CN1540297A - 普通水表自动检定装置及其检定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种普通水表自动检定装置及其检定方法，该检定装置，包括由多只水表连接而成的检定台、与每列水表并接的三路电磁阀、与该电磁阀连接的具有五种容积的标准容器，每只水表的上方设有一台摄像头，还包括与所述容器连通的自动水位测量装置、与该测量装置及电磁阀分别电连接的电控箱、与该电控箱及摄像头电连接的计算机。由摄像头采集到的水表图象，经计算机处理并识别被检水表的流量，电控箱对标准容器的水位进行测量，把所得数据发送到计算机，最后由计算机计算分析后，生成并打印水表检定记录报表。本发明的技术使得普通水表检定可自动进行，并操作简便，从而降低了劳动强度，提高了检定精度和工作效率。

Description

普通水表自动检定装置及其检定方法

技术领域

本发明涉及液体流量计量装置的检定装置及其检定方法，尤其是涉及一种普通水表自动检定装置及其检定方法。

背景技术

按照国家计量检定JJG162-85《水表及其试验装置检定规程》的规定，检定水表要检定公称流量、分界流量和最小流量三个流量点。目前，计量器具的检定单位在检定普通水表时，检定人员需要手动三次切换水流量，肉眼前后六次读取被检水表流量和六次读取标准容器的水位，并记录这些数据，计算出各种误差，然后手工把数据输入计算机以便打印检定报告。在检定过程中员工一直要监视、控制和记录检定装置的运行，还要计算、处理和输入数据，工作量很大，另外，依靠人工反复大量读取数据，势必造成人为误差，因此，现有检测技术使得检定工作量大、劳动强度高、工效低，而且测量精度差。

发明内容

本发明的目的是要解决现有检测技术中检定工作量大、劳动强度高、工效低，而且测量精度差的技术问题，提出一种检定效率高、测量精度高和易于使用、维护的普通水表自动检定装置。

本发明的另一目的要解决的技术问题是提供一种操作简便、劳动强度低、准确可靠的普通水表自动的检定方法。

本发明检定装置的设计原理：由摄像头及图象卡采集到的水表表盘图象，经计算机处理并识别多个被检水表的流量，电控箱对标准容器的水位进行测量，把所得数据发送到计算机，最后由计算机计算分析后，生成并打印水表检定记录报表。

该检定装置的技术方案是构造一种普通水表自动检定装置，其包括由多只待检水表连接而成的检定台、与该检定台每列水表并接的三路电磁阀、与该电磁阀连接的具有五种容积的标准容器，所述检定台的每只水表的上方设有一台用于读取水表指针图象的摄像头，还包括与所述容器连通的自动水位测量装置、与该测量装置及所述电磁阀分别电连接的内设单片机的电控箱、与该电控箱及所述摄像头电连接的计算机。

本发明检定装置所述的自动水位测量装置，包括与所述标准容器连通的玻璃管、设于该玻璃管上可沿其轴向移动的水位测量头、带动该水位测量头移动的微电机，可调节的连接于所述玻璃管水位测量头下方的停水测头，所述水位测量头、微电机和停水测头分别与所述电控箱电连接。

本发明的检定方法如下：

接通计算机、电控箱等设备的电源，打开检定程序；

安装水表后，调节摄像头使水表的最小流量指针图像位于计算机对应的图框中；调节好阀门各流量点流量，打开放水阀排除管道气泡，关阀开始检测；

输入信息，如流量点、水表名称、编号、口径等参数；

摄取、处理、识别初始水表指针、位置图像；

启动电磁阀进水；

通过摄像头摄取图象并通过计算机来监测水表指针的转动、整转数、水表流量及记录、显示指针对应的实时流量；

判别标准容器的水位，若水未注满，继续监测指针状况、记录实时流量等；若水已注满，关闭电磁阀；

检测标准容器水位和水量，计算各水表计量误差，判别水表是否合格，形成公称流量、分界流量和最小流量等报表数据。

由于本发明集电子、图象、机械和计算机技术于一体，采用先进的元器件机械工艺精心设计而成，操作简便，使用、维护方便。使用光电感应信号，对水位变化反应灵敏，可产生稳定的水位脉冲信号，抗干扰性极佳。计算机采取多种快速的数学算法，保证了图象识别的的实时性和可靠性，并消除人为误差，提高了装置的准确性。又由于实现了被检水表和标准容器流量的自动读取、自动切换流量以及检定结束后自动计算出误差并形成打印报告，整个过程全部实现自动完成，员工工作得以明显简化，劳动强度降低，工作效率大大提高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，其中：

图1是本发明检定装置的结构框图；

图2是图1中自动水位测量装置的结构示意图；

图3是本发明检定方法中水表识别检定程序的流程框图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明检定装置较佳实施例的结构框图。图中示出的检定装置，包括由12只20毫米普通湿式待检冷水表分两列并接而成的检定台1，也可以是12只水表一列串接而成，该检定台可以安装检定15-25毫米口径的普通干、湿式冷水表，检定台上还可以设有测量干式水表的转动驱动台。与每列水表管道并接的分别检定公称流量、分界流量和最小流量的3路电磁阀2(两列共有6路电磁阀)、与6路电磁阀连接的具有五种容积的两套标准容器3(共计10路水位)，该标准容器3的五种容积分别为5升、10升、20升、50升和100升。所述检定台1的每只水表的上方设有一台摄像头4，该摄像头设于可调节的框架上，该框架还设有光源及防水罩。本发明检定装置还包括与所述容器3连通的自动水位测量装置5、与该测量装置及所述电磁阀2分别电连接的内设单片机的电控箱6、与该电控箱及所述摄像头4电连接的计算机7。

如图2所示，为自动水位测量装置的结构示意图。所述自动水位测量装置5，包括与所述标准容器3连通的玻璃管8、设于该玻璃管上可沿其轴向移动的水位测量头9，带动该水位测量头移动的微电机10，可调节的连接于所述玻璃管水位测量头9下方的停水测头11，所述水位测量头9、微电机10和停水测头11分别与所述电控箱6电连接。上述自动水位测量装置中的水位测量头9为光电测量头，其正常位置处于玻璃管8的水位下方，当水位停止并延时等待玻璃管水位稳定后，微电机10开始向上运行，带动光电测量头9向上运行，光电头发出连续脉冲由设于电控箱6内的单片机接收并计数。当测量头运行到水位表面处，光信号跳变产生脉冲信号，由单片机接收并停止计数，控制微电机反向运行到初始位置，然后单片机发送脉冲数据到计算机7转化为实际水量。所述的停水测头11也是根据光电转化原理，产生水位脉冲信号传送给电控箱，其内单片机接收后控制电磁阀2开关或延时等。所述电控箱6单片机中设有很强实时性和抗干扰性的相应程序，可以实现多路信号的接收和处理，即可以实现10路水位的实时检测和测量，并可以控制6路进水阀门的开关。还可以实现同计算机RS232间的串行通讯，接收并处理计算机发来的控制指令，向计算机发送相应的信号和测量数据等。

所述计算机7为配置了大容量高速内存P4/2.0的计算机，其内设有三块专业视频图像采集卡，所述的摄像头4将12路水表图像的视频信号直接输入到图像采集卡，而计算机采用功能强大的VC++6.0编制的检定操作软件，用以控制三块图象采集卡实时采集水表图象(共计12路图象信号)到高速内存，其速度可达每秒采集图象100幅以上；计算机采用多种数学方法如灰度变换、边界检测、指针图形匹配、击中击不中、色彩变换、噪声点过滤、角度变换等方法，把这些数学方法编制为多种快速算法C语言程序，通过计算从图象数据中识别出指针和指针位置及对湿式水表中的水泡和气泡进行排除；还可以实现计算机同电控箱的RS232串行通信，通过电控箱完成通水、停水、测量等功能；还可以实现检定数据的自动储存、管理和打印。

如图3所示，为本发明检定方法中水表识别检定程序的流程框图。

本发明的检定方法是这样进行的：

首先接通计算机、电控箱等设备的电源，点击图标打开检定程序；

安装水表后，调节摄像头使水表的最小流量指针图像位于计算机对应的图框中；调节好阀门各流量点流量，打开放水阀排除管道气泡，关闭阀门开始检测；

输入有关信息(所要检定的项目、水表参数)，如流量点、水表名称、编号、口径、送检单位等参数；

计算机开始自动检测，包括摄取水表图象到内存区域、滤除气泡、水雾等干扰、识别指针形状和起点位置；

电控箱自动启动电磁阀进水；

计算机监测指针的转动、水表流量是否稳定、判断指针整转数及记录、显示指针对应的实时流量；

计算机判别相关标准容器的水位，若水未注满，继续监测指针状况、记录实时流量等，若水已注满，指令电控箱关闭电磁阀；

电控箱检测标准容器水位和水量，计算机计算各水表的计量误差，并判别被检水表是否合格，形成公称流量、分界流量和最小流量等报表数据并显示、修改、查询、储存或打印。

经过大量的测试证明，采用本发明的技术，能自动测量10路水位，自动控制6路进水电磁阀门；图象自动识别检测的可靠性达到平均连续测试300个数据，才出现1次图象识别误差超出1/3水表最小分度值，即图象识别精度达到1/3水表最小分度值，符合国家规定允许1/2最小分度值；标准容器水位测量精度达到1/5最小刻度值，可以减少人为误差90％以上，符合计量工作公证性、准确性宗旨。现有技术人工操作12块水表的检定、记录共需约36分钟，而本发明自动检测全过程只需约23-24分钟，可由一人完成原来两人的工作量，可见员工劳动强度降低，工作效率大为提高。

Claims (7)

1、一种普通水表自动检定装置，包括由多只待检水表连接而成的检定台(1)、与该检定台并接的三路电磁阀(2)、与该电磁阀连接的具有五种容积的标准容器(3)，其特征在于，所述检定台(1)的每只水表的上方设有一台用于读取水表指针图象的摄像头(4)，还包括与所述标准容器(3)连通的自动水位测量装置(5)、与该测量装置及所述电磁阀(2)分别电连接的内设单片机的电控箱(6)、与该电控箱及所述摄像头(4)电连接的计算机(7)。

2、根据权利要求1所述检定装置，其特征在于，所述的自动水位测量装置(5)，包括与所述标准容器(3)连通的玻璃管(8)、设于该玻璃管上可沿其轴向移动的水位测量头(9)、带动该水位测量头移动的微电机(10)、可调节的连接于所述玻璃管上水位测量头(9)下方的停水测头(11)，所述水位测量头(9)、微电机(10)和停水测头(11)分别与所述电控箱(6)电连接。

3、根据权利要求2所述检定装置，其特征在于，所述的计算机(7)为配置了大容量高速内存P4/2.0的计算机及用于图象识别的专用软件，该计算机内设有三块专业视频图像采集卡。

4、根据权利要求3所述检定装置，其特征在于，所述的检定台(1)上的多只待检水表为12只水表一列串接而成。

5、根据权利要求3所述检定装置，其特征在于，所述的检定台(1)上的多只待检水表为12只水表分两列并接而成，每列管路分别并接三只所述电磁阀(2)，该电磁阀还连接所述具有五种容积的标准容器(3)。

6、根据权利要求4或5所述检定装置，其特征在于，所述的具有五种容积的标准容器(3)的五种容积分别为5升、10升、20升、50升和100升。

7、一种使用权利要求1所述检定装置的检定方法，该方法的步骤如下：

a、接通计算机、电控箱等设备的电源，打开检定程序；

b、安装水表后，调节摄像头使水表的最小流量指针图像位于计算机对应的图框中；调节好阀门各流量点流量，打开放水阀排除管道气泡，关阀开始检测；

c、输入信息，如流量点、水表名称、编号、口径等参数；

d、摄取、处理、识别水表指针及位置图像；

e、启动电磁阀进水；

f、通过摄像头摄取图象并通过计算机来监测水表指针的转动、整转数、水表流量及记录显示指针对应的实时流量；

g、判别标准容器的水位，若水未注满，返回步骤f，若水已注满，关闭电磁阀；

h、检测标准容器水位和水量，计算各水表计量误差，判别水表是否合格，形成报表数据。

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