Видеоизмеритель уровня жидкости в сосудах гидростатического нивелира

Использование: измерительная техника на основе видеоизмерений. Видеоизмеритель уровня жидкости в сосудах гидростатического нивелира, содержащий в качестве фотоприемника телекамеру с объективом, ПЗС-матрицей и электронным узлом, формирующим стандартный телевизионный видеосигнал, и точечные источники света, установленные на окружности вокруг объектива телекамеры и оптически связанные через измеряемый уровень жидкости с телекамерой. Кроме того, устройство дополнительно содержит трубку в форме усеченного конуса, установленную внутри сосуда, и фильтр, закрепленный на нижнем узком торце трубки, пропускающий жидкость и не пропускающий примеси на поверхность жидкости внутри трубки, верхний широкий торец которой обращен к объективу и находится выше поверхности жидкости в сосуде, а нижний узкий торец и фильтр погружены в жидкость в сосуде. Техническим результатом является повышение точности видеоизмерений. 1 ил.

 

Изобретение относится к области измерительной техники, связанной с контролем высотных положений узлов сооружения.

Известен гидростатический нивелир, содержащий сообщающиеся сосуды, в которых уровень жидкости устанавливается горизонтально (перпендикулярно направлению силы тяжести) и служит основой для измерений высотных положений узлов сооружения, на которых установлены сосуды. Известны устройства для измерения уровня жидкости в сосудах гидростатического нивелира, основанные на визуальном, визуально-контактном, электрическом, фотоэлектрическом и других методах [1].

Аналогами видеоизмерителя уровня жидкости в сосудах гидростатического нивелира служат отсчетные устройства, основанные на методе видеоизмерений - компьютерной обработке изображения наблюдаемого объекта в стандартном телевизионном видеосигнале. В качестве фотоприемника они содержат телекамеру с объективом, ПЗС-матрицей и электронным узлом, формирующим стандартный телевизионный видеосигнал, и источники света, оптически связанные с телекамерой через измеряемый уровень жидкости в сосуде [2].

Аналогам свойственны следующие недостатки:

- примеси, плавающие на поверхности жидкости в сосуде, искажают отраженные от нее изображения источников света, что снижает точность измерений;

- свет, отраженный от внутренней поверхности сосуда, попадая в объектив телекамеры, также снижает точность измерений.

Прототипом видеоизмерителя уровня жидкости в сосудах гидростатического нивелира служит отсчетное устройство гидростатического нивелира, содержащее в качестве фотоприемника телекамеру с объективом, ПЗС-матрицей и электронным узлом, формирующим стандартный телевизионный видеосигнал, и точечные источники света, установленные на окружности вокруг объектива телекамеры, оптически связанные с телекамерой через измеряемый уровень жидкости в сосуде [3].

Прототипу свойственны те же недостатки, что и аналогам.

Задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в устранении указанных, для чего в соответствии с изобретением и в отличие от прототипа видеоизмеритель уровня жидкости в сосудах гидростатического нивелира, содержащий в качестве фотоприемника телекамеру с объективом, ПЗС-матрицей и электронным узлом, формирующим стандартный телевизионный видеосигнал, и точечные источники света, установленные на окружности вокруг объектива телекамеры и оптически связанные через измеряемый уровень жидкости с телекамерой, дополнительно содержит трубку в форме усеченного конуса, установленную внутри сосуда, и фильтр, закрепленный на нижнем узком торце трубки, пропускающий жидкость и не пропускающий примеси на поверхность жидкости внутри трубки, верхний широкий торец которой обращен к объективу и находится выше поверхности жидкости в сосуде, а нижний узкий торец и фильтр погружены в жидкость в сосуде, при этом выполняются соотношения:

DШ>DТИС+dТИС и (DШ/DУ)=(НМАКСМИН),

где DШ - диаметр широкого торца трубки, мм;

DТИС - диаметр окружности, на которой установлены точечные источники света вокруг объектива, мм;

dТИС - диаметр точечных источников света, мм;

DY - диаметр узкого торца трубки, мм;

НМАКС - максимальный измеряемый уровень жидкости в сосуде, мм;

НМИН _ минимальный измеряемый уровень жидкости в сосуде, мм.

Изобретение поясняется фиг. 1, на которой изображена телекамера с электронным узлом 1, формирующим стандартный телевизионный видеосигнал, ПЗС-матрицей 2 и объективом 3 и точечные источники света 4, установленные на окружности вокруг объектива 3, оптически связанные через измеряемый уровень жидкости 6 с телекамерой, а также трубка 5 в форме усеченного конуса, верхний широкий торец которой обращен к объективу 3, а нижний узкий торец, на котором закреплен фильтр 7, пропускающий жидкость и не пропускающий плавающие примеси на поверхность жидкости внутри трубки 5, погружен в жидкость в сосуде 8.

Работа видеоизмерителя уровня жидкости в сосудах гидростатического нивелира состоит в следующем.

Изображения точечных источников света 4, отраженные от поверхности жидкости внутри трубки 5, уровень 6 которой измеряется, объективом 3 проецируются на ПЗС-матрицу 2 и в электронном узле 1 формируется стандартный телевизионный видеосигнал, содержащий изображения 9, расположенные на окружности в видеокадре 10, радиус которой обратно пропорционален измеряемому уровню жидкости, что служит основой для видеоизмерений.

Цель изобретения достигается тем, что:

- фильтр 7 пропускает жидкость и не пропускает примеси, плавающие на поверхности жидкости внутри трубки 5, что исключает искажения изображений 9 в видеокадре 10, повышая точность видеоизмерений;

- коническая форма внутренней поверхности трубки 5 рассеивает отраженный от нее света, предотвращая его попадание в объектив 3, что также повышает точность видеоизмерений.

Источники информации

1. Васютинский И.Ю. Гидростатическое нивелирование. М.: Недра, 1976.

2. Буюкян С.П. Видеоизмерительные системы - М.: МИИГАиК, 2008. - 72 с.

3. Буюкян С.П., Рязанцев Г.Е. Отсчетное устройство гидростатического нивелира. - Патент на изобретение RU №2112922. - Бюл. №16, 1998.

Видеоизмеритель уровня жидкости в сосудах гидростатического нивелира, содержащий в качестве фотоприемника телекамеру с объективом, ПЗС-матрицей и электронным узлом, формирующим стандартный телевизионный видеосигнал, и точечные источники света, установленные на окружности вокруг объектива телекамеры и оптически связанные через измеряемый уровень жидкости с телекамерой, отличающийся тем, что дополнительно содержит трубку в форме усеченного конуса, установленную внутри сосуда, и фильтр, закрепленный на нижнем узком торце трубки, пропускающий жидкость и не пропускающий примеси на поверхность жидкости внутри трубки, верхний широкий торец которой обращен к объективу и находится выше поверхности жидкости в сосуде, а нижний узкий торец и фильтр погружены в жидкость в сосуде, при этом выполняются соотношения:

DШ>DТИС+dТИС и (DШ/DУ)=(HМАКС/HМИН),

где DШ - диаметр широкого торца трубки, мм;

DТИС - диаметр окружности, на которой установлены точечные источники света вокруг объектива, мм;

dТИС - диаметр точечных источников света, мм;

DУ - диаметр узкого торца трубки, мм;

HМАКС - максимальный измеряемый уровень жидкости в сосуде, мм;

HМИН - минимальный измеряемый уровень жидкости в сосуде, мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения границы раздела прозрачных жидких сред с отличающимися коэффициентами преломления, измерения высоты уровня жидкости и создания отсчетного устройства гидростатического нивелира.

Изобретения относятся к волоконно-оптической технике и могут быть использованы для измерения уровня жидкости, в том числе и криогенной. Техническим результатом предлагаемого способа и устройств является повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах контроля объема и уровня жидкости. Техническим результатом служит повышение точности определения уровня и фиксация динамики его изменения с высокой точностью.

Изобретение относится к устройству для контроля и/или индикации колеблющегося уровня масла в маслосборнике винтового компрессора при различных эксплуатационных режимах винтового компрессора.

В настоящем изобретении предложена полая призма для обнаружения уровня жидкости при наличии светового пучка, включающая в себя полый элемент, диэлектрические элементы, герметизированные относительно полого элемента, при этом один из диэлектрических элементов расположен под углом наклона к другому, герметичное полое пространство, расположенное между указанными диэлектрическими элементами, в которой падающий световой пучок входит сквозь первый диэлектрический элемент при нормальном падении и выходит как выходящий пучок сквозь второй диэлектрический элемент и в которой выходящий световой пучок остается неотклоненным, когда полый элемент не погружен в жидкую среду, и выходящий пучок претерпевает отклонение, когда он погружен в жидкую среду.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах товарного учета нефтепродуктов. Система для контроля параметров жидкости в цистерне содержит корпус 1, выполненный в виде поплавка, полуутопленного за счет груза 2, расположенного в его нижней части.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для измерения уровня жидких сред. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к устройствам для измерения количества сконденсированного пара. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам контроля уровня жидкости в резервуарах, например, на автозаправочных станциях, и может быть использовано также в нефтяной, топливной, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для измерения уклонов и может быть использовано для контроля и измерения углового положения как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей.

Электронный уровень относится к измерениям характеристик поверхности и предназначен для исследования уклонов поверхности с помощью фотоэлектрических индикаторных устройств.

Способ контроля взаимного пространственного положения установочных площадок заключается в горизонтировании изделия, установке на контролируемые площадки измерительных устройств, каждое из которых содержит два измерительных преобразователя, измеряющие углы отклонения от горизонта по двум взаимно перпендикулярным направлениям, измерении углов наклона каждой из площадок относительно горизонта, вычисление углов взаимной ориентации.

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для контроля горизонтальности поверхностей изделий и в строительстве. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах определения углов наклона различных устройств и объектов. .

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для контроля горизонтальности поверхности изделия. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при измерениях крена автомобилей, кораблей, кранов, различных горизонтальных платформ и т.д., а также при определении направления бурения скважин, в особенности горизонтальных.

Изобретение относится к измерительной технике и приборостроению и может быть использовано для индикации и измерения уклонов и кренов подводных и надводных судов во время морской навигации.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для определения пространственного положения объектов, и может быть использовано в геодезии, строительстве, горном деле, в навигационных системах управления подвижными объектами.

Изобретение относится к области измерений углового положения объектов в пространстве и касается способа определения угловой ориентации беспилотного летательного аппарата. Способ основан на измерении инфракрасного фона вокруг беспилотного летательного аппарата четырьмя датчиками инфракрасного излучения, расположенными на печатной плате в одной плоскости. Датчики группируют попарно так, чтобы их оптические оси лежали в одной плоскости, были параллельны и направлены противоположно. Датчики устанавливают таким образом, чтобы в их поле зрения не попадали элементы конструкции летательного аппарата. Для каждой пары датчиков вычисляют относительный разностный сигнал, затем на основании полученных разностных сигналов определяют углы возвышения пар датчиков, после чего рассчитывают углы тангажа и крена по следующим зависимостям: где θ - угол тангажа, γ - угол крена, hB1 - угол возвышения первой пары датчиков инфракрасного излучения, αB1 - угол между первой парой датчиков инфракрасного излучения и продольной осью фюзеляжа беспилотного летательного аппарата, hB2 _ угол возвышения второй пары датчиков инфракрасного излучения, αВ2 - угол между второй парой датчиков инфракрасного излучения и продольной осью фюзеляжа беспилотного летательного аппарата. Технический результат заключается в повышении точности измерений. 2 ил.

Использование: измерительная техника на основе видеоизмерений. Видеоизмеритель уровня жидкости в сосудах гидростатического нивелира, содержащий в качестве фотоприемника телекамеру с объективом, ПЗС-матрицей и электронным узлом, формирующим стандартный телевизионный видеосигнал, и точечные источники света, установленные на окружности вокруг объектива телекамеры и оптически связанные через измеряемый уровень жидкости с телекамерой. Кроме того, устройство дополнительно содержит трубку в форме усеченного конуса, установленную внутри сосуда, и фильтр, закрепленный на нижнем узком торце трубки, пропускающий жидкость и не пропускающий примеси на поверхность жидкости внутри трубки, верхний широкий торец которой обращен к объективу и находится выше поверхности жидкости в сосуде, а нижний узкий торец и фильтр погружены в жидкость в сосуде. Техническим результатом является повышение точности видеоизмерений. 1 ил.

Наверх