专利名称：一种玻璃液体温度计自动视觉检定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子技术与图像处理应用技术领域，涉及一种玻璃液体温度计自
动视觉检定装置。
背景技术：
玻璃液体温度计是最重要最常见的一种温度计，它具有造价低、读数直观、操作简 单、热响应时间短、热容量小、测量准确度高等优点，因而被广泛应用于工业生产和科研活 动中。各种类型的玻璃液体温度计在工业生产中和日常生活中应用非常广泛，生产的数量 也非常大。在一些精度要求比较高的场合，使用温度计之前需要对温度计的精度进行标定， 即对比待检测的温度计和标准温度计，通过检测各支温度计的读数对比来判断温度计的质 量。目前采用的检定方法是比较法，即将被检的温度计和标准器插在恒温槽内，由恒温槽提 供一个稳定而均匀的温度场，待达到热平衡后，依次读取被检温度计(一般为4至8支)和 标准器的温度示值。 传统的检测方法是通过人工对恒温槽中的温度计进行读数，并记录其读数，最后
形成报表和鉴定证书。人工检测存在很大的弊端，如劳动强度大并且存在严重的估读误差 等。 玻璃液体温度表的检定一般有定点法和比较法。前者主要用于基准或标准实验 室，而后者则用于一般计量实验室和工业企业计量室。比较法检定均靠人工操作，人眼读 数，数据处理由操作人员完成，因而读数工作量大，工作效率低，加之批量检定，操作人员容 易因疲劳而出现漏洞。这种靠人工读取数据、处理数据的检定方法存在以下几个问题 a.玻璃液体温度计的示值是由检定员通过读数望远镜观察感温液柱在温度计两 刻线之间的高度来估读的，即需要人为地将两刻线进行十等分，故估读误差在最小分度值 的十分之一至十分之二之间，这是被检温度计示值修正值不确定度的主要来源之一。 b.等候温度平衡、稳定的过程需要检定员一直在恒温槽边守候观测，时间长；为 了克服温度波动以及估读可能带来的误差，要从左至右、从右至左往返进行5个循环的读 数，之后分别取其平均值作为各温度计的示值，读数时十分的费眼力。 c.数据处理需将标准器的各项修正值带入，进行计算方可取得各被检温度计在检 定点的示值修正值，数据量大，计算麻烦。
d.由于要往返读数，时间拉长，恒温槽温度波动将对检定结果造成影响；为了加 快读数，通常由一名检定员来回移动望远镜读数、报数，一名检定员在一旁记录，操作麻烦。 e.人工进行数据处理，录入证书，数据量和工作量都大，易出错。 针对玻璃液体温度计的检定至今没有成型的自动检定系统出现。
实用新型内容本实用新型的所要解决的技术问题是针对现有玻璃液体温度计检定中存在的人
工检测效率低、速度慢、精度低、误检率偏高、检定人员容易疲劳等问题，提出一种玻璃液体温度计自动视觉检定装置。 为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为 —种玻璃液体温度计自动视觉检定装置，其特征在于，包括恒温槽、用于固定玻璃 体温度计的夹板、背光板、用于获取被测玻璃体温度计图像的摄像机、用于固定摄像机的支 架以及用于图像处理的计算机；所述的夹板设置在恒温槽中；背光板设置在夹板的一侧； 摄像机、插装在夹板上的被测的玻璃体温度计和背光板处于同一水平位置，所述的摄像机 与计算机连接。 所述的支架上还设有光源。光源直接照射在被测玻璃体温度计和背光板上。 —种基于机器视觉的自动检定方法和装置，它主要由恒温槽、摄像机、镜头、光源、 支架和计算机组成。 所述恒温槽主要是给玻璃液体温度计检定的时候提供一个基本恒定的温度环境，
玻璃液体温度计插在恒温槽上的夹板上，所述摄像机和镜头链接成一体安装在恒温槽前的
支架上，所述光源在玻璃液体温度计的斜上方照射，所述计算机获取摄像机拍摄的图像并
进行实时处理、显示和存储。 本实用新型工作过程如下 (1)启动检定装置。 (2)把标准玻璃液体温度计和被检温度计插入恒温槽的夹板上，设置第一个检定 点，并在恒温槽上调整预设温度值。
(3)在检定界面上调整需要设置或修改的参数，启动摄像机拍照。
(4)摄像机每隔tl时间获取玻璃液体温度计序列图像，并对每帧图像进行数字图
像处理，得出标准温度计的示数，若在t2的时间内温度计示数变化超过n度，则认为当前恒
温槽温度没有稳定，需继续获取序列图像判断；若在时间t2内，温度计示数的变化范围在n
度以内，则认为当前恒温槽温度已稳定并可启动整体读数。 (5)摄像机每间隔时间t3拍摄一帧图像，一共拍摄m帧图像，得出每一帧图像上每 一支被检温度计的示数，求取平均值，得出每一支温度计的准确读数。
(6)根据标准温度计的平均值和修正值，以及得到的每支被检玻璃液体温度计的 平均值计算出被检玻璃液体温度计的修正值，并判断是否在允许范围内。
(7)存储检定数据和图像，并生成检定证书。 实用新型的有益效果 实用新型与现有检测方法和检测设备相比，具有以下优点和突出进步性 针对玻璃液体温度计的特性，发明了一种基于机器视觉的玻璃液体温度计自动检
定方法与装置，其结构简单，实用性好。 代替人工。现有玻璃液体温度计自动检定系统均采用人工读数望远镜进行读数， 并需要统计和计算大量的数据，而自动检定装置可以使人工从繁重的劳动中解脱出来，解 放了人力资源，提高了效率。 检测速度快。现有由于人工检测采用读数望远镜方式读数，因此每换一支温度计 或者换一个检定点，都需要对望远镜进行调整，因此速度慢，自动检测设备一次拍摄所有温 度计图像，并进行计算机处理，因此速度快。 精度高。本实用新型采用高分辨率摄像机获取温度计图像，分辨率达到最小分度值的1/10以内，其检测精度远远高于人工检测。 成本低。本实用新型只需要一台摄像机、一台电脑和一个前置光源，实现了检定读 数、记录、数据存储、证书生成等一系列功能，成本低。
图1为本实用新型的结构示意图(侧视)； 图2为本实用新型的结构示意图(俯视)； 图3工作流程图。 图中标号说明 l背光板 2搅拌电机 3恒温槽 4夹板 5标准玻璃液体温度计 6被检玻璃液体温度计 7支架 8打印机 9计算机 IO摄像机 11光源
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
实施例1 : 本实用新型主要包括恒温槽、夹板、摄像机、光源、计算机、背光板等部分。本使用 新型主要根据机器视觉原理，设计了玻璃液体温度计的图像采集装置，并根据检定规程把 采集到的图像进行数字图像处理，最后根据判断检定结果并生成证书。 各部分的作用与功能如下 如图1所示，恒温槽3上装有搅拌电机2，使恒温槽3在升温的时候搅拌恒温槽里 的液体，使温度均匀性更好，恒温槽3上面安装有夹板4，夹板4主要起固定温度计的功能， 夹板4上插有标准玻璃液体温度计5和被检玻璃液体温度计6，白色的背光板1安装在夹 板4后面，摄像机10和光源11安装在支架7上，摄像机10获取的图像传入计算机9进行 处理，最终证书交给打印机8打印。 图2为俯视图，背光板1、夹板4、摄像机IO和光源11在一条水平线上，温度计均 匀的插在夹板4上， 一般来说，标准玻璃液体温度计5插在夹板4的中间，被检玻璃液体温 度计插6在夹板4的其他位置，所有温度计呈一条直线排列并与摄像机10拍照方向垂直。 图3为工作流程图。即从启动系统到最后生成证书的全过程。 本实用新型的具体检定过程如下 本使用新型采用一套摄像系统获取多支温度计图像，利用数字图像处理技术识别 当前温度的读数，并使之与标准器进行比，判断当前被检温度计是否符合要求，最后生成检 定证书。本实用新型的工作步骤如下 步骤1 :给恒温槽供电，根据第一个检定点设置恒温槽的温度，把标准温度计和被 检温度计插入恒温槽的夹板中。 步骤2 :启动计算机和摄像机，给光源通电，调整摄像机的焦距和光圈，使其获取 清洗的温度计图像，在检测界面上设置检定参数。
步骤3 :摄像机每隔tl时间(如tl = 1秒)获取玻璃液体温度计序列图像，并对每帧图像进行数字图像处理，得出标准温度计的示数，若在t2时间(如t2 = 60秒)内温度计示数变化超过n度(如n = 0. 1度)，则认为当前恒温槽温度没有稳定，需继续获取序列图像判断；若在时间t2内，温度计示数的变化范围在n度以内，则认为当前恒温槽温度已稳定并可启动整体读数。 步骤4 :摄像机每间隔时间t3 (如t3 = 3秒)拍摄一帧图像， 一共拍摄m(如m =4)帧图像，得出每一帧图像上每一支被检温度计的示数，求取平均值，得出每一支温度计的准确读数。并根据标准温度计的平均值和修正值，以及得到的每支被检玻璃液体温度计的平均值计算出被检玻璃液体温度计的修正值。 步骤5 :重新在恒温槽上设定下一个检定点的温度，并把温度计插入指定深度，并重复步骤3和步骤4。 步骤6 :重复步骤5，直到完成所有检定点。得出每一支被检温度计在每一个检定点的修正值，判断该温度计的误差是否在允许范围内，并生成检定证书。
权利要求一种玻璃液体温度计自动视觉检定装置，其特征在于，包括恒温槽、用于固定玻璃体温度计的夹板、背光板、用于获取被测玻璃体温度计图像的摄像机、用于固定摄像机的支架以及用于图像处理的计算机；所述的夹板设置在恒温槽中；背光板设置在夹板的一侧；摄像机、插装在夹板上的被测的玻璃体温度计和背光板处于同一水平位置，所述的摄像机与计算机连接。
2. 根据权利要求1所述的玻璃液体温度计自动视觉检定装置，其特征在于，所述的支架上还设有光源。
专利摘要本实用新型提供了一种玻璃液体温度计自动视觉检定装置，其特征在于，包括恒温槽、用于固定玻璃体温度计的夹板、背光板、用于获取被测玻璃体温度计图像的摄像机、用于固定摄像机的支架以及用于图像处理的计算机；所述的夹板设置在恒温槽中；背光板设置在夹板的一侧；摄像机、插装在夹板上的被测的玻璃体温度计和背光板处于同一水平位置，所述的摄像机与计算机连接。本装置结构简单、检测速度快、精度高，能代替人工劳动，自动化程度高。
文档编号G01K15/00GK201548351SQ20092031402
公开日2010年8月11日 申请日期2009年11月4日 优先权日2009年11月4日
发明者陈恪 申请人:湖南省计量检测研究院