基于CCD的微小流量测试装置的制作方法

本发明涉及基于ccd的测试系统，可用于微小流量的测量。

背景技术：

ccd(change-coupleddevice)检测是指采用电荷藕合器件进行摄像实现的视觉检测方法，将ccd技术、图像处理技术与传统测量方法相结合，可以捕捉到更多的被测对象的光学信息，实现快速、准确、高精度的无接触测量，显著提高测量技术水平和智能化水平，基于ccd图像传感器的非接触测量技术已成为工业测控领域研究的热点。

所谓微小流量测量，即对流量较小流体的测量。传统的测量方法一般需要将测量器件与被测液体接触，这种方法，测量误差大，结构复杂，对测量器件的体积有严格的要求。同时对具有较强腐蚀性液体的流量测量会大大减短测量器件的寿命。而基于ccd流量测试系统无需与被测液接触便能准确测得流量信息，能够对流量较小的流体进行测量，同时具有较高的响应速度和测量精度。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是要提供一种无需接触被测液体的微小流量测试系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种ccd微小流量测量系统：

一种基于ccd的微小流量测试系统，其包括平行光源（1）、ccd传感器（2）、电磁阀（3）、电磁阀（4）、电磁阀（5）、t型管（6）、t型管（7）、直管（8）、直管（9）、集液盒（10）、微控制器（11）和上位机（12）；

平行光源（1）可以发射强度均匀的平行光束；所述ccd传感器（2）为线阵ccd传感器；

平行光源（1）与所述ccd传感器（2），分别位于t型管（7）的长臂两侧，且三者相互平行；

电磁阀（3）、电磁阀（4）、电磁阀（5）均为两通电磁阀，两端分别为a端和b端;

t型管（7）的横臂两端分别与电磁阀（3）的a端和电磁阀（4）的a端相连接；t型管（6）的横臂两端分别与电磁阀（3）的b端和电磁阀（5）的b端相连接;t型管（6）的长臂与来流连接，被测液体通过t型管（6）的长臂端进入测试系统；直管（9）的一端与电磁阀（5）的a端相连接，直管（8）与电磁阀（4）的b端相连接，直管（8）与直管（9）远离电磁阀的一端分别与集液盒连接。

微控制器（11）分别与于所述电磁阀（3）、电磁阀（4）、电磁阀（5）和ccd传感器（2）连接，用于控制电磁阀的开闭及驱动ccd传感器（2）；上位机（12）与微控制器（11）连接，用于显示和记录液位信息。

本发明与现有技术相比，具有显著优点：

可准确测量来流的流量，并实时显示、记录来流的流量数据，具有较高的测量精度，测量精度为1-10ml/h，误差为读数的1％。

该测量方式属于一种非接触测量方法，无需与被测液体接触，避免被测液对测量器件的腐蚀，同时不受微小流量容器体积的限制，结构较为简单可靠。

附图说明

图1是本发明微小流量测试系统部分结构示意简图。

图2是本发明微小流量测试系统工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，一种基于ccd的微小流量测试系统，其包括平行光源（1）、ccd传感器（2）、电磁阀（3）、电磁阀（4）、电磁阀（5）、t型管（6）、t型管（7）、直管（8）、直管（9）、集液盒（10）、微控制器（11）和上位机（12）；

平行光源（1）可以发射强度均匀的平行光束；所述ccd传感器（2）为线阵ccd传感器；

平行光源（1）与所述ccd传感器（2），分别位于t型管（7）的长臂两侧，且三者相互平行；

电磁阀（3）、电磁阀（4）、电磁阀（5）均为两通电磁阀，两端分别为a端和b端;

t型管（7）的横臂两端分别与电磁阀（3）的a端和电磁阀（4）的a端相连接；t型管（6）的横臂两端分别与电磁阀（3）的b端和电磁阀（5）的b端相连接;t型管（6）的长臂与来流连接，被测液体通过t型管（6）的长臂端进入测试系统；直管（9）的一端与电磁阀（5）的a端相连接，直管（8）与电磁阀（4）的b端相连接，直管（8）与直管（9）远离电磁阀的一端分别与集液盒连接。

微控制器（11）分别与于所述电磁阀（3）、电磁阀（4）、电磁阀（5）和ccd传感器（2）连接，用于控制电磁阀的开闭及驱动ccd传感器（2）；上位机（12）与微控制器（11）连接，用于显示和记录液位信息。

结合图1和图2，本发明ccd的微小流量测试系统的工作详述如下：

步骤1，在微控制器（11）的控制下，电磁阀（3）开启，电磁阀（4）和电磁阀（5）闭合，被测来流通过t型管（6）和电磁阀（3）流入t型管（7），随着t型管（7）内液体的增加，t型管（7）大臂内的液体高度逐渐增加，当液体垂直位置高于ccd传感器（10）的下沿时，通过被测液体的平行光强度明显低于无被测液的光强，对应ccd传感器（10）上的感光器件的电压值明显不同，微处理器（11）通过对比感光器件上的电压值即可解算出液体的位置信息，即可得到被测液体的流量。原理如下：

已知t型管（7）大臂的直径为d,则单位时间t测得t型管（7）大臂内液体高度变化为h，被测液体流量为q，则

步骤2，当微控制器（11）检测到t型管（7）大臂内的液体高度大于ccd传感器（10）的上沿时，微控制器（11）关闭电磁阀（3），开启电磁阀（4）和电磁阀（5），t型管（7）内的液体经电磁阀（4）及直管（8）排出，流入集液盒（10）内；t型管（6）的来流经电磁阀（5）和直管（9）排出，流入集液盒（10）内。当微控制器检测到t型管（7）大臂内的液体高度低于ccd传感器（10）的下沿时，即完成一个测试循环，继续重复步骤1。

同时，微处理器（11）实时向上位机（12）传输测得的流量信息，上位机（12）对测得数据进行显示和记录。

以上即为本发明针对微小流量的测试系统的具体实施过程。

因测量系统含有光学部件，因此需定期清理维护传感器表面，防止灰尘覆盖，影响测量系统性能。

技术特征：

1.一种基于ccd的微小流量测试系统，其特征在于：包括平行光源（1）、ccd传感器（2）、电磁阀（3）、电磁阀（4）、电磁阀（5）、t型管（6）、t型管（7）、直管（8）、直管（9）、集液盒（10）、微控制器（11）和上位机（12）。

2.根据权利要求1所述，其特征在于：所述平行光源（1）可以发射强度均匀的平行光束；所述ccd传感器（2）为线阵ccd传感器。

3.根据权利要求1所述，其特征在于：所述平行光源（1）与所述ccd传感器（2），分别位于t型管（7）的长臂两侧，且三者相互平行。

4.根据权利要求1所述电磁阀，其特征在于：电磁阀（3）、电磁阀（4）、电磁阀（5）均为两通电磁阀，两端分别为a端和b端。

5.根据权利要求1所述t型管（6）和t型管（7），其特征在于：所述t型管（7）的横臂两端分别与电磁阀（3）的a端和电磁阀（4）的a端相连接；所述t型管（6）的横臂两端分别与电磁阀（3）的b端和电磁阀（5）的b端相连接;所述t型管（6）的长臂与来流连接，被测液体通过t型管（6）的长臂端进入测试系统。

6.根据权利要求1所述直管，其特征在于：所述直管（9）的一端与电磁阀（5）的a端相连接，所述直管（8）与电磁阀（4）的b端相连接，直管（8）与直管（9）远离电磁阀的一端分别与所述集液盒连接。

7.根据权利要求1所述的微控制器（11）与上位机（12），其特征在于：所述微控制器（11）分别与于所述电磁阀（3）、电磁阀（4）、电磁阀（5）和ccd传感器（2）连接；所述上位机（12）与微控制器（11）连接，用于显示和记录液位信息。

技术总结
本发明公开了一种基于CCD的微小流量测试系统，其包括平行光源、CCD传感器、微控制器、上位机、控制液体流通的电磁阀、导管和集液盒；该系统作为一种非常有效的非接触测试系统，在不接触被测液体的情况下，能够实时测量液体流量的变化；所述测试系统主要适用于对液体微小流量的测量，具有精度高、结构紧凑、响应时间快等优点。

技术研发人员：贾云飞;蒋伟伟;其他发明人请求不公开姓名
受保护的技术使用者：南京嘉恒仪器设备有限公司
技术研发日：2018.05.18
技术公布日：2019.11.26