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专利名称：一种利用摄像头的储罐液位测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液位的测量装置，尤其是一种利用摄像头的储罐 液位测量装置，属于传感器和测量技术领域。
背景技术：
目前在工业、农业、医疗等行业的储罐液位自动化测量应用相当广泛。 其测量原理和方法众多，按照与液体接触与否，分为接触式液位测量和非接触式测量两类。 接触式测量有浮球式，电容式等，前者的缺点是需要灵敏可靠的机械结构，而后者不适用 于液体粘稠等场合；非接触式测量有超声波式，雷达波式，它们通过测量发射脉冲波与接 收反射波之间的时间差计算液位深度，它们的缺点是不适合液面变化晃动较大的场合，否 则其反射波将有可能接收不到，同时度一定要准确地保证安装精，否则所带来的测量偏差 很难加以消除。此外，如果被测量液体是带腐蚀性或易爆的，其测量过程则须要求传感装置 必须是防腐防爆的。由此种种原因导致了整个测量装置成本高，也制约了众多自动化领域 的进程。实用新型内容本实用新型的目的是为解决上述问题而提供的一种测量装置。结 合软件技术，它能够校正因安装偏差而带来的测量误差，且在液面具有较大变化晃动的场 合下仍能够保证较高的测量精度。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种利用摄像头的储罐液位测 量装置，包括摄像头和三个激光光源，激光光源波长在可见光波段。摄像头朝向液面垂直安 装。三个激光光源对称地安装在摄像头周围，其所发出的激光束(激光光源经凸透镜汇聚 后形成激光束)分别与摄像头透镜光轴在同一个平面内，激光束La，Lb，Lc与光轴的夹角为 分别为αι，a2，Ci3，其中夹角大小可进行调节，以使其适应不同的储罐形状，夹角调整的范 围最大不超过摄像头的视场角，以确保激光束落在摄像头采集的范围内，夹角最小调整到 0°，即激光束与液面垂直。本实用新型的优点实现非接触测量，测量成本低，除用于储罐液体测量外，还可 以用于油箱内燃油的测量。

图1是摄像头和激光光源的安装示意图。图2是摄像头和激光光源的位置关系示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，摄像头1朝向液面垂直安装，光轴要尽量垂直于液面。激光光 源LA，LB和LC对称地安装在摄像头1周围，激光束La，Lb和Lc与摄像头1透镜法线在同 一个平面，设光束La，Lb和Lc与光轴的夹角为分别为α” α 2，α 3，其中夹角大小可进行调 节，以使其适应不同的储罐形状，夹角调整的范围最大不超过摄像头1的视场角，以确保激 光束落在摄像头采集的范围内，夹角最小调整到0°，即激光束与液面垂直，夹角最佳的 调整方法是在储罐没有液体的情况时，在夹角不超过摄像头视场角的前提下，尽量使光束 照射到罐底边缘，以获取最佳的测量精度；设摄像头透镜的焦距为f，激光光源间的距离分别为d，d通常选取为5f 15f。通过三个激光光源发射三束可视的光束照射液面，通过摄 像头采集储罐液体图像传输至计算机，求取激光束与液面的三个交点A’，B’，C’(即光点) 在图像上形成的面积s，再根据测量装置安装参数及相关储罐信息便可计算出液面的高度。
权利要求1.一种利用摄像头的储罐液位测量装置，包括摄像头和三个激光光源，摄像头朝向液 面垂直安装，三个激光光源对称地安装在摄像头周围，其发出的激光束分别与摄像头透镜 光轴在同一个平面中，三个激光光束与光轴的夹角调整的范围最大不超过摄像头的视场 角，夹角最小调整到0°。
2.如权利要求1所述的一种利用摄像头的储罐液位测量装置，其特征在于摄像头透 镜的焦距为f，激光光源间的距离为d，d = 5f 15f。
专利摘要一种利用摄像头的储罐液位测量装置，包括摄像头和三个激光光源。摄像头朝向液面垂直安装。三个激光光源对称地安装在摄像头周围，其所发出的激光束分别与摄像头透镜光轴在同一个平面，三个激光光束a，b，c与光轴的夹角为分别为α1，α2，α3，其中夹角大小可进行调节，以使其适应不同的储罐形状，夹角调整的范围最大不超过摄像头的视场角，以确保激光束落在摄像头采集的范围内，夹角最小调整到0°，即激光束与液面垂直。本实用新型的优点实现非接触测量，测量成本低，除用于储罐液体测量外，还可以用于油箱内燃油的测量。
文档编号G01F23/22GK201926482SQ20102064284
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月4日 优先权日2010年12月4日
发明者于春和, 白莹 申请人:沈阳航空航天大学