專利名稱：玻璃液位攝像測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種玻璃熔窯液位測量裝置，特別是涉及一種玻璃液位攝像測量裝置，屬于玻璃生產(chǎn)線測控設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
玻璃熔窯中玻璃液面位置的穩(wěn)定是保證玻璃生產(chǎn)線連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。玻璃液位的在線測量是控制玻璃液面穩(wěn)定的先決條件。在此之前，大型玻璃熔窯多采用接觸式的移動(dòng)式鉬針液位計(jì)來測量液面位置。其存在的主要問題有1.鉬針接觸玻璃液瞬間造成液面波動(dòng)產(chǎn)生測量誤差；2.鉬針離開玻璃液面容易粘連玻璃液造成測量失誤；3.整套裝置需安裝到窯頂或工作池上，處于高溫惡劣環(huán)境中，故障率高，安裝調(diào)整極為困難。小型玻璃熔窯也曾采用過激光反射式液位計(jì)，但由于熔窯內(nèi)外存在的高溫紊流界面和粉塵顆粒經(jīng)常導(dǎo)致激光束偏離接收器造成測量中斷，存在著穩(wěn)定性差的問題，后期很少使用。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述測量方式的不足，本實(shí)用新型提供一種玻璃液位攝像測量裝置，該裝置測量準(zhǔn)確可靠，容易實(shí)施，便于維護(hù)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在玻璃熔窯澄清部位一側(cè)的池壁磚上沿與胸墻之間開有通透的標(biāo)志孔，標(biāo)志孔的高度為40-50mm，寬度為50-100mm。在所述標(biāo)志孔相對的另一側(cè)胸墻上開有觀察孔，觀察孔的高度為80-120mm，寬度為50_80mm。攝像機(jī)裝在防護(hù)水套內(nèi)，防護(hù)水套由支架固定在熔窯觀察孔外側(cè)，距觀察孔0.9-1. 2米處。高溫狀態(tài)下澄清的玻璃溶液表面成鏡面效果，標(biāo)志孔在玻璃液中產(chǎn)生鏡像，液位下降時(shí)，其標(biāo)志孔的實(shí)像、鏡像對稱于液面的距離成比例變化。攝像機(jī)攝取由標(biāo)志孔實(shí)像及其鏡像構(gòu)成的可視圖像，攝像機(jī)輸出的圖像信號由電纜送至圖像處理機(jī)處理，圖像處理機(jī)由電纜連接投料機(jī)控制器、顯示器和鍵盤?？梢晥D像信號經(jīng)圖像處理機(jī)進(jìn)行特征提取和數(shù)值處理，產(chǎn)生實(shí)時(shí)液位數(shù)據(jù)和液位控制信號，調(diào)整攝像機(jī)的鏡頭參數(shù)，顯示器上顯示含有標(biāo)志孔實(shí)像和鏡像的圖像。所述圖像處理機(jī)包括用于對輸入模擬圖像信號進(jìn)行高速數(shù)字轉(zhuǎn)換和緩存的圖像采集卡和用于把控制量由數(shù)字形式轉(zhuǎn)換為4-20MA形式的D/A轉(zhuǎn)換卡。所述顯示器的特定模式包括光標(biāo)、圖像顯示區(qū)、數(shù)據(jù)顯示區(qū)和曲線顯示區(qū)。本實(shí)用新型的有益效果是該裝置巧妙地利用了標(biāo)志孔這一簡單的熱工結(jié)構(gòu)和其鏡像之間距離與玻璃液位的相關(guān)性，利用攝像機(jī)攝取其可視圖像并處理，實(shí)現(xiàn)液位測量的目的。整套裝置穩(wěn)定、可靠，顯著地減輕了安裝、調(diào)試維護(hù)的工作強(qiáng)度。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.非接觸測量方式，測量過程不會(huì)對被測液位產(chǎn)生擾動(dòng)，測量準(zhǔn)確。2.無需在熔窯窯體上安裝其他裝置，具有實(shí)施簡單、容易的特點(diǎn)。3.具有液位控制信號輸出和相關(guān)控制參數(shù)設(shè)置功能，便于控制投料機(jī)穩(wěn)定液位。
圖1是玻璃液位攝像測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是通過觀察孔觀測到的A向可視圖像；圖3是圖像處理系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；圖4是顯示器顯示模式圖。在上述附圖中，1.池壁，2.標(biāo)志孔，3.胸墻，4.液面，5.觀察孔，6.攝像機(jī)，7.防護(hù)水套，8.支架，9.投料控制器，10.實(shí)像，11.鏡像，12.圖像處理機(jī)，13.顯示器，14.鍵盤， 15.顯卡，16.主板，17.圖像采集卡，18. D/A轉(zhuǎn)換卡，19.電源，20.光標(biāo)，21.圖像顯示區(qū)， 22.數(shù)據(jù)顯示區(qū)，23.曲線顯示區(qū)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例在玻璃熔窯澄清部位的池壁1上沿與胸墻3之間開有通透的標(biāo)志孔2，其高度為 45mm、寬度為80mm。在熔窯標(biāo)志孔2相對應(yīng)一側(cè)胸墻上開有觀察孔5，其高度為100mm，寬度為60mm。攝像機(jī)6裝在防護(hù)水套7內(nèi)，防護(hù)水套7由支架8固定在熔窯觀察孔5外側(cè)1米處。調(diào)整攝像機(jī)鏡頭參數(shù)，達(dá)到在顯示器13上顯示如圖2所示圖像，其中含有標(biāo)志孔2的實(shí)像10和標(biāo)志孔2的鏡像11。攝像機(jī)6輸出的圖像信號由電纜送至圖像處理機(jī)12處理， 形成迭加有光標(biāo)20的實(shí)時(shí)圖像、液位數(shù)據(jù)、液位變化歷史曲線等送顯示器13顯示；同時(shí)形成的液位控制信號輸出到投料機(jī)控制器9，調(diào)節(jié)投料機(jī)的投料速度控制液面穩(wěn)定。投料機(jī)控制器9為熔窯常規(guī)設(shè)備，不作說明。圖像處理系統(tǒng)構(gòu)成如圖3所示。其中圖像處理機(jī)12由顯卡15、主板16、圖像采集卡17、D/A轉(zhuǎn)換卡18、電源19構(gòu)成。圖像采集卡17完成攝像機(jī)6輸出的模擬視頻信號的數(shù)字轉(zhuǎn)換和高速緩存。D/A轉(zhuǎn)換卡18將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為4-20MA模擬信號，作為液位控制信號輸出。測量結(jié)果數(shù)據(jù)以及可視圖像數(shù)據(jù)則經(jīng)顯卡15送顯示器13顯示。顯示器13顯示模式如圖4所示。屏幕分為圖像顯示區(qū)21、數(shù)據(jù)顯示區(qū)22和曲線顯示區(qū)23。圖像顯示區(qū)21顯示由攝像機(jī)6攝取的實(shí)時(shí)圖像，圖像上迭加有可水平方向移動(dòng)的光標(biāo)20。光標(biāo)20的位置由鍵盤14設(shè)定。光標(biāo)20為液位測量位置線，指示和確定液位測量設(shè)定位置。數(shù)據(jù)顯示區(qū)22顯示液位高度數(shù)值、液位設(shè)定值、測量結(jié)果與設(shè)定值的偏差值等。曲線區(qū)23顯示液位高度變化歷史曲線。
權(quán)利要求1.一種玻璃液位攝像測量裝置，包括攝像機(jī)(6)、防護(hù)水套(7)、圖像處理機(jī)(12)、顯示器(1 和鍵盤(14)，其特征是在玻璃熔窯澄清部位一側(cè)的池壁磚(1)上沿與胸墻(3) 之間開有通透的標(biāo)志孔O)，在所述標(biāo)志孔(2)相對的另一側(cè)胸墻上開有觀察孔(5)，攝像機(jī)(6)裝在防護(hù)水套(7)內(nèi)，防護(hù)水套(7)由支架(8)固定在觀察孔(5)外側(cè)；高溫狀態(tài)下澄清的玻璃溶液表面成鏡面效果，標(biāo)志孔( 在玻璃液中產(chǎn)生鏡像，液位下降時(shí)，其標(biāo)志孔 ⑵的實(shí)像(10)、鏡像(11)對稱于液面⑷的距離成比例變化；攝像機(jī)(6)攝取由標(biāo)志孔實(shí)像(10)及其鏡像(11)構(gòu)成的可視圖像，攝像機(jī)(6)輸出的圖像信號由電纜送至圖像處理機(jī)(1 處理，圖像處理機(jī)(1 由電纜連接投料機(jī)控制器(9)、顯示器(1 和鍵盤(14)，可視圖像信號經(jīng)圖像處理機(jī)進(jìn)行特征提取和數(shù)值處理，產(chǎn)生實(shí)時(shí)液位數(shù)據(jù)和液位控制信號； 調(diào)整攝像機(jī)(6)的鏡頭參數(shù)，顯示器(1 上顯示含有標(biāo)志孔( 實(shí)像(10)和鏡像(11)的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃液位攝像測量裝置，其特征是所述圖像處理機(jī)(12)包括用于對輸入模擬圖像信號進(jìn)行高速數(shù)字轉(zhuǎn)換和緩存的圖像采集卡(17)和用于把控制量由數(shù)字形式轉(zhuǎn)換為4-20MA形式的D/A轉(zhuǎn)換卡(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃液位攝像測量裝置，其特征是所述顯示器(1 的特定模式包括光標(biāo)(20)、圖像顯示區(qū)(21)、數(shù)據(jù)顯示區(qū)0 和曲線顯示區(qū)03)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃液位攝像測量裝置，其特征是標(biāo)志孔O)的高度為 40-50mm,寬度為50_100_ ；觀察孔(5)的高度為80-120mm，寬度為50-80mm ；攝像機(jī)(6)裝在距觀察孔( 外側(cè)0. 9-1. 2米處。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種玻璃液位攝像測量裝置，其特征是在玻璃熔窯澄清部位一側(cè)的池壁磚(1)上沿與胸墻(3)之間開有通透的標(biāo)志孔(2)，在熔窯標(biāo)志孔(2)相對的另一側(cè)胸墻上開有觀察孔(5)，攝像機(jī)(6)裝在防護(hù)水套(7)內(nèi)由支架(8)固定在熔窯觀察孔(5)外側(cè)，攝像機(jī)(6)攝取由標(biāo)志孔實(shí)像(10)及其鏡像(11)構(gòu)成的可視圖像，攝像機(jī)(6)輸出的圖像信號由電纜送至圖像處理機(jī)(12)處理，圖像處理機(jī)(12)由電纜連接投料機(jī)控制器(9)、顯示器(13)和鍵盤(14)。本實(shí)用新型為非接觸測量方式，測量過程不會(huì)對被測液位產(chǎn)生擾動(dòng)，測量準(zhǔn)確。無需在熔窯窯體上安裝其他裝置，實(shí)施簡單、容易。具有液位控制信號輸出和相關(guān)控制參數(shù)設(shè)置功能，便于控制投料機(jī)穩(wěn)定液位。
文檔編號G01F23/292GK202101731SQ20112004965
公開日2012年1月4日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者田凱, 田治平, 郭占法 申請人:秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計(jì)院