CN102419198A - 一种液位高精度实时激光三角测量方法及测量装置 - Google Patents
一种液位高精度实时激光三角测量方法及测量装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102419198A CN102419198A CN2011102586150A CN201110258615A CN102419198A CN 102419198 A CN102419198 A CN 102419198A CN 2011102586150 A CN2011102586150 A CN 2011102586150A CN 201110258615 A CN201110258615 A CN 201110258615A CN 102419198 A CN102419198 A CN 102419198A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- test tube
- ccd
- liquid level
- getting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了种液位高精度实时激光三角测量方法及测量装置,包括激光三角位移传感器;激光三角位移传感器包括激光器、会聚透镜、接收物镜、CCD;激光器发出的激光束穿过会聚透镜,激光束通过液面折射,激光束经过接收物镜后在CCD上成像;还包括室内取液漏斗、室内取液试管、室外取液试管、U形管、信号线;室内取液试管与室外取液试管固定安装在检测工作台上;室内取液试管与室外取液试管用U形管连通连接;激光三角位移传感器安装在室外取液试管上方;激光三角位移传感器由信号线与工控机电连接。优点是:可实现非接触式实时液位测量;灵敏度高、光谱响应宽、动态范围大、线性好;精度高、测量范围大。
Description
技术领域
本发明属于液面测量技术领域,进一步讲是提供了一种液位高精度实时激光三角测量方法及测量装置,特别适用于液体物质液位高度变化的非接触测量。
背景技术
原有液体物质液面的测量方法采用体积法,测量精度低、不能实现在线测量,无法满足用户提出的测量精度要求。本方法发明一种对液位进行多点、非接触、在线、高精度测量装置解决该问题。
发明内容
本发明公开一种液位高精度实时激光三角测量方法,以解决现有技术中测量精度低、不能实现实时测量等问题。
本发明还提供了实现上述方法的测量装置,用于液位高精度实时检测。
本发明公开的液位高精度实时激光三角测量方法,采用以下技术解决方案:
由激光器、汇聚透镜、接收物镜、CCD组成激光三角位移传感器;激光三角位移传感器安装在室外取液试管上方;将室内取液试管与室外取液试管用U形管连接;激光三角位移传感器由信号线与工控机电连接;激光器发出的激光束穿过汇聚透镜,激光束通过液面折射,激光束经过接收物镜后在CCD4上成像;液位由第一状态液面变化为第二状态液面;激光三角位移传感器发出的光信号对室外取液试管液面进行检测,液位成像在线阵CCD上,测量液面高度;同时,检测数据通过工控机数据采集***,完成数据采集和处理;
利用三角形各边的比例关系,计算推导位移公式如下:
上式中:
a为激光束光轴和接收光轴的交点到接收透镜前主面的距离;
b为接收透镜后主面到成像面中心点的距离;
其中:
。
N0为校准时候的像中心在CCD上的像元值;
N为像点移动后的像元值;
计算在CCD上的位移距离,同时将CCD位移转换即得液面高度变化。
实现上述测量方法的实时测量装置,其特征在于:
激光三角位移传感器包括激光器、会聚透镜、 接收物镜、CCD;激光器发出的激光束穿过会聚透镜,激光束通过液面折射,激光束经过接收物镜后在CCD上成像;还包括室内取液漏斗、室内取液试管、室外取液试管、U形管、信号线;室内取液试管与室外取液试管固定安装在检测工作台上;室内取液试管与室外取液试管用U形管连通连接;激光三角位移传感器安装在室外取液试管上方;激光三角位移传感器由信号线与工控机电连接。激光三角位移传感器发出的光信号对固定在检测工作台台面上的室外取液试管液面进行检测,液位成像在线阵CCD上,测量液面高度;同时,检测数据通过工控机数据采集***,完成数据采集和处理。
本发明的积极效果在于:可实现非接触式实时液位测量;灵敏度高、光谱响应宽、动态范围大、线性好;尤其是精度高、测量范围大和非接触测量的优点,使其在液位测量领域显示出独特的优越性。
附图说明
图1为本发明直射式光路图;
图2为本发明液位测试***原理图;
图中:1、激光器;2、汇聚透镜;3、接收物镜;4 、CCD;11、激光三角位移传
感器;12、室外取液试管;13、室内取液试管;14、U形管;15、室内取液漏斗;16、信号线;F1、第一状态液面;F2、第二状态液面。
具体实施方式
通过以下实施例进一步举例描述本发明,并不以任何方式限制本发明,在不背离本发明的技术解决方案的前提下,对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
实施例1
如图1所示:本发明的激光三角位移传感器11包括激光器1、汇聚透镜2、接收物镜3、CCD 4;激光器1发出的激光束穿过汇聚透镜2,激光束通过液面折射,激光束经过接收物镜3后在CCD4上成像;液位由第一状态液面 F1变化为第二状态液面F2;利用三角形各边的比例关系,计算推导位移公式如下:
上式中:
a为激光束光轴和接收光轴的交点到接收透镜前主面的距离;
b为接收透镜后主面到成像面中心点的距离;
其中:
N0为校准时候的像中心在CCD上的像元值;
N为像点移动后的像元值;
计算在CCD上的位移距离,同时将CCD位移转换为液面高度变化。
实施例2
如图1、图2所示:本发明由激光三角位移传感器11、室外取液试管12、室内取液试管13、U形管14、室内取液漏斗15、信号线16构成;室内取液试管13与室外取液试管12固定安装在检测工作台上;室内取液试管13与室外取液试管12用U形管14连通连接;激光三角位移传感器11安装在室外取液试管12上方;激光三角位移传感器11由信号线16与工控机电连接;激光三角位移传感器11发出的光信号对固定在检测工作台台面上的室外取液试管12液面进行检测。
液位成像在激光三角位移传感器11的线阵CCD4上,测量液面高度;同时,检测数据通过工控机数据采集***,完成数据采集和处理。
Claims (2)
1.一种液位高精度实时激光三角测量方法,其特征在于:由激光器、汇聚透镜、接收物镜、CCD组成激光三角位移传感器;激光三角位移传感器安装在室外取液试管上方;将室内取液试管与室外取液试管用U形管连接;激光三角位移传感器由信号线与工控机电连接;激光器发出的激光束穿过汇聚透镜,激光束通过液面折射,激光束经过接收物镜后在CCD4上成像;液位由第一状态液面变化为第二状态液面;激光三角位移传感器发出的光信号对室外取液试管液面进行检测,液位成像在线阵CCD上,测量液面高度;同时,检测数据通过工控机数据采集***,完成数据采集和处理;
利用三角形各边的比例关系,计算推导位移公式如下:
上式中:
a为激光束光轴和接收光轴的交点到接收透镜前主面的距离;
b为接收透镜后主面到成像面中心点的距离;
为探测器与接收透镜光轴之间的夹角;
N0为校准时候的像中心在CCD上的像元值;
N为像点移动后的像元值;
为线阵CCD的像元中心距;
计算在CCD上的位移距离,同时将CCD位移转换即得液面高度变化。
2.实现权利要求1所述测量方法的实时测量装置,其特征在于:激光三角位移传感器包括激光器、会聚透镜、 接收物镜、CCD;激光器发出的激光束穿过会聚透镜,激光束通过液面折射,激光束经过接收物镜后在CCD上成像;还包括室内取液漏斗、室内取液试管、室外取液试管、U形管、信号线;室内取液试管与室外取液试管固定安装在检测工作台上;室内取液试管与室外取液试管用U形管连通连接;激光三角位移传感器安装在室外取液试管上方;激光三角位移传感器由信号线与工控机电连接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011102586150A CN102419198A (zh) | 2011-09-04 | 2011-09-04 | 一种液位高精度实时激光三角测量方法及测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011102586150A CN102419198A (zh) | 2011-09-04 | 2011-09-04 | 一种液位高精度实时激光三角测量方法及测量装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102419198A true CN102419198A (zh) | 2012-04-18 |
Family
ID=45943721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2011102586150A Pending CN102419198A (zh) | 2011-09-04 | 2011-09-04 | 一种液位高精度实时激光三角测量方法及测量装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102419198A (zh) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103424071A (zh) * | 2012-05-23 | 2013-12-04 | 北京理工大学 | 基于激光三角法的内孔测头固有几何参数标定方法 |
CN103542912A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-01-29 | 中华人民共和国太仓出入境检验检疫局综合技术服务中心 | 一种基于激光测距的激光水位计 |
GB2509716A (en) * | 2013-01-09 | 2014-07-16 | Internat Moisture Analysers Ltd | Optical chemical analyser and liquid depth sensor |
CN104897243A (zh) * | 2015-06-17 | 2015-09-09 | 电子科技大学 | 基于光学测距的透明液体的液位测量装置及液位测量方法 |
CN105526992A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-04-27 | 北京小米移动软件有限公司 | 水位测量方法及装置、容器 |
CN107356263A (zh) * | 2017-06-01 | 2017-11-17 | 中国计量科学研究院 | 一种基于激光位移测量法的静力水准仪校准装置 |
CN107462302A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-12-12 | 浙江中产科技有限公司 | 一种激光料位数据处理的方法 |
US10401209B2 (en) | 2016-06-22 | 2019-09-03 | Abbott Laboratories | Liquid level sensing apparatus and related methods |
CN111189512A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-05-22 | 广州奥格智能科技有限公司 | 基于激光测距的透明液体液位和折射率测量装置及方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2532463Y (zh) * | 2002-04-10 | 2003-01-22 | 华北电力大学 | 磁效应非接触式液位测量仪 |
CN101008104A (zh) * | 2006-12-28 | 2007-08-01 | 西安理工大学 | 直拉法单晶硅生长过程中的熔体液面位置检测方法 |
CN201233224Y (zh) * | 2008-07-30 | 2009-05-06 | 上海维宏电子科技有限公司 | Ccd激光三角位移传感器 |
CN101532825A (zh) * | 2009-04-27 | 2009-09-16 | 天津大学 | 基于差分激光三角法的海面溢油油膜厚度测量方法 |
CN101738243A (zh) * | 2008-11-26 | 2010-06-16 | 武汉科技学院 | 基于角位移跟踪的反射式液面位移检测法 |
-
2011
- 2011-09-04 CN CN2011102586150A patent/CN102419198A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2532463Y (zh) * | 2002-04-10 | 2003-01-22 | 华北电力大学 | 磁效应非接触式液位测量仪 |
CN101008104A (zh) * | 2006-12-28 | 2007-08-01 | 西安理工大学 | 直拉法单晶硅生长过程中的熔体液面位置检测方法 |
CN201233224Y (zh) * | 2008-07-30 | 2009-05-06 | 上海维宏电子科技有限公司 | Ccd激光三角位移传感器 |
CN101738243A (zh) * | 2008-11-26 | 2010-06-16 | 武汉科技学院 | 基于角位移跟踪的反射式液面位移检测法 |
CN101532825A (zh) * | 2009-04-27 | 2009-09-16 | 天津大学 | 基于差分激光三角法的海面溢油油膜厚度测量方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
祝杰等: "激光三角法测量位移", 《仪表技术与传感器》 * |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103424071B (zh) * | 2012-05-23 | 2016-02-10 | 北京理工大学 | 基于激光三角法的内孔测头固有几何参数标定方法 |
CN103424071A (zh) * | 2012-05-23 | 2013-12-04 | 北京理工大学 | 基于激光三角法的内孔测头固有几何参数标定方法 |
US10041880B2 (en) | 2013-01-09 | 2018-08-07 | International Moisture Analysers Limited | Optical chemical analyser and liquid depth sensor |
GB2509716A (en) * | 2013-01-09 | 2014-07-16 | Internat Moisture Analysers Ltd | Optical chemical analyser and liquid depth sensor |
US10508989B2 (en) | 2013-01-09 | 2019-12-17 | International Moisture Analysers Limited | Optical chemical analyser and liquid depth sensor |
GB2509716B (en) * | 2013-01-09 | 2018-07-04 | International Moisture Analysers Ltd | Spatial Interference Fourier Transform Raman chemical analyser |
CN103542912A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-01-29 | 中华人民共和国太仓出入境检验检疫局综合技术服务中心 | 一种基于激光测距的激光水位计 |
CN104897243A (zh) * | 2015-06-17 | 2015-09-09 | 电子科技大学 | 基于光学测距的透明液体的液位测量装置及液位测量方法 |
CN104897243B (zh) * | 2015-06-17 | 2017-11-10 | 电子科技大学 | 基于光学测距的透明液体的液位测量装置及液位测量方法 |
CN105526992A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-04-27 | 北京小米移动软件有限公司 | 水位测量方法及装置、容器 |
US10401209B2 (en) | 2016-06-22 | 2019-09-03 | Abbott Laboratories | Liquid level sensing apparatus and related methods |
US10760939B2 (en) | 2016-06-22 | 2020-09-01 | Abbott Laboratories | Liquid level sensing apparatus and related methods |
CN107356263A (zh) * | 2017-06-01 | 2017-11-17 | 中国计量科学研究院 | 一种基于激光位移测量法的静力水准仪校准装置 |
CN107462302B (zh) * | 2017-08-02 | 2019-06-21 | 浙江中产科技有限公司 | 一种激光料位数据处理的方法 |
CN107462302A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-12-12 | 浙江中产科技有限公司 | 一种激光料位数据处理的方法 |
CN111189512A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-05-22 | 广州奥格智能科技有限公司 | 基于激光测距的透明液体液位和折射率测量装置及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102419198A (zh) | 一种液位高精度实时激光三角测量方法及测量装置 | |
CN102679892B (zh) | 一种单镜头激光三角法厚度测量仪 | |
CN103542813B (zh) | 一种基于边界微分和环境光自校准的激光测径仪 | |
CN107121095A (zh) | 一种精确测量超大曲率半径的方法及装置 | |
CN102589484B (zh) | 自准直仪示值误差检测方法及应用该方法的装置 | |
CN101738243A (zh) | 基于角位移跟踪的反射式液面位移检测法 | |
CN110455221B (zh) | 一种快速测量光学镜片曲率半径的光路结构和设备 | |
CN101373134A (zh) | 一种线状激光窄带滤光psd热辐射板厚测量方法 | |
JP2017502295A (ja) | 非イメージングコヒーレントラインスキャナシステムおよび光学検査方法 | |
CN101603817B (zh) | 玻璃厚度的检测设备和检测方法 | |
CN107607050A (zh) | 激光测厚装置 | |
CN102081218B (zh) | 影像测量仪的对焦装置 | |
CN201096611Y (zh) | 一种非球面透镜的偏心测量装置 | |
CN102053047B (zh) | 可兼顾分辨力和量程的激光差动共焦theta扫描检测方法 | |
CN105115431A (zh) | 一种新型ccd激光位移传感器纸页厚度计 | |
JP4690183B2 (ja) | 肉厚測定装置及び肉厚測定方法 | |
CN204101001U (zh) | 一种带钢厚度测量设备 | |
CN100501319C (zh) | 采用psd的光电倾角测量装置 | |
CN201662392U (zh) | 钢球表面质量光电检测装置 | |
Tong et al. | The research of screw thread parameter measurement based on position sensitive detector and laser | |
CN104567796A (zh) | 一种3d拍摄测距方法 | |
CN108362210A (zh) | 具有直线结构的单透镜激光位移测头 | |
CN202229812U (zh) | 激光高精度液位实时测量仪器 | |
CN105091797A (zh) | 一种单ccd的强度关联自准直仪 | |
CN105783859B (zh) | 一种三轴运动平台的高精度控制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120418 |