一种基于液位计的液位测量系统和液位测量方法

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查; 授权;
专利有效性 有效专利 当前状态 授权
申请号 CN202411244338.1 申请日 2024-09-06
公开(公告)号 CN118753606A 公开(公告)日 2024-10-11
申请人 中琈科技(山东)有限公司; 申请人类型 企业
发明人 刘孝鑫; 许宁; 第一发明人 刘孝鑫
权利人 中琈科技(山东)有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 中琈科技(山东)有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:山东省 城市 当前专利权人所在城市:山东省济南市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:山东省济南市济阳区济北街道澄波湖路96号连城数码港智造产业园29号楼101室 邮编 当前专利权人邮编:251400
主IPC国际分类 B65B57/00 所有IPC国际分类 B65B57/00B65B57/12B65B57/14B65B3/30G01F23/28G01F23/292G01F23/80G01P13/02
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 9 专利文献类型 A
专利代理机构 济南汇印专利代理事务所 专利代理人 伯朝矩;
摘要 本 发明 涉及液位测量技术领域,且公开了一种基于液位计的液位测量系统和液位测量方法,包括获取容器的移动方向,获取用于液体灌装的容器信息,根据容器的移动方向以及所获取的容器信息建立液位测量点,根据液位测量点信息调整液位计上测量 探头 位置 ,完成液体灌装后,使用液位计测量液位测量点的液位,根据液位测量点的液位,判断当前输送线速度是否满足判断条件,若当前输送线速度不满足判断条件,则调整输送线速度,直至输送线速度满足测量条件,若当前输送线速度满足测量条件,则判断容器灌装是否合格,若合格则保留此容器,若不合格则重新灌装,直至灌装合格;提高了生产效率,保证了产品 质量 ,增强了生产线的灵活性。
权利要求

1.一种基于液位计的液位测量方法,其特征在于:包括:
利用多个液位计测量完成灌装后的容器内液体的液位,判断灌装是否合格,具体为:
获取容器的移动方向;
获取用于液体灌装的容器信息;
根据容器的移动方向以及所获取的容器信息建立液位测量点;
根据液位测量点信息调整液位计上测量探头位置
当容器完成液体灌装后,使用液位计测量液位测量点的液位;
根据液位测量点的液位,判断当前输送线速度是否满足判断条件,若当前输送线速度不满足判断条件,则调整输送线速度,直至输送线速度满足测量条件;
若当前输送线速度满足测量条件,则判断容器灌装是否合格,若合格则保留此容器,若不合格则重新灌装,直至灌装合格。
2.根据权利要求1所述的一种基于液位计的液位测量方法,其特征在于:所述获取容器的移动方向,具体为:
获取容器内部底面的中心点位置,使用摄像头捕获此容器的视频;
获取视频中两个不同时间下容器内部底面的图像;
根据时间先后,将获取的两个容器内部底面图像的中心点记为第一中心点和第二中心点;
连接第一中心点和第二中心点,容器的移动方向为第一中心点指向第二中心点的方向。
3.根据权利要求1所述的一种基于液位计的液位测量方法,其特征在于:所述获取用于液体灌装的容器信息,具体为:
获取液位计上测量探头到容器内部底面所处平面的距离,距离记为H;
过容器内部底面中心点作与容器移动方向平行的直线,此直线与容器内部底面的边界交点分别记为第一边界交点和第三边界交点;
其中第三边界交点指向第一边界交点的方向与容器移动方向同向;
过容器内部底面中心点作与容器移动方向垂直的直线,此直线与容器内部底面的边界交点分别记为第二边界交点和第四边界交点;
沿顺时针方向统计四个边界交点,分别为第一边界交点、第二边界交点、第三边界交点、第四边界交点;
获取容器内部底面中心点与第一边界交点、第二边界交点、第三边界交点和第四边界交点的距离,分别记为D1、D2、D3和D4。
4.根据权利要求1所述的一种基于液位计的液位测量方法,其特征在于:所述根据容器的移动方向以及所获取的容器信息建立液位测量点,具体为:
记第一边界交点、第二边界交点、第三边界交点和第四边界交点分别为第一主测量点、第二主测量点、第三主测量点和第四主测量点;
分别连接容器内部底面中心点与第一边界交点、第二边界交点、第三边界交点和第四边界交点;
在容器内部底面中心点与第一边界交点连线上取一点,此点记为第一副测量点,第一副测量点与容器内部底面中心点的距离为(2/3)×D1;
在容器内部底面中心点与第二边界交点连线上取一点,此点记为第二副测量点,第二副测量点与容器内部底面中心点的距离为(2/3)×D2;
在容器内部底面中心点与第三边界交点连线上取一点,此点记为第三副测量点,第三副测量点与容器内部底面中心点的距离为(2/3)×D3;
在容器内部底面中心点与第四边界交点连线上取一点,此点记为第四副测量点,第四副测量点与容器内部底面中心点的距离为(2/3)×D4。
5.根据权利要求1所述的一种基于液位计的液位测量方法,其特征在于:所述根据液位测量点信息调整液位计上测量探头位置,具体为:
将液位计上八个测量探头分别记为第一主测量探头、第一副测量探头、第二主测量探头、第二副测量探头、第三主测量探头、第三副测量探头、第四主测量探头和第四副测量探头;
其中第一主测量探头测量第一主测量点的液位、第一副测量探头测量第一副测量点的液位、第二主测量探头测量第二主测量点的液位、第二副测量探头测量第一副测量点的液位、第三主测量探头测量第三主测量点的液位、第三副测量探头测量第三副测量点的液位、第四主测量探头测量第四主测量点的液位、第四副测量探头测量第四副测量点的液位。
6.根据权利要求1所述的一种基于液位计的液位测量方法,其特征在于:所述当容器完成液体灌装后,使用液位计测量液位测量点的液位,具体为:
S1、当容器完成液体灌装后,由第一主测量探头发送脉冲信号
S2、当脉冲信号遇到处于第一主测量点的液体的表面时,脉冲信号反射至第一主测量探头;
S3、接收器接收反射的脉冲信号,计算出此脉冲信号由发射到返回之间的时间差,时间差记为T1;
S4、记第一主测量探头与第一主测量点处液体表面的距离为h1=(C×T)1 ÷2;
其中C为光速,即脉冲信号的速度;
S5、则第一主测量点的液位高度H1,为第一主测量探头到容器内部底面所处平面的距离与第一主测量探头到第一主测量点处液体表面距离的差,具体计算为H1=H‑h1;
S6、根据S1‑S5步骤计算出第一副测量点处液位高度H2、第二主测量点处液位高度H3、第二副测量点处液位高度H4、第三主测量点处液位高度H5、第三副测量点处液位高度H6、第四主测量点处液位高度H7和第四副测量点处液位高度H8。
7.根据权利要求1所述的一种基于液位计的液位测量方法,其特征在于:所述根据液位测量点的液位,判断当前输送线速度是否满足判断条件,若当前输送线速度不满足判断条件,则调整输送线速度,直至输送线速度满足测量条件,具体为:
S7、分别计算第一主测量点处液位高度与第一副测量点处液位高度的差值、第二主测量点处液位高度与第二副测量点处液位高度的差值、第三主测量点处液位高度与第三副测量点处液位高度的差值、第四主测量点处液位高度与第四副测量点处液位高度的差值,并获取差值的绝对值;
S8、设置阈值A,若所获取的绝对值中存在绝对值大于阈值A,则标记此容器并调整输送线速度,具体为:
S9、比较第一主测量点处液位高度H1与第三主测量点处液位高度H5的数值大小;
S10、若第一主测量点处液位高度H1的数值大于第三主测量点处液位高度H5的数值,获取第一主测量点处液位高度H1与第三主测量点处液位H5差值的绝对值Z1,具体计算为Z1=|H1‑H5|;
S11、实时获取一段时间内Z1数值的变化,获取Z1变化过程中Z1最大值对应的时间节点t1,获取在时间节点t1后,Z1变化过程中首次出现Z1=0对应的时间节点t2,计算两个时间节点之间的时间差t,计算为t=|t1‑t2|;
S12、升高输送线速度,升高时间为t;
S13、若第一主测量点处液位高度H1的数值小于第三主测量点处液位高度H5的数值,获取第三主测量点处液位高度H5与第一主测量点处液位H1差值的绝对值,具体计算为Z2=|H5‑H1|;
S14、实时获取一段时间内Z2数值的变化,获取Z2变化过程中Z2最大值对应的时间节点t3,获取在时间节点t3后,Z2变化过程中首次出现Z2=0对应的时间节点t4,计算两个时间节点之间的时间差t5,计算为t5=|t4‑t3|;
S15、降低输送线速度,降低时间为t5;
S16、下调输送线速度后,对被标记的容器重复S1‑S7步骤,直至所获取的绝对值中不存在绝对值大于阈值A。
8.根据权利要求1所述的一种基于液位计的液位测量方法,其特征在于:所述若当前输送线速度满足测量条件,则判断容器灌装是否合格,若合格则保留此容器,若不合格则重新灌装,直至灌装合格,具体为:
S17、若S7步骤中获取的绝对值中所有绝对值皆小于等于阈值A,则计算第一主测量点处液位H1、第一副测量点处液位H2、第二主测量点处液位H3、第二副测量点处液位H4、第三主测量点处液位H5、第三副测量点处液位H6、第四主测量点处液位H7和第四副测量点处液位H8的平均值,具体计算为:Y=(H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7+H)8 ÷8,Y为此容器内液体的液位高度;
S18、将容器内液体的液位高度Y与标准液位高度X作差,取差值的绝对值,设置一固定值C;
S19、若获取的绝对值|Y‑X|≤C,则保留此容器;
S20、若获取的绝对值|Y‑X|>C,则重新灌装,并重复S1‑S19步骤,直至灌装合格。
9.一种采用权利要求1所述基于液位计的液位测量方法的测量系统,其特征在于,包括:
测量探头:用于发射脉冲信号;
接收器:用于接收反射的脉冲信号,并计算时间差;
摄像头:用于捕获输送线上容器的移动轨迹;
图像处理:处理来自摄像头所取得图像;
数据处理模块:处理所获取的数据。

说明书全文

一种基于液位计的液位测量系统和液位测量方法

技术领域

[0001] 本发明涉及液位测量技术领域,具体为一种基于液位计的液位测量系统和液位测量方法。

背景技术

[0002] 液体灌装输送线上的液位计是确保产品准确灌装的关键设备之一,随着技术的进步,液位计经历了显著的发展,从简单的机械装置演进到了高度集成的电子和数字解决方案。
[0003] 但在测量过程中,对于不同容器,可能要使用不同液位计或者需要人工调整液位计的位置,并且要根据测量结果二次调整液位计的位置,使测量过程过为繁琐。
[0004] 在测量过程中,对于容器内液体只进行一次或少次液位测量,并且在测量的过程中无法检测容器内液体表面的倾斜程度是否会对测量结果产生影响,若存在影响,也无法获取精确的调整方式。
[0005] 在测量过程中,若无法检测此容器是否灌装合格,则会因灌装不合格导致影响消费者的使用体验,导致退货、投诉或负面评价,这会直接影响经济收益,还会造成资源浪费,还可能会影响后续容器的封装以及运输,若所灌装的液体为易燃、有毒或腐蚀性的液体,过量灌装导致的泄漏可能引发火灾、爆炸或环境污染,对人员健康和公共安全构成威胁。

发明内容

[0006] 本发明提供了一种基于液位计的液位测量系统和液位测量方法,用于促进解决上述背景技术中所提到的问题。
[0007] 本发明提供如下技术方案:一种基于液位计的液位测量方法;可选的,一种基于液位计的液位测量方法,其特征在于:包括:
利用多个液位计测量完成灌装后的容器内液体的液位,判断灌装是否合格,具体为:
获取容器的移动方向;
获取用于液体灌装的容器信息;
根据容器的移动方向以及所获取的容器信息建立液位测量点;
根据液位测量点信息调整液位计上测量探头位置;
当容器完成液体灌装后,使用液位计测量液位测量点的液位;
根据液位测量点的液位,判断当前输送线速度是否满足判断条件,若当前输送线速度不满足判断条件,则调整输送线速度,直至输送线速度满足测量条件;
若当前输送线速度满足测量条件,则判断容器灌装是否合格,若合格则保留此容器,若不合格则重新灌装,直至灌装合格。
[0008] 可选的,所述获取容器的移动方向,具体为:获取容器内部底面的中心点位置,使用摄像头捕获此容器的视频;
获取视频中两个不同时间下容器内部底面的图像;
根据时间先后,将获取的两个容器内部底面图像的中心点记为第一中心点和第二中心点;
连接第一中心点和第二中心点,容器的移动方向为第一中心点指向第二中心点的方向。
[0009] 可选的所述获取用于液体灌装的容器信息,具体为:获取液位计上测量探头到容器内部底面所处平面的距离,距离记为H;
过容器内部底面中心点作与容器移动方向平行的直线,此直线与容器内部底面的边界交点分别记为第一边界交点和第三边界交点;
其中第三边界交点指向第一边界交点的方向与容器移动方向同向;
过容器内部底面中心点作与容器移动方向垂直的直线,此直线与容器内部底面的边界交点分别记为第二边界交点和第四边界交点;
沿顺时针方向统计四个边界交点,分别为第一边界交点、第二边界交点、第三边界交点、第四边界交点;
获取容器内部底面中心点与第一边界交点、第二边界交点、第三边界交点和第四边界交点的距离,分别记为D1、D2、D3和D4。
[0010] 可选的,所述根据容器的移动方向以及所获取的容器信息建立液位测量点,具体为:记第一边界交点、第二边界交点、第三边界交点和第四边界交点分别为第一主测量点、第二主测量点、第三主测量点和第四主测量点;
分别连接容器内部底面中心点与第一边界交点、第二边界交点、第三边界交点和第四边界交点;
在容器内部底面中心点与第一边界交点连线上取一点,此点记为第一副测量点,第一副测量点与容器内部底面中心点的距离为(2/3)×D1;
在容器内部底面中心点与第二边界交点连线上取一点,此点记为第二副测量点,第二副测量点与容器内部底面中心点的距离为(2/3)×D2;
在容器内部底面中心点与第三边界交点连线上取一点,此点记为第三副测量点,第三副测量点与容器内部底面中心点的距离为(2/3)×D3;
在容器内部底面中心点与第四边界交点连线上取一点,此点记为第四副测量点,第四副测量点与容器内部底面中心点的距离为(2/3)×D4。
[0011] 可选的所述根据液位测量点信息调整液位计上测量探头位置,具体为:将液位计上八个测量探头分别记为第一主测量探头、第一副测量探头、第二主测量探头、第二副测量探头、第三主测量探头、第三副测量探头、第四主测量探头和第四副测量探头;
其中第一主测量探头测量第一主测量点的液位、第一副测量探头测量第一副测量点的液位、第二主测量探头测量第二主测量点的液位、第二副测量探头测量第一副测量点的液位、第三主测量探头测量第三主测量点的液位、第三副测量探头测量第三副测量点的液位、第四主测量探头测量第四主测量点的液位、第四副测量探头测量第四副测量点的液位。
[0012] 可选的,所述当容器完成液体灌装后,使用液位计测量液位测量点的液位,具体为:S1、当容器完成液体灌装后,由第一主测量探头发送脉冲信号
S2、当脉冲信号遇到处于第一主测量点的液体的表面时,脉冲信号反射至第一主测量探头;
S3、接收器接收反射的脉冲信号,计算出此脉冲信号由发射到返回之间的时间差,时间差记为T1;
S4、记第一主测量探头与第一主测量点处液体表面的距离为h1=(C×T1)÷2;
其中C为光速,即脉冲信号的速度;
S5、则第一主测量点的液位高度H1,为第一主测量探头到容器内部底面所处平面的距离与第一主测量探头到第一主测量点处液体表面距离的差,具体计算为H1=H‑h1;
S6、根据S1‑S5步骤计算出第一副测量点处液位高度H2、第二主测量点处液位高度H3、第二副测量点处液位高度H4、第三主测量点处液位高度H5、第三副测量点处液位高度H6、第四主测量点处液位高度H7和第四副测量点处液位高度H8。
[0013] 可选的,所述根据液位测量点的液位,判断当前输送线速度是否满足判断条件,若当前输送线速度不满足判断条件,则调整输送线速度,直至输送线速度满足测量条件,具体为:S7、分别计算第一主测量点处液位高度与第一副测量点处液位高度的差值、第二主测量点处液位高度与第二副测量点处液位高度的差值、第三主测量点处液位高度与第三副测量点处液位高度的差值、第四主测量点处液位高度与第四副测量点处液位高度的差值,并获取差值的绝对值;
S8、设置阈值A,若所获取的绝对值中存在绝对值大于阈值A,则标记此容器并调整输送线速度,具体为:
S9、比较第一主测量点处液位高度H1与第三主测量点处液位高度H5的数值大小;
S10、若第一主测量点处液位高度H1的数值大于第三主测量点处液位高度H5的数值,获取第一主测量点处液位高度H1与第三主测量点处液位H5差值的绝对值Z1,具体计算为Z1=|H1‑H5|;
S11、实时获取一段时间内Z1数值的变化,获取Z1变化过程中Z1最大值对应的时间节点t1,获取在时间节点t1后,Z1变化过程中首次出现Z1=0对应的时间节点t2,计算两个时间节点之间的时间差t,计算为t=|t1‑t2|;
S12、升高输送线速度,升高时间为t;
S13、若第一主测量点处液位高度H1的数值小于第三主测量点处液位高度H5的数值,获取第三主测量点处液位高度H5与第一主测量点处液位H1差值的绝对值,具体计算为Z2=|H5‑H1|;
S14、实时获取一段时间内Z2数值的变化,获取Z2变化过程中Z2最大值对应的时间节点t3,获取在时间节点t3后,Z2变化过程中首次出现Z2=0对应的时间节点t4,计算两个时间节点之间的时间差t5,计算为t5=|t4‑t3|;
S15、降低输送线速度,降低时间为t5;
S16、下调输送线速度后,对被标记的容器重复S1‑S7步骤,直至所获取的绝对值中不存在绝对值大于阈值A。
[0014] 可选的,所述若当前输送线速度满足测量条件,则判断容器灌装是否合格,若合格则保留此容器,若不合格则重新灌装,直至灌装合格,具体为:S17、若S7步骤中获取的绝对值中所有绝对值皆小于等于阈值A,则计算第一主测量点处液位H1、第一副测量点处液位H2、第二主测量点处液位H3、第二副测量点处液位H4、第三主测量点处液位H5、第三副测量点处液位H6、第四主测量点处液位H7和第四副测量点处液位H8的平均值,具体计算为:Y=(H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7+H8)÷8,Y为此容器内液体的液位高度;
S18、将容器内液体的液位高度Y与标准液位高度X作差,取差值的绝对值,设置一固定值C;
S19、若获取的绝对值|Y‑X|≤C,则保留此容器;
S20、若获取的绝对值|Y‑X|>C,则重新灌装,并重复S1‑S19步骤,直至灌装合格。
[0015] 一种基于液位计的液位测量系统;可选的,一种基于液位计的液位测量系统,其特征在于,包括:
测量探头:用于发射脉冲信号;
接收器:用于接收反射的脉冲信号,并计算时间差;
摄像头:用于捕获输送线上容器的移动轨迹;
图像处理:处理来自摄像头所取得图像;
数据处理模块:处理所获取的数据。
[0016] 本发明具备以下有益效果:1、该基于液位计的液位测量方法,在两个不同方向上建立多个液位测量点,当容器位于输送线上移动时,在两个不同方向上进行测量可以减少误差,并且辅助测量点的位置由容器内部底面中心点与四个边界交点的距离决定,可以适应不同容器的液位测量,提高液位测量的准确性和可靠性。
[0017] 2、该基于液位计的液位测量方法,具备多个液位测量点,多个测量点可以提供多个液位高度数据,有助于更准确的判断当前容器内液体是否满足测量条件,特别是在容器内液体分布不均匀的情况下,这能有效提高液位测量的准确性,而且根据液位测量点的位置调整测量探头的位置,使测量更为灵活,也更为高效,适用于不同类型的容器。
[0018] 3、该基于液位计的液位测量方法,通过发射和接收脉冲信号来测量液位,不需要与液体直接接触,因此不会受到液体的物理或化学特性的影响,适用于多种液体的液位测量,并且脉冲信号的速度等于光速,因此单次测量在极快的时间内完成,提高测量的效率。
[0019] 4、该基于液位计的液位测量方法,首先使用液位计所获取的多个液位测量点的液位高度,判断当前容器是否满足液位测量条件,再计算容器内液体的液位高度,避免出现因容器内液体灌装不合格所产生的不良后果。
[0020] 5、该基于液位计的液位测量方法,获取各个主副液位测量点的液位高度差值,根据各个主副液位测量点的液位高度差值判断容器内液位表面倾斜情况,根据容器内液位表面倾斜情况确定调整方案,获取容器内液体表面由最大倾斜程度到倾斜最小程度所经历的时间为t,根据时间t确定输送线速度调整的时间,提高了调整效率。附图说明
[0021] 图1为当容器内部底面为圆形时的容器内部底面示意图。
[0022] 图2为当容器内部底面为矩形时的容器内部底面示意图。
[0023] 图3为当第一主测量点处液位高度高于第三主测量点处液位高度时液面的波动情况。
[0024] 图4为当第一主测量点处液位高度低于第三主测量点处液位高度时液面的波动情况。

具体实施方式

[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0026] 实施例一,一种基于液位计的液位测量方法,其特征在于:包括:利用多个液位计测量完成灌装后的容器内液体的液位,判断灌装是否合格,具体为:
获取容器的移动方向;
获取用于液体灌装的容器信息;
根据容器的移动方向以及所获取的容器信息建立液位测量点;
根据液位测量点信息调整液位计上测量探头位置;
当容器完成液体灌装后,使用液位计测量液位测量点的液位;
根据液位测量点的液位,判断当前输送线速度是否满足判断条件,若当前输送线速度不满足判断条件,则调整输送线速度,直至输送线速度满足测量条件;
若当前输送线速度满足测量条件,则判断容器灌装是否合格,若合格则保留此容器,若不合格则重新灌装,直至灌装合格。
[0027] 所述获取容器的移动方向,具体为:获取容器内部底面的中心点位置,使用摄像头捕获此容器的视频;
获取视频中两个不同时间下容器内部底面的图像;
根据时间先后,将获取的两个容器内部底面图像的中心点记为第一中心点和第二中心点;
连接第一中心点和第二中心点,容器的移动方向为第一中心点指向第二中心点的方向,容器在输送线上位置固定,并且单向移动,因此容器的移动轨迹固定并且为直线,所以两点即可确定容器的移动方向。
[0028] 所述获取用于液体灌装的容器信息,具体为:获取液位计上测量探头到容器内部底面所处平面的距离,距离记为H;
过容器内部底面中心点作与容器移动方向平行的直线,此直线与容器内部底面的边界交点分别记为第一边界交点和第三边界交点;
其中第三边界交点指向第一边界交点的方向与容器移动方向同向;
过容器内部底面中心点作与容器移动方向垂直的直线,此直线与容器内部底面的边界交点分别记为第二边界交点和第四边界交点,在两个不同方向上进行测量可以减少误差,尤其是当容器位于输送线上移动时,两个方向所获取的液位高度数据可以提高液位测量的准确性和可靠性;
沿顺时针方向统计四个边界交点,分别为第一边界交点、第二边界交点、第三边界交点、第四边界交点;
获取容器内部底面中心点与第一边界交点、第二边界交点、第三边界交点和第四边界交点的距离,分别记为D1、D2、D3和D4。
[0029] 所述根据容器的移动方向以及所获取的容器信息建立液位测量点,具体为:参照图1和图2,记第一边界交点、第二边界交点、第三边界交点和第四边界交点分别为第一主测量点、第二主测量点、第三主测量点和第四主测量点;
分别连接容器内部底面中心点与第一边界交点、第二边界交点、第三边界交点和第四边界交点;
在容器内部底面中心点与第一边界交点连线上取一点,此点记为第一副测量点,第一副测量点与容器内部底面中心点的距离为(2/3)×D1;
在容器内部底面中心点与第二边界交点连线上取一点,此点记为第二副测量点,第二副测量点与容器内部底面中心点的距离为(2/3)×D2;
在容器内部底面中心点与第三边界交点连线上取一点,此点记为第三副测量点,第三副测量点与容器内部底面中心点的距离为(2/3)×D3;
在容器内部底面中心点与第四边界交点连线上取一点,此点记为第四副测量点,第四副测量点与容器内部底面中心点的距离为(2/3)×D4,根据容器内部底面中心点与四个边界交点的距离决定辅助测量点的位置,对于非圆形的容器,辅助测量点可以根据容器类型的不同进行相应调整,以适应不同容器的液位测量。
[0030] 所述根据液位测量点信息调整液位计上测量探头位置,具体为:将液位计上八个测量探头分别记为第一主测量探头、第一副测量探头、第二主测量探头、第二副测量探头、第三主测量探头、第三副测量探头、第四主测量探头和第四副测量探头,根据容器内液位测量点的位置调整测量探头的位置,使测量更为灵活,也更为高效,适用于不同类型的容器;
其中第一主测量探头测量第一主测量点的液位、第一副测量探头测量第一副测量点的液位、第二主测量探头测量第二主测量点的液位、第二副测量探头测量第一副测量点的液位、第三主测量探头测量第三主测量点的液位、第三副测量探头测量第三副测量点的液位、第四主测量探头测量第四主测量点的液位、第四副测量探头测量第四副测量点的液位,多个测量点可以提供多个液位高度数据,有助于更准确的判断当前容器内液体是否满足测量条件,特别是在容器内液体分布不均匀的情况下,这能有效提高液位测量的准确性。
[0031] 所述当容器完成液体灌装后,使用液位计测量液位测量点的液位,具体为:S1、当容器完成液体灌装后,由第一主测量探头发送脉冲信号,通过发射和接收脉冲信号来测量液位,不需要与液体直接接触,因此不会受到液体的物理或化学特性的影响,适用于多种液体以及多种环境下的液位测量;
S2、当脉冲信号遇到处于第一主测量点的液体的表面时,脉冲信号反射至第一主测量探头;
S3、接收器接收反射的脉冲信号,计算出此脉冲信号由发射到返回之间的时间差,时间差记为T1;
S4、记第一主测量探头与第一主测量点处液体表面的距离为h1=(C×T1)÷2;
其中C为光速,即脉冲信号的速度,脉冲信号的速度等于光速,因此单次测量在极快的时间内完成,提高测量的效率;
S5、则第一主测量点的液位高度H1,为第一主测量探头到容器内部底面所处平面的距离与第一主测量探头到第一主测量点处液体表面距离的差,具体计算为H1=H‑h1;
S6、根据S1‑S5步骤计算出第一副测量点处液位高度H2、第二主测量点处液位高度H3、第二副测量点处液位高度H4、第三主测量点处液位高度H5、第三副测量点处液位高度H6、第四主测量点处液位高度H7和第四副测量点处液位高度H8。
[0032] 所述根据液位测量点的液位,判断当前输送线速度是否满足判断条件,若当前输送线速度不满足判断条件,则调整输送线速度,直至输送线速度满足测量条件,具体为:S7、分别计算第一主测量点处液位高度与第一副测量点处液位高度的差值、第二主测量点处液位高度与第二副测量点处液位高度的差值、第三主测量点处液位高度与第三副测量点处液位高度的差值、第四主测量点处液位高度与第四副测量点处液位高度的差值,根据差值判断液体表面的波动是否影响液位的测量,并获取差值的绝对值;
S8、设置阈值A,若所获取的绝对值中存在绝对值大于阈值A,则代表此处的主测量点和副测量点之间液位高度差距较大,说明此方向上液体表面波动较大,不适于液位的测量,则标记此容器并调整输送线速度,具体为:
S9、比较第一主测量点处液位高度H1与第三主测量点处液位高度H5的数值大小,因第一主测量点和第三主测量点位于容器移动方向的直线上,所以根据第一主测量点和第三主测量点的液位高度差可判断液体表面的倾斜程度以及倾斜方向;
S10、参照图3,若第一主测量点处液位高度H1的数值大于第三主测量点处液位高度H5的数值,获取第一主测量点处液位高度H1与第三主测量点处液位H5差值的绝对值Z1,具体计算为Z1=|H1‑H5|;
S11、实时获取一段时间内Z1数值的变化,获取Z1变化过程中Z1最大值对应的时间节点t1,获取在时间节点t1后,Z1变化过程中首次出现Z1=0对应的时间节点t2,计算两个时间节点之间的时间差t,此时液体表面由最大倾斜程度到倾斜最小程度所经历的时间为t,计算为t=|t1‑t2|;
S12、升高输送线速度,升高速度可降低第一主测量点的液位高度并且升高第三主测量点的液位高度,使液体表面的倾斜程度降低,有利于液位高度的测量,升高时间为t;
S13、参照图4,若第一主测量点处液位高度H1的数值小于第三主测量点处液位高度H5的数值,获取第三主测量点处液位高度H5与第一主测量点处液位H1差值的绝对值,具体计算为Z2=|H5‑H1|;
S14、实时获取一段时间内Z2数值的变化,获取Z2变化过程中Z2最大值对应的时间节点t3,获取在时间节点t3后,Z2变化过程中首次出现Z2=0对应的时间节点t4,计算两个时间节点之间的时间差t5,计算为t5=|t4‑t3|;
S15、降低输送线速度,降低速度可升高第一主测量点的液位高度并且降低第三主测量点的液位高度,使液体表面的倾斜程度降低,有利于液位高度的测量,降低时间为t5;
S16、下调输送线速度后,对被标记的容器重复S1‑S7步骤,直至所获取的绝对值中不存在绝对值大于阈值A。
[0033] 所述若当前输送线速度满足测量条件,则判断容器灌装是否合格,若合格则保留此容器,若不合格则重新灌装,直至灌装合格,具体为:S17、若S7步骤中获取的绝对值中所有绝对值皆小于等于阈值A,则计算第一主测量点处液位H1、第一副测量点处液位H2、第二主测量点处液位H3、第二副测量点处液位H4、第三主测量点处液位H5、第三副测量点处液位H6、第四主测量点处液位H7和第四副测量点处液位H8的平均值,具体计算为:Y=(H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7+H8)÷8,Y为此容器内液体的液位高度,使用不同部位八个测量点液位高度的平均值代表此容器内液体的液位高度,可以提供更加全面、准确和可靠的液位高度信息;
S18、将容器内液体的液位高度Y与标准液位高度X作差,取差值的绝对值,设置一固定值C;
S19、若获取的绝对值|Y‑X|≤C,则代表此容器内液体灌装合格,则保留此容器,灌装不合格为容器内液体的液位高度小于或大于标准液位高度,当容器内液体的液位高度小于液位高度时,可能会影响消费者的使用体验,导致退货、投诉或负面评价,这会直接影响经济收益,并且如果未及时发现容器内液体容量不足,要对灌装设备频繁的调整,可能会损坏设备并且降低灌装效率;
当容器内液体的液位高度高于液位高度时,不仅会造成资源浪费,还可能会影响后续容器的封装以及运输,若所灌装的液体为易燃、有毒或腐蚀性的液体,过量灌装导致的泄漏可能引发火灾、爆炸或环境污染,对人员健康和公共安全构成威胁;
S20、若获取的绝对值|Y‑X|>C,则代表此容器内液体灌装不合格,则重新灌装,并重复S1‑S19步骤,直至灌装合格。
[0034] 实施例二,一种基于液位计的液位测量系统,其特征在于,包括:测量探头:用于发射脉冲信号;
接收器:用于接收反射的脉冲信号,并计算时间差;
摄像头:用于捕获输送线上容器的移动轨迹;
图像处理模块:处理来自摄像头所取得图像;
数据处理模块:处理所获取的数据。
[0035] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0036] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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