[發明專利]烏氏黏度計自動檢定系統及檢定方法

在審

• 申請號: 202111329686.5
• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN114062198A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 張坤;韓吉慶;林帥;荀其寧;馮典英;姚旭霞;拓銳;劉霞;王鵬;冀克儉
• 申請（專利權）人: 山東非金屬材料研究所
• 主分類號: G01N11/06
• 分類號: G01N11/06
• 代理公司: 山東祺智知識產權代理有限公司 37361
• 代理人: 孟繁修

1.烏氏黏度計自動檢定系統，基于計算機視覺識別技術，其特征在于，采用PC-PLC的主從式架構，包括：作為上位機的PC機和作為下位機的PLC控制裝置，PC機通過千兆網線與CCD攝像機連接，CCD攝像機固定安裝在攝像機云臺上，攝像機云臺的高度通過步進電機調整；烏氏黏度計的N管接口連接三通管的支管，三通管的主管兩端分別安裝第一電磁閥和第二電磁閥，其中第一電磁閥連接吸氣泵、第二電磁閥連通大氣，第一電磁閥和第二電磁閥協調動作完成黏度計內吸液、放液，烏氏黏度計的M管接口連接第三電磁閥，第三電磁閥的進氣端連接吹氣泵；PC機通過PC/PPI線纜與下位機PLC控制裝置連接，設計電路接線將電磁閥、步進電機與PLC控制裝置連接，PC機完成上位機軟件操作以及圖像信息的采集、提取和分析，PC機和PLC控制裝置控制步進電機調整云臺高度，使CCD攝像機的鏡頭對準烏氏黏度計的計時球進行有效的信息采集，PC機和PLC控制裝置控制各電磁閥的開啟與關閉；PC機連接外接電子計時器和電子溫度計，PC機控制電子計時器的啟動與停止，PC機讀取電子溫度計的溫度信息。

2.根據權利要求1所述的烏氏黏度計自動檢定系統，其特征在于，PC機設置有：上位機軟件模塊、硬件控制模塊和視頻采集處理模塊。

3.根據權利要求2所述的烏氏黏度計自動檢定系統，其特征在于，所述的上位機軟件模塊為運用力控組態軟件設計的上位機操作軟件；上位機軟件模塊針對烏氏黏度計的檢定流程設計相應的自動化程序，繪制所需各界面，通過建立鼠標點擊動作相應程序完成軟件的操作邏輯；所述的上位機軟件模塊分為：被檢黏度計管理模塊，黏度標準液管理模塊，檢測過程控制模塊和證書與原始記錄生成模塊。

4.根據權利要求3所述的烏氏黏度計自動檢定系統，其特征在于，通過MySQL建立檢定過程的相應數據庫，使烏氏黏度計的檢定數據與力控組態軟件相關聯。

5.根據權利要求2所述的烏氏黏度計自動檢定系統，其特征在于，所述硬件控制模塊包括：邏輯控制單元和電氣控制單元；所述邏輯控制單元與PLC控制裝置實現數據交互，PLC控制裝置采用臺達PLC控制器對步進電機和電磁閥進行控制；所述電氣控制單元為選用穩壓電源為各器件供電，選用驅動器對步進電機進行驅動。

6.根據權利要求2所述的烏氏黏度計自動檢定系統，其特征在于，CCD攝像機采用海康千兆網口工業面陣相機，所述視頻采集處理模塊控制海康千兆網口工業面陣相機采集視頻圖像信息，將光信號轉變為電信號，傳輸給上位機并實時處理，處理結果及圖像在上位機上顯示。

7.烏氏黏度計自動檢定方法，其特征在于，應用如權利要求1所述的烏氏黏度計自動檢定系統，包括以下步驟：

采集烏氏黏度計檢定過程的視頻數據；

采集到的視頻圖像通過開源計算機視覺庫OpenCV進行預處理，包括灰度化處理、去除噪聲、形態學處理；

讀取預處理后的視頻幀圖像中值濾波，進一步對黏度計刻度線進行劃定；

對預處理后的視頻幀圖像進行運動液面的檢測跟蹤。

8.根據權利要求7所述的烏氏黏度計自動檢定方法，其特征在于，檢定工作開始前，通過上位機軟件模塊，設置烏氏黏度計檢定時的支管吹氣時間、溫度參數與攝像機參數、新建黏度液信息和黏度計信息，并且導入到工作組中。

9.根據權利要求7所述的烏氏黏度計自動檢定方法，其特征在于，將視頻轉化為幀圖像，然后將彩色圖像轉換為灰度圖，再對圖像進行平滑去噪處理去除干擾信息，通過腐蝕、膨脹算法對圖像進行形態學處理。

10.根據權利要求7所述的烏氏黏度計自動檢定方法，其特征在于，檢測計時球刻度線時采用LSD直線檢測方法，跟蹤監測運動液面時采用VIBE的檢測方法。