[發明專利]微流量視覺測量裝置及視覺測量方法

有效

• 申請號: 201710679316.1
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107389139B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 鄭永貴;石純龍
• 申請（專利權）人: 尤立榮
• 主分類號: G01F1/00
• 分類號: G01F1/00
• 代理公司: 深圳碩界知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44457
• 代理人: 陳健

1.一種微流量視覺測量裝置，其特征在于包括：

液體輸入裝置，提供液體輸入；

液體傳輸管徑，用于傳輸液體輸入裝置輸入的液體；

取像裝置，對液體傳輸管徑中的液位在t時刻及t+1時刻進行取像；

數據處理模塊，對取像裝置獲取的圖像信息進行處理，并將圖像信息轉換成像素值，進而獲取t時刻及t+1時刻的圖像像素矩陣；

計算模塊，用于將數據處理模塊獲得的t時刻及t+1時刻的圖像像素矩陣差進行計算，得到液體傳輸管徑中的液位從t時刻到t+1時刻的變化值△h，進而計算得到液體傳輸管徑中液體的瞬時流量L；

數據輸出模塊，用于將計算得到的瞬時流量L傳輸出去。

2.根據權利要求1所述的微流量視覺測量裝置，其特征在于，其進一步包括一個三通電磁閥及緩沖裝置，所述三通電磁閥用于對液體流向進行控制，所述緩沖裝置用于減少液體輸入過程中產生的氣泡。

3.根據權利要求2所述的微流量視覺測量裝置，其特征在于，其進一步包括溢流管，所述溢流管用于在液位高于最大測量位置時，使液體從微流量視覺測量裝置的出口流出。

4.根據權利要求1所述的微流量視覺測量裝置，其特征在于，進一步包括一數據分析模塊，用于接收數據輸出模塊輸出的測量數據，以對測量數據結果進行分析與統計。

5.一種微流量視覺測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S110：提供一液體輸入裝置，以使其將液體輸入到一液體傳輸管徑中；

S120：提供一取像裝置，在t時刻對液體傳輸管徑中液體的液位進行取像，通過一數據處理模塊對取像裝置獲取的圖像進行處理并得到t時刻液體的圖像像素矩陣At；

S130：經過△t時間后，取像裝置對液體傳輸管徑中液體的液位再進行取像，通過數據處理模塊對取像裝置獲取的圖像進行處理并得到液體的圖像像素矩陣A_t+1；

S140：計算比較A_t及A_t+1，得出液位在△t時間段內的變化值△h；

S150：根據△t、△h和固定的液體傳輸管內截面積，計算得出被檢測的輸入液體瞬時流量L；

S160：輸出瞬時流量L的測量結果。

6.根據權利要求5所述的微流量視覺測量方法，其特征在于：取像裝置在t時刻采集到的液體傳輸管徑中液體的圖像像素矩陣A_t的計算公式為：

其中，第i行第j列的像素值為Pij，行指示液位高度，代表的是液體傳輸管徑的長度方向，列代表的是液體傳輸管徑的寬度方向。

7.根據權利要求6所述的微流量視覺測量方法，其特征在于：取像裝置在t+1時刻采集到的圖像像素矩陣為A_t+1，那么，t時刻與t+1時刻的圖像像素矩陣差△A的計算公式為：

8.根據權利要求7所述的微流量視覺測量方法，其特征在于：在不考慮取像裝置本身的像素值重復性及光線的影響下，△A的計算公式為：

9.根據權利要求8所述的微流量視覺測量方法，其特征在于：設取像裝置的分辨率在高度方向的分辨率為Cz(1/cm)，即每cm有多少個像素點，在△t時間段內，液位△h的計算公式為：

Δh＝(i-k)/Cz

其中，i、k表示在矩陣差△A中，不為0的像素所在的行位置的兩個邊界。

10.根據權利要求9所述的微流量視覺測量方法，其特征在于：所述液體傳輸管徑中液體的瞬時流量L的計算公式為：

其中，φ為液體傳輸管徑的內壁截面積，△t為從t時刻到t+1時刻的時間差。

11.根據權利要求5至10項任一項所述的微流量視覺測量方法，其特征在于：步驟S160數據輸出后，進一步包括如下步驟：

將瞬時流量L的測量結果傳輸至一數據分析模塊，對檢測結果進行分析與統計。