Метод оптоэлектронного контроля объёма жидкости в резервуаре
Автор: Борминский Сергей Анатольевич, Солнцева Александра Валерьевна, Скворцов Борис Владимирович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Обработка изображений: Распознавание образов
Статья в выпуске: 4 т.40, 2016 года.
Бесплатный доступ
В статье представлены основы оптоэлектронного контроля объема жидкости в резервуаре, позволяющие дистанционно производить измерения без проведения процедуры тарировки резервуара. Метод измерения основан на наличии на поверхности жидкости у стен резервуара области повышенного отражения света, возникающей вследствие силы поверхностного натяжения или слабого волнения поверхности. В предложенном методе на полученном с фотокамеры изображении распознается граница между жидкостью и воздухом у стенки резервуара, затем определяется текущая площадь поверхности жидкости. При первом наливе жидкости устройство запоминает площадь резервуара для каждого уровня, тем самым автоматически создаётся тарировочная таблица без применения дополнительных инструментов. Кроме того, разработана математическая модель, позволяющая избавиться от неточности расположения камеры относительно резервуара, для чего используются реперные метки, расположенные в горизонтальной плоскости сверху резервуара. Разработан алгоритм распознавания границы жидкости на изображении. Макетный образец, основанный на цифровом фотоаппарате, показал приведенную погрешность измерения объёма жидкости в пределах 0,5 % при отсутствии жесткой фиксации камеры.
Оптические измерения, контроль объема жидкости, преобразование координат, реперные метки
Короткий адрес: https://sciup.org/14059496
IDR: 14059496 | DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-4-552-559
Список литературы Метод оптоэлектронного контроля объёма жидкости в резервуаре
- Леонидова, З.Е. Датчики уровня жидкости с матричными приемниками излучения/З.Е. Леонидова, Р.Ю. Мукаев//Промышленные АСУ и контроллеры. -2012. -№ 6. -С. 53-58.
- Солнцева, А.В. Дистанционные методы контроля параметров жидких продуктов в ёмкостях резервуарного парка/А.В.Солнцева, Б.В.Скворцов, С.А.Борминский. -Самара: Изд-во СамНЦ РАН, 2015. -187 с. -ISBN 978-5-93424-749-3.
- Граевский, О.С. Новый способ измерения уровня жидкости/О.С. Граевский, А.В. Бадеев. -В сб.: «Труды международного симпозиума «Надежность и качество». -Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2009. -Т. 1/2009. -С. 34-36.
- Chakravarthy, S. Noncontact level sensing technique using computer vision/S. Chakravarthy, R. Sharma, R. Kasturi//IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. -2002. -Vol. 51, Issue 2. -P. 353-361. -DOI: 10.1109/19.997837.
- Патент 2332644 Российская Федерация G01F 23/292. Способ и устройство измерения уровня жидкости/Леонидова З.Е., Мукаев Р.Ю.; правообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет; № 2007111271/28, заявл. 27.03.2007, опубл. 27.08.2008, Бюл. № 24. -11 с.
- Патент 151875 Российская Федерация G01F 23/00 (полезная модель). Лазерно-телевизионный уровнемер/Скворцов Б.В., Блинов Д.И., Борминский С.А.; заявл. 23.09.2014, опубл. 20.04.2015, Бюл. № 11. -8 с.
- Патент 2497085 Российская Федерация G01F 1/76. Способ измерения массы жидкости в резервуаре/Б.В. Скворцов, С.А. Борминский, А.В. Солнцева, Д.И. Блинов: заявитель и правообладатель ООО "Сенсорные беспроводные системы"; № 2011147442/28, заявл. 22.11.2011, опубл. 27.10.2013, Бюл. № 15. -11 с.
- Патент 156459 Российская Федерация (полезная модель). Устройство оптического измерения уровня и объема жидкости в резервуаре/Борминский С.А.; опубл. 10.11.2015, Бюл. № 31. -8 с.
- Борминский, С.А Методы измерений количественных и качественных характеристик жидких энергоносителей/С.А. Борминский, Б.В. Скворцов, А.В. Солнцева. -Самара: СНЦ РАН, 2012. -222 с. -ISBN 978-5-93424-607-6.
- Cивухин, Д.В. Общий курс физики. Т. IV. Оптика/Д.В. Сивухин. -3-е изд. -М.: Физматлит, 2006. -792 с.
- U.S. Patent 8,184,848 G06K 9/00, G06K 2209/03, 382/100. Liquid level detection method/Wu J.-H., Lin F.-P., Hsiao Y.-H., Chung T.-L., filed of June 17, 2009, published of May 22, 2012.
- Спицын, В.Г. Применение вейвлет-преобразования Хаара, метода главных компонент и нейронных сетей для оптического распознавания символов на изображениях в присутствии импульсного шума/В.Г. Спицын, Ю.А. Болотова, Н.Х. Фан, Т.Т.Ч. Буй//Компьютерная оптика. -2016. -Т. 40, № 2. -С. 249-257. - DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-2-249-257
- Красильников, Н.Н. Цифровая обработка 2D и 3D изображений/Н.Н. Красильников. -СПб.: БХВ-Петербург, 2011. -608 с. -ISBN: 978-5-9775-0700-4.
- Жимбуева, Л.Д. Метод определения суммарной дисторсии цифровых изображений/Л.Д. Жимбуева//Компьютерная оптика. -2011. -Т. 35, № 3. -С. 347-355.
