手持式机械气压表检测采集器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种手持式机械气压表检测采集器，该装置包括摄像头，测距装置，计算机，数据存储模块，控制软件，数据处理软件，其中摄像头、测距装置、数据存储模块分别通过数据线与计算机相连接，计算机具有控制软件和数据处理软件，摄像头、测距装置分别与控制软件通信连接，控制软件与数据处理软件分别与数据存储模块通信连接，摄像头和测距装置位置相对固定。该采集器利用摄像头定期获取压力表图像，从而实现了压力表数据的记录与追溯功能，由于匹配了测距装置作为摄像头取景的依据，使所得图像的环境一致、可用于横向比对和图像识别。由于本发明的工作模式相对独立、无需改进压力表所处装置的整体结构，可适用于不同的工作环境。
【专利说明】
手持式机械气压表检测采集器
技术领域
[0001]本发明涉及电气自动化技术领域，具体涉及一种手持式机械气压表检测采集器。
【背景技术】
[0002]压力表是一种以弹性元件受压变形为原理、用于测量特定环境内介质压强的仪表。它应用极为广泛，尤其在热力管网、油气传输、供水供气等领域属于必备的测量模块。体系内压强对于装置的正常运行具有直接影响，同时还关系到生产安全，例如锅炉中压力过高可能导致爆炸，输油管路中如果压降过大则表明管路输送效率较低。因此，在装置运行过程中压力表起到重要的作用。
[0003]现有技术的压力表普遍仅能够实时的显示体系压力，而对于某段时间内压力的变化情况无法进行记录追踪，因此在体系压力监控层面需要匹配人力定期进行检查、记录，这样一方面增加了人力成本，同时，所得数据在时间上仍处于离散状态。此外，现有技术的压力表普遍难以实现报警监控功能，对于体系内压力过高导致危险的情况仍需要人力监控；尽管现有技术中部分装置的压力检测模块匹配有过压保护或过压报警功能，但这种功能的实现需要在装置整体电路上进行改进，难以实现模块化的转用。
【发明内容】
[0004]本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种手持式机械气压表检测采集器，以解决现有技术的压力表难以记录历史数据的技术问题。
[0005]本发明要解决的另一技术问题是现有技术的压力表无法在出现异常数据时进行报警。
[0006]本发明要解决的再一技术问题是现有技术中，对于装置的压力检测模块而言，若要实现压力数据异常报警功能，需要结合装置具体情况进行针对性设计的技术问题。
[0007]为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案:
[0008]—种手持式机械气压表检测采集器，包括摄像头，测距装置，计算机，数据存储模块，控制软件，数据处理软件，其中摄像头、测距装置、数据存储模块三者分别通过数据线与计算机相连接，计算机具有控制软件和数据处理软件，摄像头、测距装置二者分别与控制软件通信连接，控制软件与数据处理软件分别与数据存储模块通信连接，摄像头和测距装置二者位置相对固定。
[0009]作为优选，还包括第一报警器，第一报警器通过数据线与计算机相连接，所述第一报警器与控制软件之间通信连接。
[0010]作为优选，还包括第二报警器，所述第二报警器通过数据线与计算机相连接，所述第二报警器与数据处理软件通信连接。
[0011]作为优选，所述测距装置是激光测距装置。
[0012]作为优选，所述计算机是单片机。
[0013]作为优选，所述摄像头镜头到被拍摄对象间的距离为0.4?0.6m。
[0014]在以上技术方案中，所述通信连接是指二者之间存在数据传输通道、可以进行数据交换;所述通信连接可以利用现有技术中的常规技术手段实现，例如通过数据线传输或无线通信传输等。所述数据存储模块是能够实现数据记录的任一装置，例如现有技术中的硬盘、SD卡等均属于所述数据存储模块的限定范围。所述报警装置是在特定条件下，以声音、光甚至气压等形式发出提示信号的装置，可依照现有技术实现;所述“第一”、“第二”并不代表其安装次序或重要性，而仅用于将两个报警装置加以区分，因此所述“第一”、“第二”并不构成对报警装置技术特征的限定作用;本发明中第一报警装置的启动条件通过控制软件进行设置，第二报警装置的启动条件通过数据处理软件进行设置。
[0015]在以上技术方案中，所述控制软件一方面用于控制摄像头执行拍摄动作并接收摄像头传输来的图像数据，另一方面用于控制测距装置侦测其到压力表表盘之间的距离并接收该距离信息；上述内容可以依据本领域的公知技术实现，例如现有技术中以计算机为控制终端的摄像头、以计算机为控制终端的测距装置即可实现上述目的。在此基础上，由于摄像头与测距装置二者位置相对固定，上述距离信息可作为调整摄像头焦距的依据；而焦距的调整动作可以是人为操作的也可以是软件自动实现的。通过以上技术方案，使得摄像头所拍摄的图像具有相同的拍摄角度和焦距，为后续的图像比对奠定了基础;而且，由于摄像头的拍摄动作由所述控制软件进行控制，因此可以通过设置固定的拍摄时间间隔实现对压力表图像的定时记录。
[0016]控制软件所接收的图像信息经数据通信传输至数据存储模块存储，而数据处理软件调用图像数据用于处理分析。因此，凡能够调用数据存储模块中图像信息，并加以处理计算(例如图像识;甚至仅将图像数据罗列显示)的软件，均属于所述数据处理软件的限定范围。
[0017]本发明所提供的手持式机械气压表检测采集器实现了压力表图像的存储和追溯功能，而且工作模式相对独立、无需改进压力表所处装置的整体结构，可适用于不同的工作环境。
[0018]在优选技术方案中，与控制软件通信连接的第一报警装置依据控制软件设定的启动条件启动，例如每执行10次拍照动作启动一次报警，可提示工作人员定期巡视。与数据处理软件通信连接的第二报警装置依据数据处理软件设定的启动条件启动，例如当数据处理软件通过图像比对发现像素差异率达到20%以上时启动报警，以提示工作人员到场检查装置异常;又如，当数据处理软件通过图像识别获取图像中压力值时，若压力值超过设定值，则启动报警，从而实现过压保护功能。
【附图说明】
[0019]图1是本发明实施例2的结构示意图；
[0020]图中
[0021]1、摄像头2、测距装置 3、计算机4、数据存储模块
[0022]5、控制软件 6、数据处理软件7、第一报警器 8、第二报警器
【具体实施方式】
[0023]以下将对本发明的【具体实施方式】进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。
[0024]实施例1
[0025]一种手持式机械气压表检测采集器，包括摄像头I，测距装置2，计算机3，数据存储模块4，控制软件5，数据处理软件6，其中摄像头1、测距装置2、数据存储模块4三者分别通过数据线与计算机3相连接，计算机3具有控制软件5和数据处理软件6，摄像头1、测距装置2 二者分别与控制软件5通信连接，控制软件5与数据处理软件6分别与数据存储模块4通信连接，摄像头I和测距装置2 二者位置相对固定。
[0026]该采集器的硬件部分主要包括:摄像头1(选用高清摄像头)，测距装置2(选用激光测距装置)，计算机3(选用单片机)，数据存储模块4(选用SD卡)。
[0027]该采集器的软件部分主要包括:
[0028]控制软件5:其主要负责测距、拍照、存储以及按每日设定巡检时间的报警提示；
[0029]数据处理软件6:其主要功能是负责对存储卡上的数据读取，并对数据进行分析处理，以达到报警功能、指针微动判别动能和分析功能。
[0030]I以上技术方案中关键技术具体实现:
[0031]1.1摄像头变焦与测距
[0032]摄像头具有自动对焦的功能，并且根据距离的远近(主要是激光测距)拍摄相同分辨率和大小的照片。
[0033]1.2摄像头技术指标
[0034]像素:200万(dpi)
[0035]图像传感器:l/3cmos/l/2.8cmos
[0036]水平清晰度:900 (TVL)
[0037]最低照度:0.1(Lux)
[0038]分辨率:1080P
[0039]镜头:5-90(mm)
[0040]信噪比:>48(db)
[0041]背光补偿:开启/关闭
[0042]尺寸:1/2.8(英寸)
[0043]电子快门:1/50—1/1000
[0044]聚焦方式:手动或者自动
[0045]视频输出:1.0Vp-p，75欧
[0046]工作温度:-20Γ-50 cC
[0047]测距
[0048]跟产品功能设计以及图像分析的需要，对于同一种标号的压力表所对应的N张照片相似度误差不超过5%，因此要求摄像头与被照气体压力表之间的距离要标定。以便于摄像头选择标定距离拍照。
[0049I 2激光测距具体参数指标
[0050]采用串口输出型双轴倾角传感器，内置高精度16bit A/D差分转换器，通过卡尔曼滤波算法，最终输出双方向的倾角值。由于内置了 ADI公司的高精度数字温感器，所以输出角度在工作温度范围内都得到了再次修正，保证产品在低温与高置环境下的高重复性。产品属于真正工业级产品，性能可靠稳定，扩展性好，多种输出可供选择。适合应用于各种恶劣工业控制环境。
[0051 ]1、技术指标
[0052]双轴倾角测量
[0053]宽电压输入9?36V
[0054]宽温-40?+85 Γ
[0055]高抗振>20000g
[0056]输出TTL/RS232/RS485/CAN
[0057]IP67防护等级
[0058]高分辨率0.01°
[0059]IP67高防护等级
[0060]小体积91X 40 X 26mm[0061 ]2、产品电气参数
[0062]供电电压:9_12V
[0063]工作电流:30mA
[0064]工作温度:-40-+85Γ
[0065]测量范围:±15
[0066]测量轴:X-Y
[0067]零点温度漂移:± 0.008°/°C
[0068]灵敏度误差:±0.5%
[0069]频率响应:DCresponse20Hz
[0070]分辨率带宽:5Ηζ0.01
[0071]精度室温:0.05
[0072]冲击:2000(^，0.51118，3次/轴
[0073]图像存储与显示技术
[0074]3数据存储模块技术指标
[0075]我们目前选择16G的SD卡，显示采用标准TFT格式800*600液晶屏。具体实现功能如下:
[0076]通道视频输入且可控制LED灯
[0077]自带2.5”/3.5”(选其一)TFT液晶显示屏
[0078]支持画面冻结功能，并冻结时能拍照
[0079]支持两倍变焦状态下进行拍照
[0080]JPG-640x480[0081 ]支持 16GSDHC 卡
[0082]预览模式一图像可查看[0083I自动检测电量并提示
[0084]十分钟内无操作，自动关闭TFT进入省电模式
[0085]准确显示日期时间并可粘贴
[0086]主控制系统
[0087]主控制系统采用意法半导体公司ARM系列单片机STM32F407VET6，其内核功能介绍如下:
[0088]内核:Cortex-M432-bitRISC;
[0089]特性:单周期DSP指令；
[0090]工作频率:168MHz，210DMIPS/1.25DMIPS/MHz；
[0091]工作电压:1.8V-3.6V;
[0092]封装:LQFP100;
[0093]存储资源:192+4kBSRAM;
[0094]接口资源:
[0095]3xSPI，3xUSART，2xUART，2xI2S，3xI2C；
[0096]1xFSMC，1xSD10，2xCAN;
[0097]lxUSB2.0FS/HSdevice/host/OTG 片内硬件控制器；
[0098]Ixl0/1OOEthernetMAC;
[0099]Ix8toI2-bitparalIelcamerainterface；
[0100]模数转换:3xAD(12位，lus，分时24道)，2xDA(12位)；
[0101]调试下载:支持JTAG/SWD接口的调试下载，支持IAP。
[0102]这些特点可以方便实现控制功能，并且可以对数字图像信息进行初步的处理和信息的存储。内部通信机制可以通过高速RAM实现与摄像头、测距仪、sd卡之间的相互通讯功會K。
[0103]实施例2
[0104]—种手持式机械气压表检测采集器，包括摄像头I，测距装置2，计算机3，数据存储模块4，控制软件5，数据处理软件6，其中摄像头1、测距装置2、数据存储模块4三者分别通过数据线与计算机3相连接，计算机3具有控制软件5和数据处理软件6，摄像头1、测距装置2 二者分别与控制软件5通信连接，控制软件5与数据处理软件6分别与数据存储模块4通信连接，摄像头I和测距装置2 二者位置相对固定。
[0105]在以上技术方案的基础上，满足以下条件:
[0106]还包括第一报警器7，第一报警器7通过数据线与计算机3相连接，所述第一报警器7与控制软件5之间通信连接。
[0107]还包括第二报警器8，所述第二报警器8通过数据线与计算机3相连接，所述第二报警器8与数据处理软件6通信连接。
[0108]所述测距装置2是激光测距装置。
[0109]所述计算机3是单片机。
[0110]所述摄像头I镜头到被拍摄对象间的距离为0.4m。
[0111]实施例3
[0112]—种手持式机械气压表检测采集器，包括摄像头I，测距装置2，计算机3，数据存储模块4，控制软件5，数据处理软件6，其中摄像头1、测距装置2、数据存储模块4三者分别通过数据线与计算机3相连接，计算机3具有控制软件5和数据处理软件6，摄像头1、测距装置2 二者分别与控制软件5通信连接，控制软件5与数据处理软件6分别与数据存储模块4通信连接，摄像头I和测距装置2 二者位置相对固定。
[0113]在以上技术方案的基础上，满足以下条件:
[0114]还包括第二报警器8，所述第二报警器8通过数据线与计算机3相连接，所述第二报警器8与数据处理软件6通信连接。
[0115]所述摄像头I镜头到被拍摄对象间的距离为0.6m。
[0116]实施例4
[0117]—种手持式机械气压表检测采集器，包括摄像头I，测距装置2，计算机3，数据存储模块4，控制软件5，数据处理软件6，其中摄像头1、测距装置2、数据存储模块4三者分别通过数据线与计算机3相连接，计算机3具有控制软件5和数据处理软件6，摄像头1、测距装置2 二者分别与控制软件5通信连接，控制软件5与数据处理软件6分别与数据存储模块4通信连接，摄像头I和测距装置2 二者位置相对固定。
[0118]以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种手持式机械气压表检测采集器，其特征在于包括摄像头(I)，测距装置(2)，计算机(3)，数据存储模块(4)，控制软件(5)，数据处理软件(6)，其中摄像头(1)、测距装置(2)、数据存储模块(4)三者分别通过数据线与计算机(3)相连接，计算机(3)具有控制软件(5)和数据处理软件(6)，摄像头(I)、测距装置(2)二者分别与控制软件(5)通信连接，控制软件(5)与数据处理软件(6)分别与数据存储模块(4)通信连接，摄像头(I)和测距装置(2) 二者位置相对固定。2.根据权利要求1所述的一种手持式机械气压表检测采集器，其特征在于还包括第一报警器(7)，第一报警器(7)通过数据线与计算机(3)相连接，所述第一报警器(7)与控制软件(5)之间通信连接。3.根据权利要求1所述的一种手持式机械气压表检测采集器，其特征在于还包括第二报警器(8)，所述第二报警器(8)通过数据线与计算机(3)相连接，所述第二报警器(8)与数据处理软件(6)通信连接。4.根据权利要求1所述的一种手持式机械气压表检测采集器，其特征在于所述测距装置(2)是激光测距装置。5.根据权利要求1所述的一种手持式机械气压表检测采集器，其特征在于所述计算机(3)是单片机。6.根据权利要求1所述的一种手持式机械气压表检测采集器，其特征在于所述摄像头(I)镜头到被拍摄对象间的距离为0.4?0.6m。
【文档编号】G01L27/02GK105823597SQ201610323784
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】任崇广, 孙亮, 周文荣, 宋晗
【申请人】山东理工大学