[发明专利]一种高精度玻璃管液位自动检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种高精度玻璃管液位自动检测装置。

背景技术

静态容积法流量标准装置中玻璃管液位计的读数一般由人工读取，误差大且准确率低。随着智能技术的发展，基于电荷耦合器件（CCD）或接触式图像传感器（CIS）的玻璃管液位自动测量系统应运而生。高分辨率的CCD不但价格昂贵，而且当其测量对象变化较大时，还需采用光学聚焦系统或机械随动测量机构辅助。根据CIS感光元件线阵排列的特点，完全可以实现液位的高精度测量。

CIS（Contact Image Sensor）采用触点式感光元件（光敏传感器）进行感光，在扫描平台下1mm～2mm处，300～600个红、绿、蓝三色LED（发光二极管）传感器紧紧排列在一起，产生白色光源，取代了CCD扫描仪中的CCD阵列、透镜、荧光管和冷阴极射线管等复杂机构，把CCD扫描仪的光、机、电一体变成CIS扫描仪的机、电一体。用CIS技术制作的扫描仪具有体积小、重量轻、生产成本低等优点，在传真机、扫描仪、纸币清分兑零等领域应用非常广泛。

发明内容

本发明的目的是为了实现液位的高精度测量、有色和无色液体液位的自动测量，设计了一种高精度玻璃管液位自动检测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

高精度玻璃管液位自动检测装置由处理器S3C2440、FIFO存储芯片AL422B、A/D转换器ADS930、SV6134A4C00型CIS、光源、串口通信电路、显示电路、按键电路等部分构成。外置平行光源与SV6134A4C00型cis分别位于玻璃管的两侧，VOUT输出的视频信号通过A/D转换后的数据存入缓存器AL422B中，存储一定的液位图像信息后，处理器执行液位提取算法，将液位的当前高度实时显示在数码管。在测量时，通过调理电路将VOUT输出信号中的高低电平，分别调整至1V的两侧，则低于1V的有液体信号输出都为零，通过脉冲计数法就能计算出玻璃管液位的高度了。

所述的CIS总长216mm，每毫米24个像素点，整个CIS共有5184个像素点，所以其最小分辨率达0.042mm。

所述的处理器采用S3C2440，该处理器通过PWM实现CIS的高频时钟驱动。

所述的FIFO存储芯片采用AL422B，其存储容量为393216Byte×8Bit。

所述的A/D转换器采用ADS930，其有效电压转换范围1～2V，当输入在1～2V时输出非零，当输入为1V时输出为0，并且通过试验发现当输入为1V以下时输出也为零。

本发明的有益效果是：

采用600dpiCIS和S3C2440处理器实现了玻璃管液位计的高精度自动测量。与其他采用CIS实现液位检测的装置相比，测量精度由0.50mm提高到了±0.01mm。此外，此液位测量系统计还可以测量无色液体的液位。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是玻璃管液位测量系统硬件框图。

图2是简化的静态容积法流量标准装置。

图3是600dpiCIS时序。

图4是快速查找与统计算法流程。

其中，V1-标准容器,V2-U型连通器玻璃管。

具体实施方式

如图1所示，高精度玻璃管液位自动检测装置由处理器S3C2440、FIFO存储芯片AL422B、A/D转换器ADS930、SV6134A4C00型CIS、光源、串口通信电路、显示电路、按键电路等部分构成。外置平行光源与SV6134A4C00型cis分别位于玻璃管的两侧。CIS总长216mm，每毫米24个像素点，整个CIS共有5184个像素点，所以其最小分辨率达0.042mm。测量系统的处理器采用S3C2440，该处理器通过PWM实现CIS的高频时钟驱动。VOUT输出的视频信号通过A/D转换后的数据存入缓存器AL422B中，存储一定的液位图像信息后，处理器执行液位提取算法，将液位的当前高度实时显示在数码管。AL422B是一款存储容量为393216Byte×8Bit的FIFO存储芯片。A/D转换器采用ADS930，其有效电压转换范围1～2V，当输入在1～2V时输出非零，当输入为1V时输出为0，并且通过试验发现当输入为1V以下时输出也为零。在测量时，通过调理电路将VOUT输出信号中的高低电平，分别调整至1V的两侧，则低于1V的有液体信号输出都为零，通过脉冲计数法就能计算出玻璃管液位的高度了。