基于面阵CCD的标准金属量器液位监测系统

　　0引言

　　标准金属量器是国际国内液货贸易交接的重要计量器具，它一般由计量颈、液位玻璃管、读数标尺、主体、阀门、支架和调平螺栓等部分组成。一个典型的标准金属量器示意图如图l所示。按照对不确定度的要求不同，标准金属量器可分为一等、二等和三等三种。一等标准金属量器不确定度为sx10一5，由国家容量基准检定，作为量值传递的最高标准;二等　　标准金属量器不确定度为2.5火10一‘，由一等标准量器通过容量比较法川检定。标准金属量器的检定是国家计量工作的重要组成部分，必须在计量站进行。

　　目前，各计量站在使用一等标准金属量器对二等量器按容量比较法进行检定时，主要采用手工检测的方式，强度大，可靠性不高，耗时长，影响检定的精度。因为通过容量比较　　行检定，在该检定过程中，对一等标准金属量器的精确液位检测是关键。随着计算机技术的发展，利用先进的液位测量技术和计算机控制技术来提高标准金属量器检定的自动化水平　　度是计量技术的发展方向之一。为了实现该目标，必须解决一等标准金属量器中液位的自动识别与精确测量。由于标准金属量器构造与检测要求，对液位测量必须采用非接触式测量方式。目前，也有使用红外线、雷达、激光、超声波等非接触式方法来检测量器中液位，但是超声波的发射接收易受干扰，精度不高;雷达、激光、红外线式则成本很高。随着图像处理技术的迅速发展，特别是亚像素细分技术的出现，为高精度的非接触式液位测量创造了条件。计算机性能的迅速提高，为进行图像实时处理提供了保障。基于图像传感器(目前主要是CCD)的图像测量技术正在成为非接触式液位测量更佳的选择。

　　本文介绍一个基于面阵CCD的标准金属量器液位监测系统。系统采用面阵CCD，采用图像测量技术对标准金属量器计量颈外的液位玻璃管中的液面进行实时自动监测，并用计算　　机完成测量数据的自动采集、存储、后续数据处理和传递，构成自动液位测量系统统，实现了液位的自动化监控。

        1.系统组成

　　1.1硬件组成

　　该液位监测系统的硬件组成主要包括:面阵CCD摄像机，散光片，红色LED平板光源，图像采集卡，图像处理用计算机。

　　CCD器件可以分为线阵式和面阵式两大类CCD摄像机。线阵CCD摄像机一次只能获得图像的一行信息，而面阵摄像机可以一次获得整幅图像的信息。根据系统监测需要，选用面　　阵CCD摄像机，黑白CCIR制式，分辨力570线。

　　图像采集卡是图像处理系统中完成图像采集与数字化，协调整个系统的重要设备。系统选用Matrox公司的cronosplus图像采集卡，该采集卡采用32一bit/33MHzPCI总线模式，　　有4路输人通道，可采集NTSC，PAI廿，RS一170和CCIR视频信号，性价比高。