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玻璃管浮子流量计刻度标记新方法的研究

发布日期:2018-01-05  来源:  作者:  浏览次数:
【导读】: 在生产过程中, 玻璃管浮子流量计的刻度标记是非常关键的一个环节, 标记质量的好坏直 接影响到浮子流量计的准确度, 标记流程的优化直 接影响到工作效率,从而能降低生产成本,提高市场 竞争力。......
       玻璃管浮子流量计是一种量大面广的流量测量 仪表, 仅江苏玻璃管浮子流量计生产企业一年的 产量就在70万台左右。 在生产过程中, 玻璃管浮子流量计的刻度标记是非常关键的一个环节, 标记质量的好坏直 接影响到浮子流量计的准确度, 标记流程的优化直 接影响到工作效率,从而能降低生产成本,提高市场 竞争力。 为了满足生产企业提高工作效率,降低劳动成本 和使用企业对流量计的测量范围、准确度等级越来越 高的要求,我所开发出一种玻璃管浮子流量计玻璃管 流量刻度标记的新方法。
一、装置组成 
       根据新方法设计出的玻璃管浮子流量计玻璃管 流量刻度标记装置(见图1),包括打印机、显示器、图 像处理器、 工业相机和待标记刻度的玻璃管五部分, 其中图像处理器中包括刻度采集模块、 刻度识别模 块、输出控制模块;刻度采集模块中包括FPGA芯片;刻度识别模块包括DSP芯片。 工业相机拍摄待标记刻 度玻璃管的人工标定线,然后将数据传输到刻度采集 模块中, 刻度采集模块中的FPGA将采集到的去掉噪 点刻度数据传输到刻度识别模块中的DSP芯片中,刻 度识别模块的DSP芯片将刻度数据传输到显示器上。
标记装置组成示意图
二、技术指标
        1.玻璃管长度:图像采集的需要标记刻度的玻璃管 长度范围为(100~600)mm,对于玻璃管长度在800mm和 更小的60mm左右工件,实践证明成像效果也非常好。 2.打印的刻度线细分刻度误差:±0.5mm。
三、技术难点 
       1.相机的选型 由于最小的流量计约100mm, 最大的流量计约 600mm, 因此需要在考虑相机成像准确度的同时,要 兼顾视场。 
       2.相机的固定与调焦 由于相机的很小震动与焦距变化,都可能造成成 像效果不是很好。 而本项目对准确度要 求很高, 因此对于如何减小相机的抖动 与焦距的参数设置非常重要。 
       3.识别算法的准确度 涉及边缘检测和基于灰度矩的亚像 素边缘跟踪等亚像素识别算法的研究。 
       4.各硬件设备的接口、上位机软件 的设计、数据库管理软件的设计等。 
       5.效率问题 由于图像分辨力较高,图像的采集、传输、识别算法的时间消耗都会相应地大大增加。
四、实施过程
本方法实施过程主要分4个步骤: 
       1.人工标定线绘制 在待标记刻度的玻璃管表面进行人工标定线绘 制的步骤,具体地说是根据标准的流量值在待标记刻 度的玻璃管表面上标记流量点,然后在标记流量点上 人工绘制出标定线。
       2.图像采集 利用工业相机拍摄已人工绘制标定线的玻璃管, 经过图像采集模块传输至计算机。 
       3.目标识别 利用计算机软件对接收到的数字图像信息进行 处理, 识别出玻璃管及玻璃管表面上的人工标定线, 然后确定打印区间,并将相邻标定线之间的距离进行 N等分,N等分根据测量准确度的具体要求由人工输 入,或者通过预设而设定。 利用计算机软件在确定打印区间的过程中,由于人工标定线具有一定的宽度,计算机在确定打印区间 会产生误差。在确定区间时应将人工标定线m等分,m 大于等于2,以m/2中心线为基准线,确定打印区间,m 取值越大越精确。 
       4.打印输出 采用油墨玻璃或其他类型打印机直接在待标记 刻度的玻璃管表面上实施打印输出。
五、试验结果
       1.我们以一台DN100mm玻璃转子流量计(玻璃管 长度为550mm)和一台DN10mmLZB()WB/W玻璃转子流量计(玻 璃管长度为100mm)进行了试验。
       试验结果表明,安 装及打印时间为5min,30min后晾干, 刻度线无法擦 拭,原工艺需用时14h,现用时35min,工作效率提高 24倍,打印的刻度线细分刻度误差0.3mm。 该流量计 示值误差、回差和重复性误差,均符合2.5级要求,结 果满意。
        2.目前,该科研成果已获国家实用专利1项。
 

 

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