[发明专利]微流量视觉测量装置及视觉测量方法

权利要求书

1.一种微流量视觉测量装置，其特征在于包括：

液体输入装置，提供液体输入；

液体传输管径，用于传输液体输入装置输入的液体；

取像装置，对液体传输管径中的液位在t时刻及t+1时刻进行取像；

数据处理模块，对取像装置获取的图像信息进行处理，并将图像信息转换成像素值，进而获取t时刻及t+1时刻的图像像素矩阵；

计算模块，用于将数据处理模块获得的t时刻及t+1时刻的图像像素矩阵差进行计算，得到液体传输管径中的液位从t时刻到t+1时刻的变化值△h，进而计算得到液体传输管径中液体的瞬时流量L；

数据输出模块，用于将计算得到的瞬时流量L传输出去。

2.根据权利要求1所述的微流量视觉测量装置，其特征在于，其进一步包括一个三通电磁阀及缓冲装置，所述三通电磁阀用于对液体流向进行控制，所述缓冲装置用于减少液体输入过程中产生的气泡。

3.根据权利要求2所述的微流量视觉测量装置，其特征在于，其进一步包括溢流管，所述溢流管用于在液位高于最大测量位置时，使液体从微流量视觉测量装置的出口流出。

4.根据权利要求1所述的微流量视觉测量装置，其特征在于，进一步包括一数据分析模块，用于接收数据输出模块输出的测量数据，以对测量数据结果进行分析与统计。

5.一种微流量视觉测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S110：提供一液体输入装置，以使其将液体输入到一液体传输管径中；

S120：提供一取像装置，在t时刻对液体传输管径中液体的液位进行取像，通过一数据处理模块对取像装置获取的图像进行处理并得到t时刻液体的图像像素矩阵At；

S130：经过△t时间后，取像装置对液体传输管径中液体的液位再进行取像，通过数据处理模块对取像装置获取的图像进行处理并得到液体的图像像素矩阵A_t+1；

S140：计算比较A_t及A_t+1，得出液位在△t时间段内的变化值△h；

S150：根据△t、△h和固定的液体传输管内截面积，计算得出被检测的输入液体瞬时流量L；

S160：输出瞬时流量L的测量结果。

6.根据权利要求5所述的微流量视觉测量方法，其特征在于：取像装置在t时刻采集到的液体传输管径中液体的图像像素矩阵A_t的计算公式为：

其中，第i行第j列的像素值为Pij，行指示液位高度，代表的是液体传输管径的长度方向，列代表的是液体传输管径的宽度方向。

7.根据权利要求6所述的微流量视觉测量方法，其特征在于：取像装置在t+1时刻采集到的图像像素矩阵为A_t+1，那么，t时刻与t+1时刻的图像像素矩阵差△A的计算公式为：

8.根据权利要求7所述的微流量视觉测量方法，其特征在于：在不考虑取像装置本身的像素值重复性及光线的影响下，△A的计算公式为：

9.根据权利要求8所述的微流量视觉测量方法，其特征在于：设取像装置的分辨率在高度方向的分辨率为Cz(1/cm)，即每cm有多少个像素点，在△t时间段内，液位△h的计算公式为：

Δh＝(i-k)/Cz

其中，i、k表示在矩阵差△A中，不为0的像素所在的行位置的两个边界。

10.根据权利要求9所述的微流量视觉测量方法，其特征在于：所述液体传输管径中液体的瞬时流量L的计算公式为：

其中，φ为液体传输管径的内壁截面积，△t为从t时刻到t+1时刻的时间差。

11.根据权利要求5至10项任一项所述的微流量视觉测量方法，其特征在于：步骤S160数据输出后，进一步包括如下步骤：

将瞬时流量L的测量结果传输至一数据分析模块，对检测结果进行分析与统计。