玻璃管浮子流量计刻度标记新方法的研究

玻璃管浮子流量计是一种量大面广的流量测量仪表， 仅常州市玻璃管浮子流量计生产企业一年的产量就在70万台左右。 在生产过程中， 流量计的刻度标记是非常关键的一个环节， 标记质量的好坏直接影响到浮子流量计的准确度， 标记流程的优化直接影响到工作效率，从而能降低生产成本，提高市场竞争力。

为了满足生产企业提高工作效率，降低劳动成本和使用企业对流量计的测量范围、准确度等级越来越高的要求，我所开发出一种玻璃管浮子流量计玻璃管流量刻度标记的新方法。

一、装置组成

根据新方法设计出的玻璃管浮子流量计玻璃管流量刻度标记装置（见图1），包括打印机、显示器、图像处理器、 工业相机和待标记刻度的玻璃管五部分，其中图像处理器中包括刻度采集模块、 刻度识别模块、输出控制模块；刻度采集模块中包括FPGA芯片；刻度识别模块包括DSP芯片。 工业相机拍摄待标记刻度玻璃管的人工标定线，然后将数据传输到刻度采集模块中， 刻度采集模块中的FPGA将采集到的去掉噪点刻度数据传输到刻度识别模块中的DSP芯片中，刻

度识别模块的DSP芯片将刻度数据传输到显示器上。

二、技术指标

1.玻璃管长度：图像采集的需要标记刻度的玻璃管长度范围为（100～600）mm，对于玻璃管长度在800mm和更小的60mm左右工件，实践证明成像效果也非常好。

2.打印的刻度线细分刻度误差：±0.5mm。

三、技术难点

1.相机的选型

由于最小的流量计约100mm， 最大的流量计约600mm， 因此需要在考虑相机成像准确度的同时，要兼顾视场。

2.相机的固定与调焦

由于相机的很小震动与焦距变化，都可能造成成像效果不是很好。 而本项目对准确度要求很高， 因此对于如何减小相机的抖动

与焦距的参数设置非常重要。

3.识别算法的准确度

涉及边缘检测和基于灰度矩的亚像素边缘跟踪等亚像素识别算法的研究。

4.各硬件设备的接口 、 上位机软件的设计、数据库管理软件的设计等。

5.效率问题

由于图像分辨力较高，图像的采集传输，识别算法的时间消耗都会相应地大大增加。

四、实施过程

本方法实施过程主要分4个步骤

1.人工标定线绘制

在待标记刻度的玻璃管表面进行人工标定线绘制的步骤，具体地说是根据标准的流量值在待标记刻度的玻璃管表面上标记流量点，然后在标记流量点上人工绘制出标定线。

2.图像采集

利用工业相机拍摄已人工绘制标定线的玻璃管经过图像采集模块传输至计算机。

3.目标识别

利用计算机软件对接收到的数字图像信息进行处理。识别出玻璃管及玻璃管表面上的人工标定线然后确定打印区间并将相邻标定线之间的距离进行N等分,N等分根据测量准确度的具体要求由人工输入或者通过预设而设定。

利用计算机软件在确定打印区间的过程中，由于人工标定线具有一定的宽度，计算机在确定打印区间会产生误差。在确定区间时应将人工标定线m等分,m大于等于2,以m/2中心线为基准线,确定打印区间,m取值越大越精确.

4.打印输出

采用油墨玻璃或其他类型打印机直接在待标记刻度的玻璃管表面上实施打印输出.

五、试验结果

1.我们以一台DN100mm（玻璃转子流量计（玻璃管长度为550mm）和一台DN10mm玻璃转子流量计（玻璃管长度为100mm)进行了试验,试验结果表明:安装及打印时间为5min 30min后晾干,刻度线无法擦试，原工艺需用时14h,现用时35min,工作效率提高24倍，打印的刻度线细分刻度误差0.3mm,该流量计示值误差,回差和重复性误差均符合2.5级要求，结果满意。

2.目前，该科研成果已获国家实用专利1项。