[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

本發明涉及一種烏氏黏度計自動檢定系統及檢定方法，設計自動化系統，通過程序控制電磁閥和計時器等元器件，實現檢定工作的完全自動化操作，包括上位機軟件、硬件控制、視頻采集處理及控制方法。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，針對烏氏黏度計的檢定流程設計自動化程序；建立檢定過程的相應數據庫，導入所需信息；用戶只需通過點擊按鈕、輸入文字等方式，進行檢定流程與檢測器件的控制；設計控制電路，采用PLC進行對步進電機、電磁閥的控制；設計三通與電磁閥的氣流通路，完成對烏氏黏度檢定時所需的吸液、連通大氣、吹氣等動作。本發明實現了對烏氏黏度計的自動檢定工作，并且達到國家計量檢定規程中的指標要求。

技術領域

本發明屬于檢測計量技術下烏氏黏度計檢定技術領域，尤其涉及一種基于計算機視覺識別技術的烏氏黏度計檢定系統及檢定方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

黏度是流體的一種固有屬性，用來表示液體流動的難易程度，高聚物的分子量分布情況可以表示為黏度參數。黏度參數的測定在諸多行業有著重要的意義，對于工藝生產中的工藝控制、產品評定等方面起著重要的作用。

用于測量液體黏度的黏度計樣式多種多樣，檢定方法各有差別，烏氏黏度計是基于重力式毛細管法測量黏度的黏度計，具有測量原理簡單、精度高等優點，在黏度測量中得到廣泛的應用。烏氏黏度計采用懸掛液柱型重力式玻璃毛細管黏度計進行黏度測量，將黏度標準液吸至烏氏黏度計計時球上方5毫米處，讓標準液在自身重力的作用下自然下降，標準液運動黏度與其在毛細管內的運動時間成正比。

為評定烏氏黏度計的計量性能、確定其是否合格，要對烏氏黏度計進行計量檢定，它是保證量值準確一致的重要措施。檢定過程為：在恒定溫度下測量一定量黏度標準液在重力作用下通過黏度計上下計時刻線的時間間隔，用黏度標準液黏度值除以該時間得到黏度計常數。

發明人在研究中發現，黏度計每隔一段時間就需要對它進行檢定。傳統的人工檢定方法，無法克服肉眼對液位判斷的主觀誤差以及效率低下、人工成本高、操作繁瑣等缺點，并且無法滿足計量部門對大量黏度計進行檢定的需求，經濟效益低下。

發明內容

為了克服上述現有技術缺陷，本公開提供了合適的基于計算機視覺識別技術的烏氏黏度計檢定儀，設計自動化系統，通過程序控制電磁閥等元器件開關動作，實現對烏氏黏度計檢定工作的完全自動化操作，減輕檢定人員的工作負擔，提高檢定精度與檢定效率，同時增加經濟效益，具有很高的創新性和實際意義。

為實現上述目的，本公開的一個或多個實施例提供了如下技術方案：

一種烏氏黏度計自動檢定系統，基于計算機視覺識別技術，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，由于各烏氏黏度計型號大小不一，為了進行有效檢定，PC機和PLC控制裝置控制步進電機調整云臺的高度，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，通過設計三通管與電磁閥的氣流通路，完成對烏氏黏度計檢定時所需的吸液、連通大氣、吹氣等動作；PC機連接外接電子計時器和精密電子溫度計，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。

進一步的技術方案，該烏氏黏度計自動檢定系統主要通過PC機控制完成自動檢定工作，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。