RU151875U1 - Лазерно-телевизионный уровнемер - Google Patents
Лазерно-телевизионный уровнемер Download PDFInfo
- Publication number
- RU151875U1 RU151875U1 RU2014138441/28U RU2014138441U RU151875U1 RU 151875 U1 RU151875 U1 RU 151875U1 RU 2014138441/28 U RU2014138441/28 U RU 2014138441/28U RU 2014138441 U RU2014138441 U RU 2014138441U RU 151875 U1 RU151875 U1 RU 151875U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- television
- camera
- optical axis
- lasers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Лазерно-телевизионный уровнемер, содержащий четыре лазера, телекамеру и устройство обработки, входы которых подключены к выходу блока управления, отличающийся тем, что все лазеры разнесены в пространстве по углам квадрата, центр которого находится на оптической оси телекамеры, а плоскость квадрата ортогональна оптической оси, параллельно которой направлены все лазерные лучи.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для высокоточного измерения уровня жидкостей, например, топлива в баках подвижных объектов, резервуарных парков нефтебаз и автозаправок, а также в других емкостях, используемых для хранения и производства жидких продуктов.
Известны аналогичные устройства для измерения уровня жидкости (патент №115886, МПК G01F 1/86, опубликован 10.05.2012, патент №135121, МПК G01F 1/86, опубликован 27.11.2013), содержащие помещенную в контролируемую среду вертикально расположенную трубку, на верхнем торце которой расположен лазерный дальномер, подключенный к блоку передачи данных.
Недостатком указанных устройств является сложность реализации, связанная с необходимостью обеспечения коэффициента отражения лазерного луча достаточного для выполнения измерений лазерным дальномером. Данная сложность может возникнуть в случае, когда контролируемая жидкость оптически прозрачная или когда ее уровень в баке совершает колебания.
Наиболее близким к заявляемому является устройство, реализующее способ для измерения уровня жидкости (МПК G01F 23/292, патент №2338163, опубликован 10.11.2008), заключающийся в получении и обработке информации о двух разделенных во времени двумерных изображениях пересечений двух лазерных лучей с контролируемой поверхностью, причем для получения первого изображения лазеры устанавливают таким образом, что их лучи направлены перпендикулярно плоскости измеряемого уровня и параллельно друг другу, а для получения второго - направлены под углом друг к другу. Устройство, реализующее данный способ, содержит четыре источника лазерного излучения, лучи которых находятся в одной плоскости, и телевизионную камеру, причем два лазерных источника разнесены в разные стороны относительно оптической оси телекамеры на фиксированные расстояния и облучают контролируемую поверхность параллельными лучами, а два других лазерных источника облучают контролируемую поверхность расходящимися лучами с фиксированным углом падения.
Недостатком прототипа и аналогов заявляемого устройства, а также прочих уровнемерных устройств является ограниченная точность измерений, обусловленная наклоном резервуара относительно горизонта или отсутствием учета эволюций жидкости в баке подвижного объекта.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение точности измерений уровня жидкости в емкостях благодаря учету изменений положения контролируемой поверхности относительно емкости, содержащей жидкость.
Поставленная задача достигается тем, что в лазерно-телевизионном уровнемере, содержащем четыре лазера, телекамеру и устройство обработки, входы которых подключены к выходу блока управления, согласно полезной модели все лазеры разнесены в пространстве по углам квадрата, центр которого находится на оптической оси телекамеры, а плоскость квадрата ортогональна оптической оси, параллельно которой направлены все лазерные лучи.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображена структурная схема уровнемера, на которой представлены: телевизионная камера 1, цифровое вычислительное устройство 2, источники лазерного излучения 3, 4, 5, 6, блок управления 7, блок индикации 8.
На фиг. 2 представлено расположение лазерных меток на контролируемой поверхности.
На фиг. 3 представлено расположение лазерных меток на фотоприемной матрице телевизионной камеры.
Устройство работает следующим образом. Параллельные лазерные лучи создают на контролируемой поверхности метки, показанные на фиг. 2. По команде блока управления включаются излучатели, и телекамера делает снимок поверхности, который на экране монитора имеет вид, показанный на фиг.3. Блок управления по изображению определяет длину d′ отрезков A′C′ и B′D′ по формулам.
где µA, ηA, µB, ηB, µC, ηC, µB, ηB - координаты меток на плоском изображении (фиг. 3). В идеальном случае, когда оптическая ось телекамеры ортогональна контролируемой поверхности . Расстояние между метками на изображении зависит от уровня контролируемой жидкости и определяется по формуле
где ƒ - фокусное расстояние оптической системы (внешний фокус), d - расстояние между лазерными лучами, L и b - конструктивные размеры (см. фигуры 1, 2). Вывод этой формулы иллюстрируется фигурой 4 и следует из законов преобразования изображений оптической системой и из подобия треугольников. По длине отрезка d′ на изображении, определяется уровень жидкости по формуле, получаемой из (2).
В идеальном случае, когда оптическая ось ортогональна контролируемой поверхности, для определения уровня достаточно две метки, создаваемые параллельными лучами лазеров. Использование четырех меток позволяет повысить точность измерений при наклоне резервуара относительно горизонта. При этом для вычисления уровня в формулу (3) нужно подставлять значение , определяемое по формуле
Для вычисления уровня при наклонах для повышения точности возможны более сложные алгоритмы вычислений. Предложенная конструкция позволяет упростить процедуру измерения, так как не требует приема отраженного от контролируемой поверхности оптического сигнала. Повышается надежность измерений в условиях вибраций, динамических нагрузок и наклонах резервуара относительно горизонта.
Claims (1)
- Лазерно-телевизионный уровнемер, содержащий четыре лазера, телекамеру и устройство обработки, входы которых подключены к выходу блока управления, отличающийся тем, что все лазеры разнесены в пространстве по углам квадрата, центр которого находится на оптической оси телекамеры, а плоскость квадрата ортогональна оптической оси, параллельно которой направлены все лазерные лучи.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014138441/28U RU151875U1 (ru) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | Лазерно-телевизионный уровнемер |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014138441/28U RU151875U1 (ru) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | Лазерно-телевизионный уровнемер |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU151875U1 true RU151875U1 (ru) | 2015-04-20 |
Family
ID=53297273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014138441/28U RU151875U1 (ru) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | Лазерно-телевизионный уровнемер |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU151875U1 (ru) |
-
2014
- 2014-09-23 RU RU2014138441/28U patent/RU151875U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Castillón et al. | State of the art of underwater active optical 3D scanners | |
Bürki et al. | DAEDALUS: A versatile usable digital clip-on measuring system for total stations | |
CN103900489A (zh) | 一种线激光扫描三维轮廓测量方法及装置 | |
CN104913737A (zh) | 基于线激光三维测量的零部件质量检验装置及其检测方法 | |
US9506753B2 (en) | Tilt sensor for a device and method for determining the tilt of a device | |
US9443311B2 (en) | Method and system to identify a position of a measurement pole | |
US10809112B2 (en) | Method for calculating a linearization curve for determining the fill level in a container and the use of a mobile end device for said method | |
CN204439032U (zh) | 一种非接触式自动测量桥梁挠度装置 | |
CN102095469B (zh) | 一种利用摄像头的储罐液位测量装置及方法 | |
CN105115560A (zh) | 一种船舱舱容的非接触测量方法 | |
JP2017524122A (ja) | モバイルプラットフォームの変位を計測する方法及び装置 | |
CN101782419B (zh) | 基于等腰直角三角棱镜的液位测量方法及测量装置 | |
US10379619B2 (en) | Method and device for controlling an apparatus using several distance sensors | |
CN104154955A (zh) | 贮箱液体推进剂液面形貌与剂量动态测量方法和系统 | |
CN108759668B (zh) | 一种震动环境中的跟踪式三维扫描方法及系统 | |
JP6485616B2 (ja) | 外観計測システム、画像処理方法及びプログラム | |
CN103542912A (zh) | 一种基于激光测距的激光水位计 | |
RU151875U1 (ru) | Лазерно-телевизионный уровнемер | |
RU2581722C1 (ru) | Способ определения величин деформаций стенки резервуара вертикального цилиндрического | |
CN115112202B (zh) | 一种液位、容量测量方法、设备和存储介质 | |
CN105783859B (zh) | 一种三轴运动平台的高精度控制方法 | |
CN201926482U (zh) | 一种利用摄像头的储罐液位测量装置 | |
KR101777026B1 (ko) | 위성체 얼라인먼트 통합 측정 장치 및 방법 | |
CN105333818A (zh) | 基于单目摄像机的3d空间测量方法 | |
CN114002706A (zh) | 光电稳瞄测量系统的测量方法、装置、计算机设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150531 |