专利名称：光学成像式液面测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量技术，具体涉及一种利用光学成像原理和一维图像处理技术，精确测量透明容器中液体液面高度的装置。
本实用新型上述技术问题这样解决，构造一种光学成像式液面测量装置，包括沿容器高度方向设置的发光元件、设在容器内液体表面的浮标，还包括作为液面高度传感器的线列CCD成像器件以及设在所述线列CCD成像器件与容器之间的光学成像镜头，还包括接收来自所述线列CCD成像器件传感信号的CDD前置电路单元以及接收来自所述CDD前置电路单元输出的一维视频信号并对其进行处理得出液面高度信息的视频信号处理单元。
实施本实用新型提供的光学成像式液面测量装置，具有检测精度高，可实现非接触式检测，安全，便捷。这种装置可广泛用于由液体连通管或液体槽构成的精密水准仪、倾角仪以及沉降测量装置中。
在图2和图3示出的本实用新型光学成像式液面测量装置的平面和侧向结构示意图中，
图1中的发光元件9此处采用焊在PCB板91上的表面装贴式红色发光二极管92，发光二极管92上方设有反光板13，图1中的浮标10是一块矩形泡沫塑料101下面衬一块一端折弯的小金属片102；图1中的CCD元件4此处为焊接于CCD安装板41上的普通2048元线列CCD42；而CCD安装板41直立装于CCD前置电路板43上，而CCD前置电路板43安放在主电路板11上，图1中的透明容器1可以是液体连通管12。
图4是本实用新型提供的光学成像式液面测量装置中CDD前置电路的逻辑框图；CCD前置电路5包括时钟信号发生器、差分视频信号放大器和信号整形电路，其中，时钟发生器51产生CCD所需的时序信号，差分放大器52对CCD输出的信号进行放大，信号整形电路53将视频信号整理成二值化数字信号。
图5是本实用新型提供的光学成像式液面测量装置中主信号处理电路的逻辑框图。主信号处理电路7包括脉冲计数器71，CPU72以及通讯接口电路73，其中脉冲计数器71自动数出每个扫描周期中出现浮标信号之前的时钟脉冲个数，CPU72通过软件计算将脉冲个数转换成位置尺寸，最后通过外部通讯接口73将结果送出。
权利要求1.一种光学成像式液面测量装置，其特征在于，包括沿容器高度方向设置的发光元件(9)、设在容器(1)内液体(2)表面的浮标(10)，还包括作为液面高度传感器的线列CCD成像器件(4)以及设在所述线列CCD成像器件(4)与容器(1)之间的光学成像镜头(3)，还包括接收来自所述线列CCD成像器件(4)传感信号的CDD前置电路单元(5)以及接收来自所述CDD前置电路单元(5)输出的一维视频信号并对其进行处理得出液面高度信息的视频信号处理单元(7)。
2.根据权利要求1所述光学成像式液面测量装置，其特征在于，所述视频信号处理单元(7)包括接收时钟脉冲、同步脉冲和视频信号的脉冲计数器(71)、与脉冲计数器连接的CPU单元(72)以及与CPU单元(72)连接的通讯单元(73)。
3.根据权利要求1所述光学成像式液面测量装置，其特征在于，所述CDD前置电路单元(5)包括提供时钟和同步脉冲并与CDD成像器件(4)连接的时钟发生器(51)、与CDD成像器件(4)输出端口连接的差分放大单元(52)以及与差分放大单元(52)连接提供视频信号输出的信号整形单元(53)。
4.根据权利要求1所述光学成像式液面测量装置，其特征在于，所述发光元件(9)采用表面贴装式的红色发光二极管，所述发光二极管焊接在印刷电路板上。
5.根据权利要求1所述光学成像式液面测量装置，其特征在于，所述浮标(10)包括一块矩形泡沫塑料(101)，以及衬在该泡沫塑料块(101)底部的一块一端折弯的小金属片(102)。
6.根据权利要求1所述光学成像式液面测量装置，其特征在于，所述CCD成像器件(4)是安装在CDD安装板上的普通2048元线列CCD器件，所述CDD安装板直立装于CDD前置电路板上。
7.根据权利要求1所述光学成像式液面测量装置，其特征在于，还包括可将发光元件产生的光发射到浮标方向的反光板(13)。
专利摘要一种精确测量容器内液体液面高度的光学成像式液面测量装置，包括沿容器高度方向设置的发光元件、设在容器内液体表面的浮标，还包括作为液面高度传感器的线列CCD成像器件以及设在所述线列CCD成像器件与容器之间的光学成像镜头，还包括接收来自所述线列CCD成像器件传感信号的CDD前置电路单元以及接收来自所述CDD前置电路单元输出的一维视频信号并对其进行处理得出液面高度信息的视频信号处理单元。这种光学成像式液面测量装置，检测精度高，可实现非接触式检测，安全，便捷，可广泛用于由液体连通管或液体槽构成的精密水准仪、倾角仪以及沉降测量装置中。
文档编号G01F23/284GK2588336SQ0225044
公开日2003年11月26日 申请日期2002年12月17日 优先权日2002年12月17日
发明者徐冲, 庄焰, 黄中伟 申请人:深圳市纽吉特电子技术有限公司