专利名称：玻璃液位摄像测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种玻璃熔窑液位测量装置，特别是涉及一种玻璃液位摄像测量装置，属于玻璃生产线测控设备领域。
背景技术：
玻璃熔窑中玻璃液面位置的稳定是保证玻璃生产线连续稳定生产的关键因素。玻璃液位的在线测量是控制玻璃液面稳定的先决条件。在此之前，大型玻璃熔窑多采用接触式的移动式钼针液位计来测量液面位置。其存在的主要问题有1.钼针接触玻璃液瞬间造成液面波动产生测量误差；2.钼针离开玻璃液面容易粘连玻璃液造成测量失误；3.整套装置需安装到窑顶或工作池上，处于高温恶劣环境中，故障率高，安装调整极为困难。小型玻璃熔窑也曾采用过激光反射式液位计，但由于熔窑内外存在的高温紊流界面和粉尘颗粒经常导致激光束偏离接收器造成测量中断，存在着稳定性差的问题，后期很少使用。
发明内容为了克服现有技术存在的上述测量方式的不足，本实用新型提供一种玻璃液位摄像测量装置，该装置测量准确可靠，容易实施，便于维护。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在玻璃熔窑澄清部位一侧的池壁砖上沿与胸墙之间开有通透的标志孔，标志孔的高度为40-50mm，宽度为50-100mm。在所述标志孔相对的另一侧胸墙上开有观察孔，观察孔的高度为80-120mm，宽度为50_80mm。摄像机装在防护水套内，防护水套由支架固定在熔窑观察孔外侧，距观察孔0.9-1. 2米处。高温状态下澄清的玻璃溶液表面成镜面效果，标志孔在玻璃液中产生镜像，液位下降时，其标志孔的实像、镜像对称于液面的距离成比例变化。摄像机摄取由标志孔实像及其镜像构成的可视图像，摄像机输出的图像信号由电缆送至图像处理机处理，图像处理机由电缆连接投料机控制器、显示器和键盘。可视图像信号经图像处理机进行特征提取和数值处理，产生实时液位数据和液位控制信号，调整摄像机的镜头参数，显示器上显示含有标志孔实像和镜像的图像。所述图像处理机包括用于对输入模拟图像信号进行高速数字转换和缓存的图像采集卡和用于把控制量由数字形式转换为4-20MA形式的D/A转换卡。所述显示器的特定模式包括光标、图像显示区、数据显示区和曲线显示区。本实用新型的有益效果是该装置巧妙地利用了标志孔这一简单的热工结构和其镜像之间距离与玻璃液位的相关性，利用摄像机摄取其可视图像并处理，实现液位测量的目的。整套装置稳定、可靠，显著地减轻了安装、调试维护的工作强度。与现有技术相比具有以下优点1.非接触测量方式，测量过程不会对被测液位产生扰动，测量准确。2.无需在熔窑窑体上安装其他装置，具有实施简单、容易的特点。3.具有液位控制信号输出和相关控制参数设置功能，便于控制投料机稳定液位。
图1是玻璃液位摄像测量装置的结构示意图；图2是通过观察孔观测到的A向可视图像；图3是图像处理系统构成示意图；图4是显示器显示模式图。在上述附图中，1.池壁，2.标志孔，3.胸墙，4.液面，5.观察孔，6.摄像机，7.防护水套，8.支架，9.投料控制器，10.实像，11.镜像，12.图像处理机，13.显示器，14.键盘， 15.显卡，16.主板，17.图像采集卡，18. D/A转换卡，19.电源，20.光标，21.图像显示区， 22.数据显示区，23.曲线显示区。
具体实施方式
实施例在玻璃熔窑澄清部位的池壁1上沿与胸墙3之间开有通透的标志孔2，其高度为 45mm、宽度为80mm。在熔窑标志孔2相对应一侧胸墙上开有观察孔5，其高度为100mm，宽度为60mm。摄像机6装在防护水套7内，防护水套7由支架8固定在熔窑观察孔5外侧1米处。调整摄像机镜头参数，达到在显示器13上显示如图2所示图像，其中含有标志孔2的实像10和标志孔2的镜像11。摄像机6输出的图像信号由电缆送至图像处理机12处理， 形成迭加有光标20的实时图像、液位数据、液位变化历史曲线等送显示器13显示；同时形成的液位控制信号输出到投料机控制器9，调节投料机的投料速度控制液面稳定。投料机控制器9为熔窑常规设备，不作说明。图像处理系统构成如图3所示。其中图像处理机12由显卡15、主板16、图像采集卡17、D/A转换卡18、电源19构成。图像采集卡17完成摄像机6输出的模拟视频信号的数字转换和高速缓存。D/A转换卡18将数字量转换为4-20MA模拟信号，作为液位控制信号输出。测量结果数据以及可视图像数据则经显卡15送显示器13显示。显示器13显示模式如图4所示。屏幕分为图像显示区21、数据显示区22和曲线显示区23。图像显示区21显示由摄像机6摄取的实时图像，图像上迭加有可水平方向移动的光标20。光标20的位置由键盘14设定。光标20为液位测量位置线，指示和确定液位测量设定位置。数据显示区22显示液位高度数值、液位设定值、测量结果与设定值的偏差值等。曲线区23显示液位高度变化历史曲线。
权利要求1.一种玻璃液位摄像测量装置，包括摄像机(6)、防护水套(7)、图像处理机(12)、显示器(1 和键盘(14)，其特征是在玻璃熔窑澄清部位一侧的池壁砖(1)上沿与胸墙(3) 之间开有通透的标志孔O)，在所述标志孔(2)相对的另一侧胸墙上开有观察孔(5)，摄像机(6)装在防护水套(7)内，防护水套(7)由支架(8)固定在观察孔(5)外侧；高温状态下澄清的玻璃溶液表面成镜面效果，标志孔( 在玻璃液中产生镜像，液位下降时，其标志孔 ⑵的实像(10)、镜像(11)对称于液面⑷的距离成比例变化；摄像机(6)摄取由标志孔实像(10)及其镜像(11)构成的可视图像，摄像机(6)输出的图像信号由电缆送至图像处理机(1 处理，图像处理机(1 由电缆连接投料机控制器(9)、显示器(1 和键盘(14)，可视图像信号经图像处理机进行特征提取和数值处理，产生实时液位数据和液位控制信号； 调整摄像机(6)的镜头参数，显示器(1 上显示含有标志孔( 实像(10)和镜像(11)的图像。
2.根据权利要求1所述的玻璃液位摄像测量装置，其特征是所述图像处理机(12)包括用于对输入模拟图像信号进行高速数字转换和缓存的图像采集卡(17)和用于把控制量由数字形式转换为4-20MA形式的D/A转换卡(18)。
3.根据权利要求1所述的玻璃液位摄像测量装置，其特征是所述显示器(1 的特定模式包括光标(20)、图像显示区(21)、数据显示区0 和曲线显示区03)。
4.根据权利要求1所述的玻璃液位摄像测量装置，其特征是标志孔O)的高度为 40-50mm,宽度为50_100_ ；观察孔(5)的高度为80-120mm，宽度为50-80mm ；摄像机(6)装在距观察孔( 外侧0. 9-1. 2米处。
专利摘要本实用新型涉及一种玻璃液位摄像测量装置，其特征是在玻璃熔窑澄清部位一侧的池壁砖(1)上沿与胸墙(3)之间开有通透的标志孔(2)，在熔窑标志孔(2)相对的另一侧胸墙上开有观察孔(5)，摄像机(6)装在防护水套(7)内由支架(8)固定在熔窑观察孔(5)外侧，摄像机(6)摄取由标志孔实像(10)及其镜像(11)构成的可视图像，摄像机(6)输出的图像信号由电缆送至图像处理机(12)处理，图像处理机(12)由电缆连接投料机控制器(9)、显示器(13)和键盘(14)。本实用新型为非接触测量方式，测量过程不会对被测液位产生扰动，测量准确。无需在熔窑窑体上安装其他装置，实施简单、容易。具有液位控制信号输出和相关控制参数设置功能，便于控制投料机稳定液位。
文档编号G01F23/292GK202101731SQ20112004965
公开日2012年1月4日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者田凯, 田治平, 郭占法 申请人:秦皇岛玻璃工业研究设计院