专利名称：一种视觉温度计的自动检定方法及温度计自动检定仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及温度检定技术领域，特别是一种自动视觉温度计及温度检定装置。
背景技术：
水银温度计和酒精温度计在日常生产及工作中被广泛使用，现在虽然也出现了很 多其它类型的测温工具，但这些测温工具还是没有传统的水银和酒精温度计准确可靠，因 此，水银和酒精温度计的检定是各行各业必须进行的工作。比较常用的一种检定方法是把被检定温度计(传感器)与已检定好的更高一级精 度的标准温度计(传感器)共同置于可调节的恒温槽中，检定时将恒温槽的温度分别调节 到所选择的若干温度点，比较和记录两者的读数，获得一系列对应差值，经多次升温，降温、 重复测试，若这些差值稳定，则将记录下的这些差值作为被检定温度计的修正量，这就完成 了对被检定温度计的检定。由此可知，传统的温度计检定工作非常烦琐，用人工观测温度计的读数存在精确 度低，观测的一致性较差和检定时间较长的缺点；另外，用人工观测温度计的读数，还存在 因人而异的问题，这也将影响检定的准确性和一致性。另外，随着计算机技术，图像处理技术的发展，基于图像识别的各种测量得到广泛 应用。例如，公告日为2007年6月6日，专利号为ZL 200620112996.6的实用新型专利公 开了一种全自动馏程测定器，该全自动馏程测定器包括安装在蒸馏装置上的全浸式温度计 和一个支架，该支架上设置有摄像机，该摄像机通过安装在支架上的步进电机上下移动，摄 像机的镜头对准全浸式温度计的刻度位置，摄像机拍摄的图像显示在外设计算机的显示器 上，由此可以利用步进电机和摄像机来实时跟踪全浸式温度计的温度变化，也可使测定精 度更高，并真正做到测定与温度计的示值一致。如果将计算机和图像处理技术应用到温度 计检定作业中也将得到积极的效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种视觉温度计的自动检定方法。本发明采用的技术方案为一种视觉温度计的自动检定方法，对于某一选定的检 定温度，所述自动检定方法包括如下步骤步骤1，将已检定好的标准温度计和需要进行检定的被检定温度计共同置于一恒 温槽中，将恒温槽的温度调整到近似检定温度，所述近似检定温度近似等于或者等于所选 择的检定温度；步骤2，通过第一摄像机获得标准温度计在所述近似检定温度下的图像，作为标准 图像，对于标准温度计的长刻线，所述第一摄像机的位置要求仅能采集到与检定温度差值 最小的长刻线，所述长刻线的温度值为Tll ；通过第二摄像机获得被检定温度计在所述近 似检定温度下的图像，作为被检定图像，对于待检定温度计的长刻线，所述第二摄像机的位 置要求仅能采集到与检定温度差值最小的长刻线，所述长刻线的温度值为T21 ；
步骤3，计算机根据标准图像和被检定图像分别计算出标准温度计和被检定温度 计的读数，并将二者读数的差值作为被检定温度计在所述近似检定温度处的修正值。优选地，所述步骤3中根据标准图像计算标准温度计的读数的过程包括如下步 骤，步骤301，通过霍夫变换识别出标准图像上的长刻线和短刻线，其中，识别特点为 长和短刻线的像素点在横坐标方向的长度分别在已定义的长和短刻线的长度范围内，如果 标准温度计具有中刻线，则中刻线的长度在短刻线的长度范围内；并以识别出的长刻线作 为横坐标，以与横坐标垂直的直线作为纵坐标；步骤302，利用水银柱的像素点在纵向标方向连续贯通和顶点边缘在横坐标方向 最短的识别特点识别到水银柱顶点的位置；步骤303，判断水银柱顶点的位置是否通过长刻线，如果是，则进入步骤304 ；如果 否，则进入步骤305 ；步骤304，判断水银柱顶点通过短刻线的数量nil，以及水银柱顶点在相邻两短 刻线之间所占的份数pll，其中，在计算机内部将相邻两短刻线之间分成ml份；并通过
Tl=Tll+nllxtl+"^xpll计算标准温度计的读数Tl，其中，tl为相邻短刻线，以及长刻线 ml
与相邻短刻线之间的温度差值；步骤305，判断水银柱顶点与长刻线之间短刻线的数量nl2，以及水银柱顶点在相 邻两短刻线之间所占的份数P12，其中，在计算机内部将相邻两短刻线之间分成ml份；并通
过计算标准温度计的读数Tl，其中，tl为相邻短刻线，以及
ml
长刻线与相邻短刻线之间的温度差值；步骤3中根据被检定图像计算被标准温度计的读数的过程包括如下步骤，步骤311，通过霍夫变换识别出被标顶图像上的长刻线和短刻线，其中，识别特点 为长和短刻线的像素点在横坐标方向的长度分别在已定义的长和短刻线的长度范围内；并 以识别出的长刻线作为横坐标，以与横坐标垂直的直线作为纵坐标；步骤312，利用水银柱的像素点在纵向标方向连续贯通和顶点边缘在横坐标方向 最短的识别特点识别到水银柱顶点的位置；步骤313，判断水银柱顶点的位置是否通过长刻线，如果是，则进入步骤314 ；如果 否，则进入步骤315 ；步骤314，判断水银柱顶点通过短刻线的数量n21，以及水银柱顶点在相邻两短 刻线之间所占的份数Ρ21，其中，在计算机内部将相邻两短刻线之间分成m2份；并通过
Τ2=Τ21+η21χ 2+^·χρ21计算标准温度计的读数T2，其中，t2为相邻短刻线，以及长刻线 m2
与相邻短刻线之间的温度差值；步骤315，判断水银柱顶点与长刻线之间短刻线的数量n22，以及水银柱顶点在相 邻两短刻线之间所占的份数Ρ22，其中，在计算机内部将相邻两短刻线之间分成m2份；并通
过
权利要求
一种视觉温度计的自动检定方法，其特征在于对于某一选定的检定温度，所述自动检定方法包括如下步骤，步骤1，将已检定好的标准温度计和需要进行检定的被检定温度计共同置于一恒温槽中，将恒温槽的温度调整到近似检定温度，所述近似检定温度近似等于或者等于所选择的检定温度；步骤2，通过第一摄像机获得标准温度计在所述近似检定温度下的图像，作为标准图像，对于标准温度计的长刻线，所述第一摄像机的位置要求仅能采集到与检定温度差值最小的长刻线，所述长刻线的温度值为T11；通过第二摄像机获得被检定温度计在所述近似检定温度下的图像，作为被检定图像，对于待检定温度计的长刻线，所述第二摄像机的位置要求仅能采集到与检定温度差值最小的长刻线，所述长刻线的温度值为T21；步骤3，计算机根据标准图像和被检定图像分别计算出标准温度计和被检定温度计的读数，并将二者读数的差值作为被检定温度计在所述近似检定温度处的修正值。
2.根据权利要求1所述的自动检定方法，其特征在于所述步骤3中根据标准图像计 算标准温度计的读数的过程包括如下步骤，步骤301，通过霍夫变换识别出标准图像上的长刻线和短刻线，其中，识别特点为长和 短刻线的像素点在横坐标方向的长度分别在已定义的长和短刻线的长度范围内；并以识别 出的长刻线作为横坐标，以与横坐标垂直的直线作为纵坐标；步骤302，利用水银柱的像素点在纵向标方向连续贯通和顶点边缘在横坐标方向最短 的识别特点识别到水银柱顶点的位置；步骤303，判断水银柱顶点的位置是否通过长刻线，如果是，则进入步骤304 ；如果否， 则进入步骤305 ；步骤304，判断水银柱顶点通过短刻线的数量nil，以及水银柱顶点在相邻两短刻 线之间所占的份数pll，其中，在计算机内部将相邻两短刻线之间分成ml份；并通过Tl=Tll+nllxtl+tl/mlxpl1计算标准温度计的读数Tl，其中，tl为相邻短刻线，以及长刻线 ml与相邻短刻线之间的温度差值；步骤305，判断水银柱顶点与长刻线之间短刻线的数量nl2，以及水银柱顶点在相邻两 短刻线之间所占的份数P12，其中，在计算机内部将相邻两短刻线之间分成ml份；并通过Tl=Tll-nl2xtl-tlX(ml－p12)/ml计算标准温度计的读数Tl，其中，tl为相邻短刻线，以及长刻线与相邻短刻线之间的温度差值；步骤3中根据被检定图像计算被标准温度计的读数的过程包括如下步骤， 步骤311，通过霍夫变换识别出被标顶图像上的长刻线和短刻线，其中，识别特点为长 和短刻线的像素点在横坐标方向的长度分别在已定义的长和短刻线的长度范围内；并以识 别出的长刻线作为横坐标，以与横坐标垂直的直线作为纵坐标；步骤312，利用水银柱的像素点在纵向标方向连续贯通和顶点边缘在横坐标方向最短 的识别特点识别到水银柱顶点的位置；步骤313，判断水银柱顶点的位置是否通过长刻线，如果是，则进入步骤314 ；如果否， 则进入步骤315;步骤314，判断水银柱顶点通过短刻线的数量n21，以及水银柱顶点在相邻两短刻 线之间所占的份数Ρ21，其中，在计算机内部将相邻两短刻线之间分成m2份；并通过
3.一种温度计自动检定仪，其特征在于包括干井炉恒温槽，用于置放标准温度计和被检定温度计；温度控制单元，用于将干井炉恒温浴的温度调整到近似检定温度，所述近似检定温度 近似等于或者等于所选择的检定温度；第一摄像机，用于采集标准温度计在近似检定温度下的图像，作为标准图像； 第二摄像机，用于采集被检定温度计在近似检定温度下的图像，作为被检定图像； 第一执行单元，用于带动第一摄像机上下运动，使第一摄像机针对标准温度计的长刻 线来说，仅能采集到与检定温度差值最小的长刻线；第二执行单元，用于带动第二摄像机运动，使第二摄像机针对被检定温度计的长刻线 来说，仅能采集到与检定温度差值最小的长刻线；以及，计算机，包括用于分别接收第一和第二摄像机采集的标准图像和被检定图像的第一和 第二图像采集卡，以及，用于根据标准图像和被检定图像分别计算出标准温度计和被检定 温度计的读数，并将二者读数的差值作为被检定温度计在所述近似检定温度处的修正值的 计算单元；所述计算机与温度控制单元通讯连接，为温度控制单元提供所需的检定温度。
4.根据权利要求3所述的温度计自动检定仪，其特征在于所述干井炉恒温槽包括温 度计固定圈，所述温度计固定圈内安装有中心灯管，所述温度计固定圈在其圆周上提供一 个标准温度计固定点和多个被检定温度计固定点；所述第二执行单元包括用于带动第二摄 像机上下运动的升降执行单元和安装在所述升降执行单元上的带动第二摄像机在温度计 固定圈的周向上旋转的旋转执行单元。
5.根据权利要求3或4所述的温度计自动检定仪，其特征在于所述干井炉恒温槽的 基体为铝块，所述基体上安装有加热器，所述基体上设置有用于插入标准温度计和被检定 温度计的插孔。
6.根据权利要求5所述的温度计自动检定仪，其特征在于所述温度控制单元包括用 于实时检测干井炉恒温槽的钼热电阻温度传感器和用于根据钼热电阻温度传感器的反馈 温度值控制加热器的控制器。
7.根据权利要求3或4所述的温度计自动检定仪，其特征在于所述计算机还包括用 于将计算出的标准温度计和各被检定温度计间的读数的差值整理成列表输出的差值统计 单元。
全文摘要
本发明公开了一种视觉温度计的自动检定方法及温度计自动检定仪，该方法对于某一选定的检定温度包括如下步骤，步骤1，将标准温度计和被检定温度计共同置于一恒温槽中，将恒温槽的温度调整到近似检定温度；步骤2，通过第一和第二摄像机分别获得标准温度计和被检定温度计在所述近似检定温度下的图像，作为标准图像和被检定图像；步骤3，计算机根据标准图像和被检定图像分别计算出标准温度计和被检定温度计的读数，并将二者读数的差值作为被检定温度计在所述近似检定温度处的修正值。本发明的自动检定方法和装置既可完成自动检定，又可减少传递过程中的各种误差，另外，还可以减轻操作工人的劳动强度，提高工作效率和检定的一致性。
文档编号G01K15/00GK101949746SQ20101026646
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月30日 优先权日2010年8月30日
发明者娄方, 江湘津, 王宏鹏, 王立光 申请人:中国人民解放军后勤工程学院;深圳市湘津石仪器有限公司