玻璃管浮子流量計(jì)刻度標(biāo)記新方法研究

玻璃管浮子流量計(jì)是一種量大面廣的流量測(cè)量 儀表， 僅江蘇玻璃管浮子流量計(jì)生產(chǎn)企業(yè)一年的 產(chǎn)量就在70萬(wàn)臺(tái)左右。上海上自?xún)x公司 在生產(chǎn)過(guò)程中， 玻璃管浮子流量計(jì)的刻度標(biāo)記是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)， 標(biāo)記質(zhì)量的好壞直 接影響到浮子流量計(jì)的準(zhǔn)確度， 標(biāo)記流程的優(yōu)化直 接影響到工作效率，從而能降低生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng) 競(jìng)爭(zhēng)力。 為了滿(mǎn)足生產(chǎn)企業(yè)提高工作效率，降低勞動(dòng)成本 和使用企業(yè)對(duì)流量計(jì)的測(cè)量范圍、準(zhǔn)確度等級(jí)越來(lái)越 高的要求，我所開(kāi)發(fā)出一種玻璃管浮子流量計(jì)玻璃管 流量刻度標(biāo)記的新方法。

一、裝置組成

根據(jù)新方法設(shè)計(jì)出的玻璃管浮子流量計(jì)玻璃管 流量刻度標(biāo)記裝置，包括打印機(jī)、顯示器、圖 像處理器、 工業(yè)相機(jī)和待標(biāo)記刻度的玻璃管五部分， 其中圖像處理器中包括刻度采集模塊、 刻度識(shí)別模 塊、輸出控制模塊；刻度采集模塊中包括FPGA芯片；刻度識(shí)別模塊包括DSP芯片。 工業(yè)相機(jī)拍攝待標(biāo)記刻 度玻璃管的人工標(biāo)定線，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇潭炔杉?模塊中， 刻度采集模塊中的FPGA將采集到的去掉噪 點(diǎn)刻度數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇潭茸R(shí)別模塊中的DSP芯片中，刻 度識(shí)別模塊的DSP芯片將刻度數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示器上。

二、技術(shù)指標(biāo)

1.玻璃管長(zhǎng)度：圖像采集的需要標(biāo)記刻度的玻璃管 長(zhǎng)度范圍為（100～600）mm，對(duì)于玻璃管長(zhǎng)度在800mm和 更小的60mm左右工件，實(shí)踐證明成像效果也非常好。 2.打印的刻度線細(xì)分刻度誤差：±0.5mm。

三、技術(shù)難點(diǎn)

1.相機(jī)的選型 由于非常小的流量計(jì)約100mm， 非常大的流量計(jì)約 600mm， 因此需要在考慮相機(jī)成像準(zhǔn)確度的同時(shí)，要 兼顧視場(chǎng)。

2.相機(jī)的固定與調(diào)焦 由于相機(jī)的很小震動(dòng)與焦距變化，都可能造成成 像效果不是很好。 而本項(xiàng)目對(duì)準(zhǔn)確度要求很高， 因此對(duì)于如何減小相機(jī)的抖動(dòng) 與焦距的參數(shù)設(shè)置非常重要。

3.識(shí)別算法的準(zhǔn)確度 涉及邊緣檢測(cè)和基于灰度矩的亞像 素邊緣跟蹤等亞像素識(shí)別算法的研究。

4.各硬件設(shè)備的接口、上位機(jī)軟件 的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件的設(shè)計(jì)等。

5.效率問(wèn)題 由于圖像分辨力較高，圖像的采集、傳輸、識(shí)別算法的時(shí)間消耗都會(huì)相應(yīng)地大大增加。

四、實(shí)施過(guò)程

本方法實(shí)施過(guò)程主要分4個(gè)步驟：

1.人工標(biāo)定線繪制 在待標(biāo)記刻度的玻璃管表面進(jìn)行人工標(biāo)定線繪 制的步驟，具體地說(shuō)是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的流量值在待標(biāo)記刻 度的玻璃管表面上標(biāo)記流量點(diǎn)，然后在標(biāo)記流量點(diǎn)上 人工繪制出標(biāo)定線。

2.圖像采集 利用工業(yè)相機(jī)拍攝已人工繪制標(biāo)定線的玻璃管， 經(jīng)過(guò)圖像采集模塊傳輸至計(jì)算機(jī)。

3.目標(biāo)識(shí)別 利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)接收到的數(shù)字圖像信息進(jìn)行 處理， 識(shí)別出玻璃管及玻璃管表面上的人工標(biāo)定線， 然后確定打印區(qū)間，并將相鄰標(biāo)定線之間的距離進(jìn)行 N等分，N等分根據(jù)測(cè)量準(zhǔn)確度的具體要求由人工輸 入，或者通過(guò)預(yù)設(shè)而設(shè)定。 利用計(jì)算機(jī)軟件在確定打印區(qū)間的過(guò)程中，由于人工標(biāo)定線具有一定的寬度，計(jì)算機(jī)在確定打印區(qū)間 會(huì)產(chǎn)生誤差。在確定區(qū)間時(shí)應(yīng)將人工標(biāo)定線m等分，m 大于等于2，以m/2中心線為基準(zhǔn)線，確定打印區(qū)間，m 取值越大越精確。

4.打印輸出 采用油墨玻璃或其他類(lèi)型打印機(jī)直接在待標(biāo)記 刻度的玻璃管表面上實(shí)施打印輸出。

五、試驗(yàn)結(jié)果

1.我們以一臺(tái)DN100mm玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)（玻璃管 長(zhǎng)度為550mm）和一臺(tái)DN10mmLZB（）WB/W玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)（玻 璃管長(zhǎng)度為100mm）進(jìn)行了試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，上海上自?xún)x公司安 裝及打印時(shí)間為5min，30min后晾干， 刻度線無(wú)法擦 拭，原工藝需用時(shí)14h，現(xiàn)用時(shí)35min，工作效率提高 24倍，打印的刻度線細(xì)分刻度誤差0.3mm。 該流量計(jì) 示值誤差、回差和重復(fù)性誤差，均符合2.5級(jí)要求，結(jié) 果滿(mǎn)意。

2.目前，該科研成果已獲國(guó)家實(shí)用專(zhuān)利1項(xiàng)。