一种可变倾角容器液位测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可变倾角容器液位测量装置及方法，涉及自动测量技术领域，用于测量液体容器倾斜时容器内液面实时高度，包括标识盘，所述标识盘在液体容器倾斜时始终浮于液体表面，所述标识盘顶面设有若干圆斑且标识盘顶面与液面处于同一水平面，用于向图像采集模块提供参照；图像采集模块，所述图像采集模块位于液体容器顶部，用于采集标识盘图像信息来计算液位数据。本发明专利技术克服目前多数液位传感器只能测量垂直静态液面的缺陷，实现倾斜液位的动态测量，通过对漂浮于液面的标识盘进行定位及数据采集，有效抑制环境影响，计算出可变倾角容器内液体的液位，进而计算出液体容积，解决了姿态试验中，油箱液位测量的难题，实现余油量变化测量。量变化测量。量变化测量。

【技术实现步骤摘要】
一种可变倾角容器液位测量装置及方法


[0001]本专利技术属于自动测量
，具体是一种可变倾角容器液位测量装置及方法。

技术介绍

[0002]滑油系统姿态模拟试验时，滑油腔、油箱等部件需要测量液位高度，确定积油容量，才能实现姿态与滑油系统的匹配研究。一方面，倾斜角度连续变化过程中，怎样获得相应液位的变化，对试验的分析及关键部件的设计改进至关重要；另一方面，大倾斜角度下可能导致滑油满溢泄漏，威胁试验设备及人员安全。目前，没有可测量倾斜液面的液位传感器。因此，液位测量只能依靠人工读取预先标定的刻度，费时费力，准确度低、试验准备工作繁琐。
[0003]摄像机配合视觉处理算法，广泛应用于测距、成像等领域，非接触测量，响应速度快，精度高，理论上可用于倾斜容器液位测量，但实际上存在技术难点：试验为动态过程，液面可能剧烈波动，摄像机与液面之间可能存在油雾，使得液面识别、标定困难。现有技术中，未见摄像机信号处理用于可变倾斜液位测量的实例及相关文章。
[0004]因此，本专利技术提供了一种可变倾角容器液位测量装置及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种可变倾角容器液位测量装置及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的现有技术液位传感器均要求垂直测量，不能进行倾斜安装及使用的问题。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供一种可变倾角容器液位测量装置，用于测量液体容器倾斜时容器内液面实时高度，包括标识盘，所述标识盘位于液体容器内部且在液体容器倾斜时始终浮于液体表面，所述标识盘顶面设有若干圆斑且标识盘顶面与液面处于同一水平面，用于向图像采集模块提供参照；图像采集模块，所述图像采集模块位于液体容器顶部，用于采集标识盘图像信息来计算液位数据。
[0007]根据本专利技术的一个实例性的实施例，所述标识盘顶面的若干圆斑呈均匀分布且尺寸相同。
[0008]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，若干所述圆斑的圆心与标识盘圆心距离相等，任意相邻两个圆斑的圆心与标识盘圆心连线夹角相等。
[0009]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述标识盘底部均匀分布有若干尺寸相同的肋板，所述肋板密度大于标识盘密度。
[0010]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述标识盘的盘面面积与液体容器的截面面积呈正比例关系。
[0011]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述图像采集模块包括摄像机和照明装置。
[0012]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述图像采集模块输出端连接有图像信号
接收器，图像信号接收器输出端连接有信息处理模块。
[0013]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述信息处理模块包括图像处理软件。
[0014]根据本专利技术的另一个方面，提供一种可变倾角容器液位测量方法，包括以下步骤：
[0015]S1：接通电源，完成图像采集模块的安装，标识盘标定，进入工作状态；
[0016]S2：图像处理软件初始化，输入标定数据完成图像处理软件的数据设定；
[0017]S3：向图像采集模块输入采集指令，照明装置开启，摄像机采集标识盘的实时图像；
[0018]S4：将摄像机采集到的图像信息输入至图像处理软件，提取标识盘的特征参数，进而通过图像处理软件计算获得液体容器内的实时液位；
[0019]S5：获取液体容器的倾角及液体容器的尺寸特征数据，计算获得液体容器内液体的容积。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]1、本专利技术提供的可变倾角容器液位测量装置及方法，通过对漂浮于液面的标识盘进行定位及数据采集，有效抑制环境影响，计算出可变倾角容器内液体的液位，进而计算出液体容积，解决了姿态试验中，油箱液位测量难题，有助于开展余油量变化测量。
[0022]2、本专利技术克服目前多数液位传感器只能测量垂直静态液面的缺陷，可实现倾斜液位的动态测量，环境适应性强。
附图说明
[0023]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0024]图1为一种可变倾角容器液位测量装置的整体结构示意图；
[0025]图2为一种可变倾角容器液位测量装置剖视图；
[0026]图3为标识盘整体结构示意图；
[0027]图4为透视原理示意图；
[0028]图5为液体容器内液体容积的第一个实施例；
[0029]图6为液体容器内液体容积的第二个实施例。
[0030]图中：1、液体容器；2、标识盘；201、圆斑；202、肋板；3、图像采集模块。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。
[0032]另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
[0033]根据本专利技术的一个总体技术构思，如图1
‑
6所示，提供一种可变倾角容器液位测量装置，用于测量液体容器1倾斜时容器内液面实时高度，包括标识盘2，标识盘2位于液体容器1内部且在液体容器1倾斜时始终浮于液体表面，标识盘2顶面设有若干圆斑201且标识盘
2顶面与液面处于同一水平面，用于向图像采集模块3提供参照，标识盘2顶面颜色与若干圆斑201的颜色为强对比颜色，便于图像处理软件提取标识盘2的特征参数；图像采集模块3，图像采集模块3位于液体容器1顶部，包括摄像机和照明装置，用于采集标识盘2图像信息来计算液位数据；图像采集模块3输出端连接有图像信号接收器，图像信号接收器输出端连接有信息处理模块，信息处理模块包括图像处理软件。
[0034]如图4所示，首先，参照光学视距测距原理，确定标识盘2表面圆斑201与摄像机的距离，将标识盘2垂直安放在摄像机镜头正前，通过图像分析记录下标识盘2上各尺寸与标识盘2距离的对应关系，作为后续判断距离的依据。
[0035]根据公式：
[0036]其中，D为某点至摄像机镜头的距离，A为摄像机视角，L为图像中该点宽度。
[0037]则标识盘2表面圆斑201与摄像机的距离等于视角二分之一的余切与该点宽度二分之一的乘积。
[0038]调整至最佳状态后，摄像机的视角固定不变，因此可近似认为距离与宽度存在线性关系。
[0039]D＝kL
[0040]其中，k为系数(常量)。
[0041]如图3所示，在图示的实施例中，标识盘2的顶面均匀分布有若干尺寸相同的圆斑201，参考像素点数及形状，对比之前标定的距离，可确定四个圆斑201与摄像机的相对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变倾角容器液位测量装置，用于测量液体容器(1)倾斜时容器内液面实时高度，其特征在于，包括：标识盘(2)，所述标识盘(2)位于液体容器(1)内部且在液体容器(1)倾斜时始终浮于液体表面，所述标识盘(2)顶面设有若干圆斑(201)且标识盘(2)顶面与液面处于同一水平面，用于向图像采集模块(3)提供参照；图像采集模块(3)，所述图像采集模块(3)位于液体容器(1)顶部，用于采集标识盘(2)图像信息来计算液位数据。2.根据权利要求1所述的一种可变倾角容器液位测量装置，其特征在于，所述标识盘(2)顶面的若干圆斑(201)呈均匀分布且尺寸相同。3.根据权利要求2所述的一种可变倾角容器液位测量装置，其特征在于，若干所述圆斑(201)的圆心与标识盘(2)圆心距离相等，任意相邻两个圆斑(201)的圆心与标识盘(2)圆心连线夹角相等。4.根据权利要求2所述的一种可变倾角容器液位测量装置，其特征在于，所述标识盘(2)底部均匀分布有若干尺寸相同的肋板(202)，所述肋板(202)密度大于标识盘(2)密度。5.根据权利要求2所述的一种可变倾角容器液位测量装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何宇，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：