一种炭黑吸碘值的摄像头颜色识别自动测量仪器的制作方法

1.本发明涉及化工检测技术领域，尤其涉及一种炭黑吸碘值的摄像头颜色识别自动测量仪器。


背景技术：

2.目前，化学工业检测炭黑的吸碘值，是用规定浓度的碘溶液浸润定量的炭黑试样,井使其充分混合，达到吸附平衡后，用硫代硫酸钠标准溶液滴定过量的碘，吸附的碘量与炭黑试样量的比值为吸碘值。炭黑吸碘值都在用人工滴定试剂、人工判断碘溶液中的碘不断的被滴入的硫代硫酸钠中和后，溶液的颜色由红褐色变成浅红色在变成浅黄色后接近透明色，再向碘溶液中滴入5滴淀粉指示剂，接近透明的碘溶液滴入淀粉后变成蓝色，再滴入硫代硫酸钠，直至碘溶液变成透明，停止滴定，根据滴入的硫代硫酸钠的体积计算炭黑的吸碘值，但颜色变化的判断是人眼判断，不同人之间容易产生判断误差。
3.这种需要在特定的时间点滴入特定的化学试剂，特定的时间点就是化学试剂量的变化，但是无法直观的看到化学试剂量的变化，所以使用指示剂，通过指示剂颜色的变化来确定化学试剂的变化。当指示剂颜色的变化很细微的时候，人眼很难准确的观察出，采用颜色传感器判断精度虽高，请参见：一种炭黑吸碘值的自动测量仪器，授权公告号cn216747420u,申请号cn202123330453.5,但过程不能动态记载在计算机里，上述的两种方法对判断的结果都不具有结果的追溯性和实验过程的还原性。
4.为了解决上述技术问题，本发明提出一种炭黑吸碘值的摄像头颜色识别自动测量仪器，既能通过计算机视觉的方法观察指示剂颜色的变化过程，又能利用计算机视觉判定准确判读炭黑的吸碘值。


技术实现要素：

5.为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种炭黑吸碘值的摄像头颜色识别自动测量仪器，包括机箱内的电源、单片机、摄像头、伺服电机、步进电机、液晶触摸屏、计算机、磁力搅拌器、抖动混匀离心分离机构、试管架转盘、滴定桥架、清洗桥架、移液加液桥架，包含由在机箱内的cmos摄像头采集滴定试管碘溶液的颜色变化，单片机对摄像头采集信号处理进行颜色识别控制滴定过程，单片机stm32f的pc0~pc7口接纳cmos摄像头ov7670输出经过fifo帧缓存器al422b缓存后的8位图画数据，为完结将ov7670输出的图画信号主动地存入al422b芯片，电路选用了一片与非门芯片74hc00，以便发生契合al422b要求的写时序，cmos摄像头的sio_d、sio_c接口与单片机的pa6、pa7引脚相连，单片机系统发生的12c总线信号模仿sccb，完结对cmos摄像头内部寄存器的初始化装备及对其行场同步信号、开窗及输出格局的设置，所述的单片机系统、cmos摄像头采集的是颜色的rgb值进行rgb565的存储，通过照明灯白光及调节cmos摄像头寄存器来读取识别玻璃试管里的对碘溶液滴定的颜色变化过程，进行比色判定自动测量，所述的机箱为上下双层对开门，上层对开门的外侧设置液晶触摸屏、指示灯、开关，在机箱的上层箱内设置有：单片机线路、电源模块、抖动混匀
离心分离机构、试管架转盘、滴定桥架、清洗桥架、移液加液桥架，下层箱设置清洗废水容器及测量用容器。
6.作为优选，单片机连接液晶触摸屏，显示仪器各个工作过程，还可以在液晶屏上直接手动触摸操作工作过程。
7.作为优选，摄像头与照明灯于一体设置安装在滴定桥架下方正对着滴定试管上口的位置。
8.作为优选，单片机usb口连接电脑可以下载安装仪器工作计算程序软件及对仪器颜色识别判定工作的程序软件、编程。
9.综上所述，本发明的有益效果为：本发明的一种炭黑吸碘值的摄像头颜色识别自动测量仪器，采用单片机系统cmos摄像头采集颜色的rgb值进行rgb565的颜色变化过程并动态存储，进行比色判定滴定过程自动测量判断，不存在人为误差，精度高，结果具有可追溯性和实验过程的还原性；采用摄像头和led光源于一体设置安装在滴定试管上口的位置，能集中全部照射试管中的滴定液和摄像头更能深入采集整个试管溶液的颜色；采用上下层机箱将一种炭黑吸碘值的摄像头颜色识别自动测量仪器装置在上层机箱内，下层机箱内主要放置硫代硫酸钠容器、碘溶液容器、清洗废液容器，整体完整化规范化。
附图说明
10.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本技术的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：图1为本发明的电控原理示意图；图2为本发明的摄像头与单片机的协议连接原理示意图；图3为本发明的摄像头模块与单片机连接原理示意图；图4为本发明的摄像头模块与单片机连接总线原理示意图；图5为本发明的机箱实际外形结构图；图6为本发明的总体结构图及机箱内部各个部件布置图；图7为图6局部放大图。
11.其中，1、机箱、2、下箱门、3、上箱门、4、液晶显示屏及触摸按键、5、滴定杯进出仓口、6、滴定杯仓、7、指示灯及开关、8、电源及单片机系统控制模块、9、摄像头及led照明灯、10、伸缩滴定管、移液管、清洗管头、11、移液、加液桥架、12、滴定桥架、13、加液排液、清洗桥架、14、耐腐蚀离心、滴定防护盆、15、滴定试管、16、离心、滴定试管架转盘、17、 升降纵向滑台模组驱动电机、18、伺服离心电机、19、托杆、20、胶墩支架、21、导液管、22、清洗废液容器 、23、硫代硫酸钠容器、24、碘溶液容器。
实施方式
12.下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性具体实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开。并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。
13.应当理解，当提及原件被“连接”或“联接”至另一元件时，所述元件可以直接连接
或联接至另一元件，或者可以存在中间元件，用于描述元件之间关系的其它用语应当以同样的方式解释（例如，“在..............之间”、“临近”等）。
实施例
14.参见图1、图2、图3、图4、图5、图6中，一种炭黑吸碘值的摄像头颜色识别自动测量仪器，包括机箱1内的电源、单片机控制模块8、摄像头9、伺服电机18、步进电机17、液晶触摸屏4、计算机、磁力搅拌器、抖动混匀离心分离机构、试管架转盘16、滴定桥架12、清洗桥架、移液加液桥架13，具体的在机箱1内的cmos摄像头采集滴定试管碘溶液的颜色变化，单片机对摄像头采集的信号处理进行颜色识别控制滴定过程，单片机stm32f的pc0~pc7口接纳cmos摄像头9输出经过帧缓存器后的8位图画数据，为完结将ov7670输出的图画信号主动地存入al422b芯片，电路选用了一片与非门芯片74hc00，以便发生契合al422b要求的写时序，cmos摄像头9的sio_d、sio_c接口与单片机的pa6、pa7引脚相连，单片机系统发生的12c总线信号模仿sccb，完结对cmos摄像头9内部寄存器的初始化装备及对其行场同步信号、开窗及输出格局的设置，所述的单片机系统、cmos摄像头9采集的是颜色的rgb值进行rgb565的存储，数据中r、g、b都是由0—255组成，一个点的rgb值若是（255,0,0）则是红色，（0,255,0）为绿色，（0,0,255）为蓝色，所以在整个识别的过程中，每一个点的颜色值都是由rgb三个值的不同组合而成的。在16数据的分配上，r值占5位，g值占6位，b值占5位，这样能充分的保持住颜色的本真。数据是以rgb565的形式从摄像头中传出来的，在单片机中，还需要算法进行提取，将16位的数据进行移位，与、或和非运算进行处理。可以将规定的某个特定颜色进行阈值管理，假设rgb的取值分别在一定范围内，就认为它是我们预设的颜色，在实际的颜色处理中，这样的模糊处理有很大的作用，并且能够解决实际的问题，实际的rgb数据采集时，rgb的值还收到环境光线的影响，因为存在光的反射，还有环境光线的颜色是读取的rgb值失真，所以还需要调整ov7670摄像头的寄存器，进行白平衡调节，还要对摄像头寄存器中色度、亮度、对比度等进行调试，以此找到一个相对适合当前环境的参数，所以白平衡也成为摄像头颜色识别中的一个难点和重点，因为摄像头对于光敏感性的特点，光线的变化对其影响很大，为此，在本发明的机箱内拥有相对稳定的内部led灯光线条件及调节cmos摄像头寄存器来实现颜色的真实。通过照明灯白光及调节cmos摄像头寄存器来读取识别玻璃试管里的对碘溶液滴定的颜色变化过程，进行比色判定自动测量，本发明的机箱1为上下双层对开门2、3，上层对开门3的外侧设置液晶触摸屏4、指示灯、开关7，在机箱1的上层箱内设置有：单片机线路、电源模块8、抖动混匀离心分离机构、试管架转盘16、滴定桥架12、清洗桥架、移液加液桥架13，下层箱设置清洗废水容器22及测量用容器23、24。
15.参见图1、图2、图3、图4中，本发明的一种炭黑吸碘值的摄像头颜色识别自动测量仪器是将原申请：一种炭黑吸碘值的自动测量仪器，授权公告号cn216747420u,申请号cn202123330453.5的颜色传感器替换选用cmos摄像头模块，实现动态录像存储检测炭黑吸碘值的滴定的全部过程，cmos摄像头模块带有规范的sccb协议总线接口兼容12c总线接口连接单片机系统，cmos摄像头选用ov7670，其内嵌一个10位a／d转换器，可输出8位rgb／ycbc／yuv格局的图画数据，最高帧频可达30帧／s，最大图画分辨率为640
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480，供电电压为3．3 v，所有图像处理功能过程包括伽玛曲线、白平衡、 度、色度、h,s,l的阈值的提取识别、//rgb转hsl单片机源程序等都可以通过 sccb 接口编程，这个通过连接计算机来实现。
16.参见图5、图6中，单片机连接液晶触摸屏4，显示仪器各个工作过程，还可以在液晶屏4上直接手动触摸操作工作过程，整个试验检测过程可以直接操作触摸屏，比如手动操作清洗过程，其它过程暂停等。
17.参见图7中，摄像头9与led照明灯于一体设置安装在滴定桥架12的下方正对着滴定试管15上口的位置，滴定试管15里碘溶液的颜色体现最深部位在试管上口，碘溶液在试管里有一定的深度，颜色深浅程度表现与溶液的光线穿过的深度成正比.，ov7670摄像头9能采集到真实的碘溶液颜色。
18.参见图1，单片机的usb口连接电脑可以下载安装仪器工作计算程序软件及对仪器颜色识别判定工作的程序软件、编程，摄像头实时采集滴定杯内的颜色变化，视频文件存储在计算机内，并附实验时间、样品名称、操作员名称、样品批次，以供之后查历史实验数据时查阅滴定过程。
19.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种炭黑吸碘值的摄像头颜色识别自动测量仪器，包括机箱内的电源、单片机、摄像头、伺服电机、步进电机、液晶触摸屏、计算机、磁力搅拌器、抖动混匀离心分离机构、试管架转盘、滴定桥架、清洗桥架、移液加液桥架，其特征是:包含由在机箱内的cmos摄像头采集滴定试管碘溶液的颜色变化，单片机对摄像头采集信号处理进行颜色识别控制滴定过程，单片机stm32f的pc0~pc7口接纳cmos摄像头ov7670输出经过fifo帧缓存器al422b缓存后的8位图画数据，为完结将ov7670输出的图画信号主动地存入al422b芯片，电路选用了一片与非门芯片74hc00，以便发生契合al422b要求的写时序，cmos摄像头的sio_d、sio_c接口与单片机的pa6、pa7引脚相连，单片机系统发生的12c总线信号模仿sccb，完结对cmos摄像头内部寄存器的初始化装备及对其行场同步信号、开窗及输出格局的设置，所述的单片机系统、cmos摄像头采集的是颜色的rgb值进行rgb565的存储，通过照明灯白光及调节cmos摄像头寄存器来读取识别玻璃试管里的对碘溶液滴定的颜色变化过程，进行比色判定自动测量，所述的机箱为上下双层对开门，上层对开门的外侧设置液晶触摸屏、指示灯、开关，在机箱的上层箱内设置有：单片机线路、电源模块、抖动混匀离心分离机构、试管架转盘、滴定桥架、清洗桥架、移液加液桥架，下层箱设置清洗废水容器及测量用容器。2.根据权利要求1所述的一种炭黑吸碘值的摄像头颜色识别自动测量仪器，其特征是：单片机连接液晶触摸屏，显示仪器各个工作过程，还可以在液晶屏上直接手动触摸操作工作过程。3.根据权利要求1所述的一种炭黑吸碘值的摄像头颜色识别自动测量仪器，其特征是：摄像头与照明灯于一体设置安装在滴定桥架下方正对着滴定试管上口的位置。4.根据权利要求1所述的一种炭黑吸碘值的摄像头颜色识别自动测量仪器，其特征是：单片机usb口连接电脑可以下载安装仪器工作计算程序软件及对仪器颜色识别判定工作的程序软件、编程。

技术总结
一种炭黑吸碘值的摄像头颜色识别自动测量仪器，包括机箱内的电源、单片机、摄像头、伺服电机、液晶触摸屏、计算机、滴定桥架、包含CMOS摄像头采集滴定试管碘溶液的颜色变化，单片机对摄像头采集信号处理进行颜色识别控制滴定过程，单片机系统、CMOS摄像头采集的是颜色的RGB值进行RGB565的存储来读取识别玻璃试管里的对碘溶液滴定的颜色变化过程，进行比色判定自动测量，所述的机箱下层箱设置清洗废水容器及测量用容器，采用单片机系统CMOS摄像头采集颜色的RGB值进行RGB565的颜色变化过程并动态存储，进行比色判定滴定过程自动测量判断，不存在人为误差，精度高，结果具有可追溯性和实验过程的还原性。和实验过程的还原性。和实验过程的还原性。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：哈尔滨合岳科技有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/13