專利名稱：一種玻璃溫度計自動檢測裝置及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動檢測裝置及檢測方法，尤其涉及一種玻璃溫度計自動 檢測裝置及4企測方法，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)計量、測試領(lǐng)域的玻璃溫度計、指針 式儀表的自動檢測。
背景技術(shù)：
玻璃溫度計的準(zhǔn)確度通常取有代表性的4個點進行檢測，即對其下限、上 限、中間再均勻取兩個點進行檢測，從而判斷其整體性能，其它大部分的指針 式儀表通常也是用這種方法。目前玻璃溫度計的檢測存在如下問題1、恒溫槽 的升溫、溫場的穩(wěn)定需要較長的時間，需要工作人員花費大量的時間不停地實 時觀察溫場的穩(wěn)定性，檢測過程耗時、耗力、效率低；2、我國的玻璃溫度計使 用數(shù)量大，計量部門和儀表行業(yè)的檢測工作量相當(dāng)大；3、玻璃溫度計價糾氐， 檢測費用也低，低效率的檢測增加了經(jīng)濟成本；4、玻璃溫度計刻度小，不易讀 數(shù)，容易出現(xiàn)差錯，對檢測人員的視力要求比較高；5、污染大，油槽里的介質(zhì) 油在高溫時揮發(fā)致癌物對檢測人員容易造成職業(yè)傷害。目前國內(nèi)外多家計量機 構(gòu)都在進行對玻璃溫度計自動釆集檢測技術(shù)的研究，但由于玻璃溫度計不同于 電參數(shù)，其信號的采集，處理都有難度，尤其是圖像識別，智能判斷，自動卡 位，自動對焦等方面。國內(nèi)較早做這項工作的是中國計量院，他們使用攝像頭 和顯示器，然后通過人工看顯示器來記錄讀數(shù)，其它的還都需要人工來操作， 工作效率比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種玻璃溫度計自 動檢測裝置及檢測方法，結(jié)構(gòu)筒單、方法方便，具備多支溫度計同時自動檢測 的能力，提高了工作效率，降低了檢測成本，有利于檢測人員的身體健康。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 一種玻璃溫度計自動檢測裝置包括攝像機、數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備、步進電機和托架組成，攝像機正對位于恒溫槽上方托架中 的玻璃溫度計進行拍攝，輸出圖像信號至圖像采集與控制設(shè)備，圖像采集與控 制設(shè)備對圖像信號進行圖像處理和數(shù)據(jù)分析后輸出控制信號控制步進電機的動 作并控制恒溫槽的升溫，步進電機帶動托架水平旋轉(zhuǎn)或升P務(wù)從而帶動玻璃溫度 計水平旋轉(zhuǎn)或升降。
所述的攝像機為近距離可調(diào)焦CCD攝像機。 所述的步進電機為混合式五相步進電機。 一種玻璃溫度計自動檢測方法包括以下步驟 (1 )設(shè)置被檢測玻璃溫度計的數(shù)量和被檢測溫度點；
(2) 將恒溫槽升溫至其中一個被檢測溫度點并穩(wěn)定到規(guī)定的時間，由攝像 機對托架中的第一支玻璃溫度計進行拍攝并輸出圖像信號，數(shù)據(jù)采集與控制設(shè) 備對圖像信號進行圖像處理和數(shù)據(jù)分析完成第 一支玻璃溫度計的檢測，數(shù)據(jù)采 集與控制設(shè)備輸出一個指令控制步進電機帶動托架上的第二支溫度計旋轉(zhuǎn)到設(shè) 定好的角度后停住，對第二支玻璃溫度計進行拍攝，重復(fù)上述過程直至所有的 玻璃溫度計檢測完成；
(3) 上一個禎j企測溫度點檢測完成后，數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備控制恒溫槽升 溫至下一個被測溫度點并穩(wěn)定到規(guī)定的時間，同時由步進電機控制托架帶動玻 璃溫度計下降至下一個被測溫度點，開始對玻璃溫度計進行下一個被測溫度點 的檢測，檢測方法和順序與步驟(2)相同；
(4) 重復(fù)步驟(3)直至所有被測溫度點檢測完成。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點
(1 )本發(fā)明采用步進電機控制托架的水平旋轉(zhuǎn)和升降，可進行批量自動檢 測，結(jié)構(gòu)筒單實用。
(2)本發(fā)明采用具有近距離可調(diào)焦功能的攝^^L，使檢測人員在觀察室就 可以調(diào)節(jié)焦距，提高了檢測的準(zhǔn)確度和可靠性，同時避免了現(xiàn)場有害揮發(fā)物對 身體的損害。(3)本發(fā)明采用圖像采集與處理設(shè)備對玻璃溫度計示值進行判斷，根據(jù)判 斷結(jié)果控制步進電機及恒溫槽的動作，減少了操作人員的數(shù)量，降低了檢測成 本，提高了工作效率。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明一種實施例的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細地描述 如圖1所示，本發(fā)明由CCD攝像機1、圖像采集與處理設(shè)備2、步進電機 3、托架4組成，托架4上放置1-10支玻璃溫度計6，托架4安裝在恒溫槽5 的上方由步進電機2來控制。工作時，CCD掘/f象機1正對恒溫槽5上方托架4 中的玻璃溫度計6進行拍攝，CCD攝像機1輸出圖像信號通過RS232數(shù)據(jù)傳 輸線將采集到的圖像信號傳送至圖像采集與控制設(shè)備2,由圖像采集與控制設(shè) 備2對圖像信號進行圖像處理和數(shù)據(jù)分析，圖像采集與控制設(shè)備2根據(jù)圖像處 理和分析結(jié)果輸出控制信號至步進電機3，步進電機3根據(jù)控制信號帶動托架 4水平旋轉(zhuǎn)或升降從而帶動玻璃溫度計的旋轉(zhuǎn)或升降，同時圖像采集與控制設(shè) 備2輸出控制信號對恒溫槽5進行溫度控制，其中步進電機3采用混合式五相 步進電機。
如圖2所示，檢測8支玻璃溫度計，量程范圍為50-200°C，首先在圖像釆 集與處理設(shè)備的采集軟件中設(shè)置好溫度計的數(shù)量為8支，檢測溫度點為4個， 分別為50。C、 10CTC、 150。C和200。C; 8支溫度計依次插放在托架4中，每支 溫度計的讀數(shù)刻線必須向外以便CCD攝像機1讀數(shù)，按照《JJG130-2004工 作用玻璃溫度計檢定規(guī)程》，每支溫度計露出液柱不得大于15 mm。調(diào)好攝像 機1與第 一支溫度計的焦距，采集軟件開始工作，先給恒溫槽5發(fā)送加溫至50°C 的指令，恒溫槽5升溫至50。C，升溫過程中，恒溫槽5內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)柏電阻溫度計 實時向計算機發(fā)送恒溫槽5的溫度信號，等加熱至50。C,采集軟件判斷溫場穩(wěn)定(每分鐘溫度波動《0.05。C,此值可根據(jù)檢測要求在軟件里設(shè)定)后，開始記 錄第一支溫度計的數(shù)據(jù)，第一支溫度計的第一個被檢測點檢測完成后，采集軟 件向步進電機發(fā)出命令，控制托架4帶動溫度計逆時針?biāo)叫D(zhuǎn)，如第二支溫 度計位移至卡位線21需10秒(水平位移速度和時間可以在軟件里設(shè)定)，15 秒時(采集時間可軟件設(shè)定)控制軟件自動記錄圖像數(shù)據(jù)，其余六支溫度計的 采集過程相同，依此類推。
第 一個溫度設(shè)定點檢測完畢后，圖像采集與處理設(shè)備的采集軟件向恒溫槽 5發(fā)出升溫至10CTC的命令，同時向步進電機發(fā)出下降命令，步進電機帶動托 架4上的溫度計下降至事先設(shè)定好的第二個溫度點。由于每次檢測的溫度計的 長度不同，檢測點不也同，需要下降的行程也就不同；需要檢測人員在檢測前 把行程參數(shù)在采集軟件里設(shè)置好，當(dāng)溫度計下降到預(yù)定的行程，并且溫場穩(wěn)定 后，采集軟件開始采集并記錄第一支溫度計的第二個被測溫度點，以后的檢測 方法同第一個溫度點相同，依次類推。
托架上的溫度計插孔按均勻的角度分布，可根據(jù)需要設(shè)計不同的托架如 4、 8、 16個孔，如果8孔插8支溫度計，軟件控制步進電機每一次按45。水 平旋轉(zhuǎn)即可，如果8孔插6支溫度計，溫度計必須在前6個插孔依次排好，步 進電機每一次按45。水平旋轉(zhuǎn)，第6支檢測完后，軟件根據(jù)事先設(shè)定的溫度計 數(shù)量做出判斷，控制步進電機帶動第一個孔直接旋轉(zhuǎn)至卡位線。
本發(fā)明所述的玻璃溫度計自動檢測裝置可用于計量測試領(lǐng)域中無電量參數(shù) 輸出的玻璃溫度計、指針式儀表等儀器儀表進行自動采集、測試的要求，本領(lǐng) 域技術(shù)人員可以根據(jù)不同的設(shè)計要求和設(shè)計參數(shù)在不偏離權(quán)利要求所界定的結(jié) 構(gòu)的情況下進行各種增補、改進和更換，因此，本發(fā)明是廣泛的。
權(quán)利要求
1、一種玻璃溫度計自動檢測裝置，其特征在于包括攝像機(1)、數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備(2)、步進電機(3)和托架(4)組成，攝像機(1)正對位于恒溫槽(5)上方托架(4)中的多支玻璃溫度計(6)進行拍攝，輸出圖像信號至圖像采集與控制設(shè)備(2)，圖像采集與控制設(shè)備(2)對圖像信號進行圖像處理和數(shù)據(jù)分析后輸出控制信號控制步進電機(3)的動作并控制恒溫槽(5)的升溫，步進電機(3)帶動托架(4)水平旋轉(zhuǎn)或升降從而帶動玻璃溫度計(6)水平旋轉(zhuǎn)或升降。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃溫度計自動檢測裝置，其特征在于 所述的攝像機(1 )為近距離可調(diào)焦CCD^聶像機。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃溫度計自動檢測裝置，其特征在于 所述的步進電機為混合式五相步進電機。
4、 一種玻璃溫度計自動檢測方法，其特征在于包括以下步驟 (1 )設(shè)置被檢測玻璃溫度計的數(shù)量和被檢測溫度點；(2) 將恒溫槽升溫至其中一個被檢測溫度點并穩(wěn)定到規(guī)定的時間，由攝像 機對托架中的第一支玻璃溫度計進行拍攝并輸出圖像信號，數(shù)據(jù)采集與控制設(shè) 備對圖像信號進行圖像處理和數(shù)據(jù)分析完成第一支玻璃溫度計的檢測，數(shù)據(jù)采 集與控制設(shè)備輸出一個指令控制步進電機帶動托架上的第二支溫度計旋轉(zhuǎn)到設(shè) 定好的角度后停住，對第二支玻璃溫度計進行拍攝，重復(fù)上述過程直至所有的 玻璃溫度計檢測完成；(3) 上一個被檢測溫度點檢測完成后，數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備控制恒溫槽升 溫至下一個被測溫度點并穩(wěn)定到規(guī)定的時間，同時由步進電機控制托架帶動玻 璃溫度計下降至下一個被測溫度點，開始對玻璃溫度計進行下一個被測溫度點 的4全測，；險測方法和順序與步驟(2)相同；(4) 重復(fù)步驟(3)直至所有被測溫度點檢測完成。
全文摘要
一種玻璃溫度計自動檢測裝置由攝像機、數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備、步進電機和托架組成，攝像機正對托架上的玻璃溫度計進行拍攝，輸出圖像信號至圖像采集與控制設(shè)備，圖像采集與控制設(shè)備對圖像信號進行圖像處理和數(shù)據(jù)分析后輸出控制信號控制步進電機的動作并控制恒溫槽的升溫，步進電機帶動托架水平旋轉(zhuǎn)和升降完成玻璃溫度計的自動檢測。本發(fā)明采用步進電機控制托架的水平旋轉(zhuǎn)和升降，可批量自動檢測，結(jié)構(gòu)簡單實用；采用具有近距離可調(diào)焦功能的攝像機，提高了檢測的準(zhǔn)確度和可靠性，同時避免了現(xiàn)場有害揮發(fā)物對身體的損害；采用圖像采集與處理設(shè)備對玻璃溫度計示值進行判斷，根據(jù)判斷結(jié)果控制步進電機及恒溫槽的動作，降低了檢測成本，提高了工作效率。
文檔編號G01K15/00GK101183031SQ20071017850
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者楊 紀, 蔡捷偉 申請人:中國航天空氣動力技術(shù)研究院