玻璃管浮子流量計刻度標(biāo)記新方法研究

玻璃管浮子流量計是一種量大面廣的流量測量 儀表， 僅江蘇玻璃管浮子流量計生產(chǎn)企業(yè)一年的 產(chǎn)量就在70萬臺左右。上海上自儀公司 在生產(chǎn)過程中， 玻璃管浮子流量計的刻度標(biāo)記是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)， 標(biāo)記質(zhì)量的好壞直 接影響到浮子流量計的準(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 競爭力。 為了滿足生產(chǎn)企業(yè)提高工作效率，降低勞動成本 和使用企業(yè)對流量計的測量范圍、準(zhǔn)確度等級越來越 高的要求，我所開發(fā)出一種玻璃管浮子流量計玻璃管 流量刻度標(biāo)記的新方法。

一、裝置組成

根據(jù)新方法設(shè)計出的玻璃管浮子流量計玻璃管 流量刻度標(biāo)記裝置，包括打印機、顯示器、圖 像處理器、 工業(yè)相機和待標(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、 刻度識別模 塊、輸出控制模塊；刻度采集模塊中包括FPGA芯片；刻度識別模塊包括DSP芯片。 工業(yè)相機拍攝待標(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 點刻度數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇潭茸R別模塊中的DSP芯片中，刻 度識別模塊的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.玻璃管長度：圖像采集的需要標(biāo)記刻度的玻璃管 長度范圍為（100～600）mm，對于玻璃管長度在800mm和 更小的60mm左右工件，實踐證明成像效果也非常好。 2.打印的刻度線細分刻度誤差：±0.5mm。

三、技術(shù)難點

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

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

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

4.各硬件設(shè)備的接口、上位機軟件 的設(shè)計、數(shù)據(jù)庫管理軟件的設(shè)計等。

5.效率問題 由于圖像分辨力較高，圖像的采集、傳輸、識別算法的時間消耗都會相應(yīng)地大大增加。

四、實施過程

本方法實施過程主要分4個步驟：

1.人工標(biāo)定線繪制 在待標(biāo)記刻度的玻璃管表面進行人工標(biāo)定線繪 制的步驟，具體地說是根據(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，然后在標(biāo)記流量點上 人工繪制出標(biāo)定線。

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

3.目標(biāo)識別 利用計算機軟件對接收到的數(shù)字圖像信息進行 處理， 識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)定線之間的距離進行 N等分，N等分根據(jù)測量準(zhǔn)確度的具體要求由人工輸 入，或者通過預(yù)設(shè)而設(shè)定。 利用計算機軟件在確定打印區(qū)間的過程中，由于人工標(biāo)定線具有一定的寬度，計算機在確定打印區(qū)間 會產(chǎn)生誤差。在確定區(qū)間時應(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型打印機直接在待標(biāo)記 刻度的玻璃管表面上實施打印輸出。

五、試驗結(jié)果

1.我們以一臺DN100mm玻璃轉(zhuǎn)子流量計（玻璃管 長度為550mm）和一臺DN10mmLZB（）WB/W玻璃轉(zhuǎn)子流量計（玻 璃管長度為100mm）進行了試驗。

試驗結(jié)果表明，上海上自儀公司安 裝及打印時間為5min，30min后晾干， 刻度線無法擦 拭，原工藝需用時14h，現(xiàn)用時35min，工作效率提高 24倍，打印的刻度線細分刻度誤差0.3mm。 該流量計 示值誤差、回差和重復(fù)性誤差，均符合2.5級要求，結(jié) 果滿意。

2.目前，該科研成果已獲國家實用專利1項。