“基于红外视觉技术的液位计自动检测系统”实现跨专业计量创新应用

数字技术是一项与电子计算机相伴相生的科学技术，它是指借助一定的设备将各种信息，包括：图、文、声、像等，转化为电子计算机能识别的二进制数字“0”和“1”后进行运算、加工、存储、传送、传播、还原的技术。由于在运算、存储等环节中要借助计算机对信息进行编码、压缩、解码等，因此也称为数码技术、计算机数字技术等。数字技术也称数字控制技术。

近日，浙江省计量科学研究院自主研制“基于红外视觉技术的液位计自动检测系统”成功通过考核。研究团队利用工业红外相机、精密光栅尺、伺服控制系统，结合红外视觉技术、机电自动化技术与长度精密测量等技术基础，实现跨专业计量创新应用准确度达到国内先进水平。

该系统在全量程(0～4000)mm内任意点的测量不确定度为0.01mm，结合了非接触式和红外影像检测方法的优点，操作方便、检测效率高，助力检测工作数字化转型，为计量创新多专业交叉应用提供先进案例。同时该技术可在“水库的水位监测”“电厂基地设备的液位信号监测”等诸多领域广泛推广应用。

在容器中液体介质的高低叫做液位，测量液位的仪表叫液位计。液位计为物位仪表的一种。液位计的类型有音叉振动式、磁浮式、压力式、超声波、声呐波，磁翻板、雷达等。

液位计种类：

磁浮子式可配置远传液位变送器，用以实现液位信号远传的数/模显示。属模拟式液位变送器，由液位传感器和信号转换器两部分组成。液位传感器由装在φ20不锈钢护管内的若干干簧管和若干电阻构成，护管紧固在测量管(主体管)外侧;信号转换器由电子模块组成，安置在传感器顶端或底端的防爆接线盒内。具有结构简单、使用方便、性能稳定、使用寿命长、便于安装维护等优点。主要广泛运用于石油加工、食品加工、化工、水处理、制药、电力、造纸、冶金、船舶和锅炉等领域中的液位测量。

内浮式双腔液位计(粘稠介质液位计)，是采用加拿大JKS公司的技术，是一种针对高粘稠介质而研发的专用液位测量仪表。该产品是在磁浮子液位计的基础上进行的技术升级，完全克服磁浮子液位计对粘稠介质长期以来测量不准确、腔体内部的液体与浮子粘附、维护困难等诸多弊病。

内浮式磁性液位计是一种双腔液位计，被测介质与磁性面板端的腔体隔离，容器端腔体内部与浮子经过特殊处理后，确保了浮子跟随液位的变化线性地传递给磁性面板，并清晰准确地指示出液位的高度。它即能现场显示，兼顾报警控制和输出远传信号。是一机多能的液位测量仪表，是测量粘稠介质最佳的液位测量仪表。

磁翻板液位计采用独特的散热方式，有效地控制了介仪表的工作温度，避免了磁性元件在高温条件下退磁,确保仪表工作可靠，可测量高温450℃，高压25MPa，在国内同行业中处于领先地位。

该液位计适用于高温高压液体容器的液位、界位的测量和控制。清晰的指示出液位的高度,显示直观醒目,指示器与贮罐完全隔离,使用安全、设计合理、结构简单、安装方便可靠、性能稳定、使用寿命长、维修费用低、便于安装维护等优点。

红外相机设计用来取景，存储和记录通过红外光源发出的光线，例如砷化镓、红外发光二极管功能的相机，同时它也应用于红外显微或 红外发光 、记录检验、分辨性能、自补偿等范围。CONTOUR-M 产品理想的应用于，红外光束阵列和组成红外光学系统的400 到1700nm 的波谱范围内红外采集器是基于高灵敏度、低噪音的硅CCD 传感器，并且它有一个内置的4 英寸薄膜液晶显示器。他轻巧紧凑的设计能用于手持型，以及1/4-20 内螺纹底座支架。前端使用了一个普通的红外滤光片和一部普通的红外线照明设备。红外滤光片用于滤除可见光，红外照明设备用于加强血管部分的亮度，因为血管对于红外线的反射要强于身体其它部分。

光栅尺也称为光栅尺位移传感器(光栅尺传感器)，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。光栅尺按照制造方法和光学原理的不同，分为透射光栅和反射光栅。

伺服控制系统是一种能对试验装置的机械运动按预定要求进行自动控制的操作系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角)。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。

新闻来源：浙江省计量科学研究