专利名称：一种玻璃温度计自动检测装置及检测方法
技术领域：
本发明涉及一种自动检测装置及检测方法，尤其涉及一种玻璃温度计自动 检测装置及4企测方法，可广泛应用于工业计量、测试领域的玻璃温度计、指针 式仪表的自动检测。
背景技术：
玻璃温度计的准确度通常取有代表性的4个点进行检测，即对其下限、上 限、中间再均匀取两个点进行检测，从而判断其整体性能，其它大部分的指针 式仪表通常也是用这种方法。目前玻璃温度计的检测存在如下问题1、恒温槽 的升温、温场的稳定需要较长的时间，需要工作人员花费大量的时间不停地实 时观察温场的稳定性，检测过程耗时、耗力、效率低；2、我国的玻璃温度计使 用数量大，计量部门和仪表行业的检测工作量相当大；3、玻璃温度计价糾氐， 检测费用也低，低效率的检测增加了经济成本；4、玻璃温度计刻度小，不易读 数，容易出现差错，对检测人员的视力要求比较高；5、污染大，油槽里的介质 油在高温时挥发致癌物对检测人员容易造成职业伤害。目前国内外多家计量机 构都在进行对玻璃温度计自动釆集检测技术的研究，但由于玻璃温度计不同于 电参数，其信号的采集，处理都有难度，尤其是图像识别，智能判断，自动卡 位，自动对焦等方面。国内较早做这项工作的是中国计量院，他们使用摄像头 和显示器，然后通过人工看显示器来记录读数，其它的还都需要人工来操作， 工作效率比较低。
发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种玻璃温度计自 动检测装置及检测方法，结构筒单、方法方便，具备多支温度计同时自动检测 的能力，提高了工作效率，降低了检测成本，有利于检测人员的身体健康。
本发明的技术解决方案是 一种玻璃温度计自动检测装置包括摄像机、数据采集与控制设备、步进电机和托架组成，摄像机正对位于恒温槽上方托架中 的玻璃温度计进行拍摄，输出图像信号至图像采集与控制设备，图像采集与控 制设备对图像信号进行图像处理和数据分析后输出控制信号控制步进电机的动 作并控制恒温槽的升温，步进电机带动托架水平旋转或升P务从而带动玻璃温度 计水平旋转或升降。
所述的摄像机为近距离可调焦CCD摄像机。 所述的步进电机为混合式五相步进电机。 一种玻璃温度计自动检测方法包括以下步骤 (1 )设置被检测玻璃温度计的数量和被检测温度点；
(2) 将恒温槽升温至其中一个被检测温度点并稳定到规定的时间，由摄像 机对托架中的第一支玻璃温度计进行拍摄并输出图像信号，数据采集与控制设 备对图像信号进行图像处理和数据分析完成第 一支玻璃温度计的检测，数据采 集与控制设备输出一个指令控制步进电机带动托架上的第二支温度计旋转到设 定好的角度后停住，对第二支玻璃温度计进行拍摄，重复上述过程直至所有的 玻璃温度计检测完成；
(3) 上一个禎j企测温度点检测完成后，数据采集与控制设备控制恒温槽升 温至下一个被测温度点并稳定到规定的时间，同时由步进电机控制托架带动玻 璃温度计下降至下一个被测温度点，开始对玻璃温度计进行下一个被测温度点 的检测，检测方法和顺序与步骤(2)相同；
(4) 重复步骤(3)直至所有被测温度点检测完成。 本发明与现有技术相比具有以下优点
(1 )本发明采用步进电机控制托架的水平旋转和升降，可进行批量自动检 测，结构筒单实用。
(2)本发明采用具有近距离可调焦功能的摄^^L，使检测人员在观察室就 可以调节焦距，提高了检测的准确度和可靠性，同时避免了现场有害挥发物对 身体的损害。(3)本发明采用图像采集与处理设备对玻璃温度计示值进行判断，根据判 断结果控制步进电机及恒温槽的动作，减少了操作人员的数量，降低了检测成 本，提高了工作效率。
图1为本发明的结构示意图2为本发明一种实施例的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地描述 如图1所示，本发明由CCD摄像机1、图像采集与处理设备2、步进电机 3、托架4组成，托架4上放置1-10支玻璃温度计6，托架4安装在恒温槽5 的上方由步进电机2来控制。工作时，CCD掘/f象机1正对恒温槽5上方托架4 中的玻璃温度计6进行拍摄，CCD摄像机1输出图像信号通过RS232数据传 输线将采集到的图像信号传送至图像采集与控制设备2,由图像采集与控制设 备2对图像信号进行图像处理和数据分析，图像采集与控制设备2根据图像处 理和分析结果输出控制信号至步进电机3，步进电机3根据控制信号带动托架 4水平旋转或升降从而带动玻璃温度计的旋转或升降，同时图像采集与控制设 备2输出控制信号对恒温槽5进行温度控制，其中步进电机3采用混合式五相 步进电机。
如图2所示，检测8支玻璃温度计，量程范围为50-200°C，首先在图像釆 集与处理设备的采集软件中设置好温度计的数量为8支，检测温度点为4个， 分别为50。C、 10CTC、 150。C和200。C; 8支温度计依次插放在托架4中，每支 温度计的读数刻线必须向外以便CCD摄像机1读数，按照《JJG130-2004工 作用玻璃温度计检定规程》，每支温度计露出液柱不得大于15 mm。调好摄像 机1与第 一支温度计的焦距，采集软件开始工作，先给恒温槽5发送加温至50°C 的指令，恒温槽5升温至50。C，升温过程中，恒温槽5内的标准柏电阻温度计 实时向计算机发送恒温槽5的温度信号，等加热至50。C,采集软件判断温场稳定(每分钟温度波动《0.05。C,此值可根据检测要求在软件里设定)后，开始记 录第一支温度计的数据，第一支温度计的第一个被检测点检测完成后，采集软 件向步进电机发出命令，控制托架4带动温度计逆时针水平旋转，如第二支温 度计位移至卡位线21需10秒(水平位移速度和时间可以在软件里设定)，15 秒时(采集时间可软件设定)控制软件自动记录图像数据，其余六支温度计的 采集过程相同，依此类推。
第 一个温度设定点检测完毕后，图像采集与处理设备的采集软件向恒温槽 5发出升温至10CTC的命令，同时向步进电机发出下降命令，步进电机带动托 架4上的温度计下降至事先设定好的第二个温度点。由于每次检测的温度计的 长度不同，检测点不也同，需要下降的行程也就不同；需要检测人员在检测前 把行程参数在采集软件里设置好，当温度计下降到预定的行程，并且温场稳定 后，采集软件开始采集并记录第一支温度计的第二个被测温度点，以后的检测 方法同第一个温度点相同，依次类推。
托架上的温度计插孔按均匀的角度分布，可根据需要设计不同的托架如 4、 8、 16个孔，如果8孔插8支温度计，软件控制步进电机每一次按45。水 平旋转即可，如果8孔插6支温度计，温度计必须在前6个插孔依次排好，步 进电机每一次按45。水平旋转，第6支检测完后，软件根据事先设定的温度计 数量做出判断，控制步进电机带动第一个孔直接旋转至卡位线。
本发明所述的玻璃温度计自动检测装置可用于计量测试领域中无电量参数 输出的玻璃温度计、指针式仪表等仪器仪表进行自动采集、测试的要求，本领 域技术人员可以根据不同的设计要求和设计参数在不偏离权利要求所界定的结 构的情况下进行各种增补、改进和更换，因此，本发明是广泛的。
权利要求
1、一种玻璃温度计自动检测装置，其特征在于包括摄像机(1)、数据采集与控制设备(2)、步进电机(3)和托架(4)组成，摄像机(1)正对位于恒温槽(5)上方托架(4)中的多支玻璃温度计(6)进行拍摄，输出图像信号至图像采集与控制设备(2)，图像采集与控制设备(2)对图像信号进行图像处理和数据分析后输出控制信号控制步进电机(3)的动作并控制恒温槽(5)的升温，步进电机(3)带动托架(4)水平旋转或升降从而带动玻璃温度计(6)水平旋转或升降。
2、 根据权利要求1所述的一种玻璃温度计自动检测装置，其特征在于 所述的摄像机(1 )为近距离可调焦CCD^聂像机。
3、 根据权利要求1所述的一种玻璃温度计自动检测装置，其特征在于 所述的步进电机为混合式五相步进电机。
4、 一种玻璃温度计自动检测方法，其特征在于包括以下步骤 (1 )设置被检测玻璃温度计的数量和被检测温度点；(2) 将恒温槽升温至其中一个被检测温度点并稳定到规定的时间，由摄像 机对托架中的第一支玻璃温度计进行拍摄并输出图像信号，数据采集与控制设 备对图像信号进行图像处理和数据分析完成第一支玻璃温度计的检测，数据采 集与控制设备输出一个指令控制步进电机带动托架上的第二支温度计旋转到设 定好的角度后停住，对第二支玻璃温度计进行拍摄，重复上述过程直至所有的 玻璃温度计检测完成；(3) 上一个被检测温度点检测完成后，数据采集与控制设备控制恒温槽升 温至下一个被测温度点并稳定到规定的时间，同时由步进电机控制托架带动玻 璃温度计下降至下一个被测温度点，开始对玻璃温度计进行下一个被测温度点 的4全测，；险测方法和顺序与步骤(2)相同；(4) 重复步骤(3)直至所有被测温度点检测完成。
全文摘要
一种玻璃温度计自动检测装置由摄像机、数据采集与控制设备、步进电机和托架组成，摄像机正对托架上的玻璃温度计进行拍摄，输出图像信号至图像采集与控制设备，图像采集与控制设备对图像信号进行图像处理和数据分析后输出控制信号控制步进电机的动作并控制恒温槽的升温，步进电机带动托架水平旋转和升降完成玻璃温度计的自动检测。本发明采用步进电机控制托架的水平旋转和升降，可批量自动检测，结构简单实用；采用具有近距离可调焦功能的摄像机，提高了检测的准确度和可靠性，同时避免了现场有害挥发物对身体的损害；采用图像采集与处理设备对玻璃温度计示值进行判断，根据判断结果控制步进电机及恒温槽的动作，降低了检测成本，提高了工作效率。
文档编号G01K15/00GK101183031SQ20071017850
公开日2008年5月21日 申请日期2007年11月30日 优先权日2007年11月30日
发明者杨 纪, 蔡捷伟 申请人:中国航天空气动力技术研究院