）槽壁两侧一定高度处，溢流口（415）与槽壁呈向下倾斜45度的机械角度，所述可拆毛细滴口（416）垂直安装于供液槽（412）底部；所述加压排液阀（417）位于供液槽（412）正上方，固定安装在储液槽（411）外部，储液槽（411）腔体内安装有液位传感器（418），供液口（413）管道内安装有调节阀门（414）。
3.根据权利要求2所述的一种液体粘度检测装置，其特征在于所述控制器（7）通过通讯线缆与调节阀门（414）、液位传感器（418）和加压排液阀电机相连。
4.根据权利要求1所述的一种液体粘度检测装置，其特征在于所述气泡发生装置（5）包括透明储液槽（511）、微流泵（512）、气泡发生管（513）；所述气泡发生管（513）安装与透明储液槽（511）内；所述微流泵（512）安装于透明储液槽（511）顶部由软管连接气泡发生管（513），微流泵（512）通过通讯线缆与控制器（7）相连。
5.根据权利要求1所述的一种液体粘度检测装置，其特征在于所述可调水平底座（1）包括可调脚垫（111）、平台（112）、水平仪（113）；所述可调脚垫（111）安装在平台（112）底部，所述水平仪（113）安装在平台（112）上表面。
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