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， 仅江苏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， 玻璃管浮子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 由于非常小的流量计约100mm， 非常大的流量计约 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DN10mmLZB（）WB/W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 拭，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1项。