郭万强 康玉婷

(上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093)

静态容积法流量标准装置中玻璃管液位计的读数一般由人工读取，误差大且准确率低。随着智能技术的发展，基于电荷耦合器件(Charge Coupled Devices，CCD)或接触式图像传感器(Contact Image Sensor，CIS)的玻璃管液位自动测量系统应运而生。高分辨率的CCD不但价格昂贵，而且当其测量对象变化较大时，还需采用光学聚焦系统或机械随动测量机构辅助。根据CIS感光元件线阵排列的特点，完全可以实现液位的高精度测量，文献[1，2]介绍的液位测量装置的测量精度约0.5mm，且待测液体均为有色。

笔者采用600dpi CIS和S3C2440处理器，将基于CIS的玻璃管液位测量系统的精度提至±0.10mm，同时实现了有色和无色液体液位的自动测量。

简化的静态容积法流量标准装置中容积测量的示意图如图1所示，V1是一个标准容器，其液位与容积一一对应。如果知道U型连通器右侧玻璃管中的液位，通过查表就能得到对应容器中液体的体积。假设V1的圆柱形半径为15cm，如果液位误差1.0mm，则相应的体积误差为70.650mL；如果液位误差是0.1mm，则相对应的体积误差为7.065mL。所以提高液位的测量精度对于静态容积的测量有着重要的意义。

图1 简化的静态容积法流量标准装置

将600dpi高分辨率的CIS置于玻璃管的一侧，另一侧用平行光源照射。由于有液体和无液体的部分对光的折射率不同，所以CIS上相应感光元件感应的光强不同，CIS输出的视频信号中，有液体信号和无液体信号的电压值就不同。通过相应的A/D转换电路，将电压进行阈值分割，使得有液体部分对应的电压输出经A/D转换变为零，这样在一个周期内，统计零的个数，就知道液位的实际高度。……