本发明涉及液体流量计量领域，尤其涉及一种基于机器视觉液位检测的液体流量标准装置。
背景技术：
1、液体流量计在出厂前，需要通过流量标准装置进行检定以判断其计量性能是否符合要求。建立可靠的液体流量标准装置是液体流量计准确工作的前提。常见的液体流量标准装置包括质量法、容积法、标准表法、活塞法等。其中，动态容积法液体流量标准装置的工作原理是：液体经过被检表进入量筒，当量筒的液位达到预先标定的起始液位时，开始计时，直至液位达到预先标定的终止液位时，停止计时，通过计算这段时间装置的体积流量值，与被检表的流量值进行比较。对于容积式液体流量标准装置而言，精准读取液体的体积是一件比较困难的事情。特别是对于量筒中存在的液凹面现象，人工读数的方法很容易给测量结果带来误差，增大不确定度。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于机器视觉液位检测的液体流量标准装置，利用视觉检测系统自动读取量筒内液面高度，并减少人工读数的误差。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
3、一种基于机器视觉液位检测的液体流量标准装置，包括
4、储气罐，储液罐，节流阀，量筒和液面测量组件，
5、所述储液罐内存储有液体，所述节流阀联通于所述储液罐和量筒之间，所述储气罐向储液罐内通入压力稳定可调的气体以挤压液体进入所述量筒内，流量计设置于所述节流阀和量筒之间，
6、所述液面测量组件设置于所述量筒一侧，所述液面检测组件配置有视觉检测系统以检测所述量筒内的液面高度，根据预设的体积流量计算策略计算实际流经流量计的液体流量。
7、进一步地，所述视觉检测系统包括竖向驱动组件和工业相机，所述竖向驱动组件驱动工业相机沿着平行于量筒高度的方向上下移动，所述工业相机拍摄量筒图像以定义为初步测试图像信息，根据液面判断策略判断液面是否位于预设的有效区域内，若液面位于预设的有效区域内，则将该初步测试图像信息作为有效测试图像信息并根据预设的液面查找算法读取量筒读数，若液面高于或者与有效区域的上缘有交集，则生成上升信号以使驱动组件驱动工业相机向上移动至液面位于预设的有效区域内，若液面低于或者与有效区域的下缘有交集，则生成下降信号以使驱动组件驱动工业相机向下移动至液面位于预设的有效区域内。
8、进一步地，所述视觉检测系统配置有结果阈值，所述液面判断策略包括在所述初步测试图像信息的预设位置划取两个图像采样区域并划取两条平行线作为液位边界线，将两条液位边界线之间的区域作为所述有效区域，两个图像采样区域位于有效区域之外，且两个图像采样区域的边界与其中一条液位边界线重合，分别对两个图像采样区域进行特征处理，若其中一个图像采样区域的第一处理结果大于结果阈值，另一图像采样区域的第二处理结果小于结果阈值，并且第一处理结果和第二处理结果的差异大于预设差异度，则认定液面位于预设的有效区域内。
9、进一步地，对图像采样区域特征处理的方法包括提取平均灰度值，所述结果阈值具体为灰度阈值，将位于上方的图像采样区域定义为第一图像采样区域，将位于下方的图像采样区域定义为第二图像采样区域，若第一图像采样区域的第一处理结果和第二图像采样区域的第二处理结果之间的差异小于预设差异度，且第一处理结果和第二处理结果的均值小于灰度阈值，则生成所述下降信号，若第一图像采样区域的第一处理结果和第二图像采样区域的第二处理结果之间的差异小于预设差异度，且第一处理结果和第二处理结果的均值大于灰度阈值，则生成所述上升信号。
10、进一步地，所述液面查找算法包括在所述有效测试图像信息内识别若干条平行线段作为平行组，所述位于有效区域内的平行线组作为读数参照线，
11、在所述有效测试图像信息内进行边缘检测以获取液面边界，
12、在所述有效测试图像信息内作平行于读数参照线且与液面边界相切的辅助线段，获取辅助线段与读数参照线的相对位置以获取量筒读数。
13、进一步地，所述体积流量计算策略的计算公式如下：
14、，
15、其中，为量筒横截面积，为两个时刻的液体高度，为时间间隔，表示时间间隔内的液体流量。
16、进一步地，所述竖向驱动组件包括驱动件、直线导轨和滑块，所述直线导轨竖向设置，所述滑块与所述直线导轨滑动连接，所述驱动件驱动所述滑块竖向移动，所述驱动件的输出方向可调节以改变所述滑块的移动方向，所述工业相机和所述滑块固定连接，所述工业相机上固定连接有光源，所述光源的出光方向朝向量筒一侧。
17、本发明的有益效果：
18、1、本发明通过视觉检测系统快速测量量筒内的液面高度，减少人工读数造成的误差，在检定过程中，记录任意两个时刻的液位高度，可以计算出该时段内进入容腔的液体体积，从而计算出通过被检流量计的液体体积流量，检定过程简单便利，并且利用视觉检测系统能够多次、重复读取量筒内的液面高度，便于多次检定，工作效率高；
19、2、本发明通过视觉检测系统的设置，在初步测试图像信息中划取液位边界线和两个图像采样区域，判断液面是否位于液位边界线之间，若否则利用驱动组件驱动相机向上或者向下移动至液面位于液位边界线之间，并且只对两个图像采样区域进行特征处理，图像处理量较小，便于视觉检测系统快速相应，提升运算速度，减少了镜头畸变对于读数的影响，并利用算法计算液面边界低点的读数，减少读数误差。
1.一种基于机器视觉液位检测的液体流量标准装置，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉液位检测的液体流量标准装置，其特征在于：所述视觉检测系统包括竖向驱动组件和工业相机，所述竖向驱动组件驱动工业相机沿着平行于量筒高度的方向上下移动，所述工业相机拍摄量筒图像以定义为初步测试图像信息，根据液面判断策略判断液面是否位于预设的有效区域内，若液面位于预设的有效区域内，则将该初步测试图像信息作为有效测试图像信息并根据预设的液面查找算法读取量筒读数，若液面高于或者与有效区域的上缘有交集，则生成上升信号以使驱动组件驱动工业相机向上移动至液面位于预设的有效区域内，若液面低于或者与有效区域的下缘有交集，则生成下降信号以使驱动组件驱动工业相机向下移动至液面位于预设的有效区域内。
3.根据权利要求2所述的基于机器视觉液位检测的液体流量标准装置，其特征在于：所述视觉检测系统配置有结果阈值，所述液面判断策略包括在所述初步测试图像信息的预设位置划取两个图像采样区域并划取两条平行线作为液位边界线，将两条液位边界线之间的区域作为所述有效区域，两个图像采样区域位于有效区域之外，且两个图像采样区域的边界与其中一条液位边界线重合，分别对两个图像采样区域进行特征处理，若其中一个图像采样区域的第一处理结果大于结果阈值，另一图像采样区域的第二处理结果小于结果阈值，并且第一处理结果和第二处理结果的差异大于预设差异度，则认定液面位于预设的有效区域内。
4.根据权利要求3所述的基于机器视觉液位检测的液体流量标准装置，其特征在于：对图像采样区域特征处理的方法包括提取平均灰度值，所述结果阈值具体为灰度阈值，将位于上方的图像采样区域定义为第一图像采样区域，将位于下方的图像采样区域定义为第二图像采样区域，若第一图像采样区域的第一处理结果和第二图像采样区域的第二处理结果之间的差异小于预设差异度，且第一处理结果和第二处理结果的均值小于灰度阈值，则生成所述下降信号，若第一图像采样区域的第一处理结果和第二图像采样区域的第二处理结果之间的差异小于预设差异度，且第一处理结果和第二处理结果的均值大于灰度阈值，则生成所述上升信号。
5.根据权利要求2所述的基于机器视觉液位检测的液体流量标准装置，其特征在于：所述液面查找算法包括在所述有效测试图像信息内识别若干条平行线段作为平行组，所述位于有效区域内的平行线组作为读数参照线，
6.根据权利要求1所述的基于机器视觉液位检测的液体流量标准装置，其特征在于：所述体积流量计算策略的计算公式如下：
7.根据权利要求2所述的基于机器视觉液位检测的液体流量标准装置，其特征在于：所述竖向驱动组件包括驱动件、直线导轨和滑块，所述直线导轨竖向设置，所述滑块与所述直线导轨滑动连接，所述驱动件驱动所述滑块竖向移动，所述驱动件的输出方向可调节以改变所述滑块的移动方向，所述工业相机和所述滑块固定连接，所述工业相机上固定连接有光源，所述光源的出光方向朝向量筒一侧。
