ВИДЕОИЗМЕРИТЕЛЬ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В СОСУДАХ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО НИВЕЛИРА
LIQUID LEVEL VIDEO GAUGE IN HYDROSTATIC LEVELING UNIT VESSELS

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:
Ш
ТИС
ТИС
Ш
У
МАКС
МИН
D>D+d и (D/D)=(Н/Н),
Ш
где D - диаметр широкого торца трубки, мм;
ТИС
D - диаметр окружности, на которой установлены точечные источники света вокруг объектива, мм;
ТИС
d - диаметр точечных источников света, мм;
Y
D - диаметр узкого торца трубки, мм;
МАКС
Н - максимальный измеряемый уровень жидкости в сосуде, мм;
МИН
_
Н 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.