专利名称：一种数字条码水位测针的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量水位的数字条码水位测针，属于水利工程技术领域。
背景技术：
1、水位测针背景技术水位测针是用来测量水位，又叫测针式水位计，是水利工程和研究中应用最普遍的一种仪器，测针由套筒和测杆组成，套筒牢固地安装在支座上，测针在套筒中能上下移动，另有一种微动结构，借微动齿轮来使其作微量移动，测针尖下端接触水面处做成针形或钩形，测杆旁套筒上附有最小读数为0.1mm(或0.05mm)的游标尺。其特点是测量精度高，测量的范围小，主要用于资料精度要求较高的水位测量，用于水工试验和模型试验的水位测量较多，水位测针还可以进一步推广到地形测量等高程相关的测量技术之中。但在现场水利工程和模型试验之中，因为需要观测的数据点较多，人工读取费时费力。且人工读取数据错误率较高，测量的数据需要人工记录并且因为处理的需要输入到计算机等电子设备，从采集到应用的中间环节太多，也容易导致发生错误，导致得到错误的结果。
2、条码编码条码技术诞生于20世纪40年代，但得到实际应用和循序发展还是在近20年间。目前，条码技术在欧美、日本已得到普遍应用，并且正在世界各地迅速推广普及，其应用利用还在不断扩大。
条码作为一种图形识别技术与其他识别技术相比拥有简单、采集快，采集信息量大，可靠性高，设备简单、成本低等特点。
条码符号是由宽窄不同，发生率不同的条、空按照一定的编码规则组合起来的符号。通常的条码是黑条和白空印制而成的，因为黑条对光的发射率最低，而白空对光的发射率最高。当光照射到条码符号上时，黑条和白空产生较强的对比度，条码扫描器正是利用黑条和白空对光的发生率的不同来读取条码数据的。
现在条码技术以及国内很成熟的应用于商业批发零售和分配、工业制造、金融服务、政府行政管理、建筑和房地产、卫生保健、教育和培训、媒介出版和信息服务、交通运输、旅游和娱乐服务等领域得到比较广泛的应用。
但是把条码应用到水利工程，尤其是应用到水利工程测量的基础试验和模型研究领域，现阶段还没有。
发明内容
本发明的目的是为了改善水位测量技术，实现水利工程和相应的模型试验测量技术的自动化，提高测量精度。基于上述目标，本发明内容为利用条码技术来实现自动化的水利工程长度测量，及一套新的编码系统，是水利工程中量测技术的新方法。
本发明提出的一种数字条码水位测针，该测针含有游标窗口，其特征在于还含有测车(1)、条码读取器(2)、测针(3)、支撑杆(4)、螺旋固定装置(5)、条码刻度尺(6)、导轨(7)、条码扫描仪(8)、图象处理器(9)；所述条码读取器(2)固定在测车(1)上，通过旋转固定装置(5)来移动条码刻度尺(6)，所述测针(3)和条码刻度尺(6)之间为固定连接；所述测车(1)在导轨(7)上移动；所述条码扫描仪(8)一端与条码刻度尺(6)光路连接，另一端与图象处理器(9)连接；所述对应于游标窗口，随着游标窗口的移动，在条码刻度尺(6)上产生条码信息单元。
使用本发明可以获得测量效率以及精度的提高，并可实现长度测量的数字化以及自动化、减少工作强度。
图1为本发明的测针示意图。
图2为本发明的编码系统示意图。
图3为本发明的条码读取区俯视图，其中连接条码刻度尺和扫描仪之间的线段为入射光和反射光示意。
具体实施例方式
在图1～3中的部件名称为1-测车、2-条码读取器、3-测针、4-支撑杆、5-螺旋固定装置、6-条码刻度尺、7-导轨、8-条码扫描仪、9-电脑。
条码读取器2固定在测车1上，通过旋转固定装置5来移动固定条码刻度尺6，测针3和条码刻度尺6之间为固定连接。
按照新的条码编码方式制作适合探针使用的条码，采用成熟的光电系统和模式识别系统读出金属框内的条码，通过解码来得出实际的长度值，然后通过计算机9进行对长度数据的保存和处理。
一般水位测针的长度测量范围为50厘米，游标窗口1厘米，测量精度0.1毫米。新的水位测针测杆测量范围长度仍为50厘米，游标窗口1厘米。
长度测量编码方式采用黑色条码、白色条码相间；黑色条码起始位置位于整数位处；每个黑色条码的宽度线性逐渐增大。具体而言，在0至1厘米区间采用1厘米的白色条码，在1厘米位置处采用0.2毫米宽黑色条码一条，接下来在2厘米位置处采用0.3毫米宽黑色条码一条，以此类推至50厘米处采用5.1毫米宽黑色条码一条，这样构成一套整个条形的编码系统。
对应于1厘米游标窗口，随着游标窗口的移动，在50厘米长的测杆上产生5000个条码信息单元，每个单元的条码信息均不同，每个单元信息对应于一个读数，则此套测量系统测量精度为50/5000＝0.01厘米，与目前采用测针精度相同。
条码读取和存储系统采用目前技术成熟的光学系统、模拟电路和译码器等。读取采用的红外或激光要求能分辨0.1毫米黑色即可。
权利要求
1.一种数字条码水位测针，该测针含有游标窗口，其特征在于还含有测车(1)、条码读取器(2)、测针(3)、支撑杆(4)、螺旋固定装置(5)、条码刻度尺(6)、导轨(7)、条码扫描仪(8)、图象处理器(9)；所述条码读取器(2)固定在测车(1)上，通过旋转固定装置(5)来移动条码刻度尺(6)，所述测针(3)和条码刻度尺(6)之间为固定连接；所述测车(1)在导轨(7)上移动；所述条码扫描仪(8)一端与条码刻度尺(6)光路连接，另一端与图象处理器(9)连接；所述对应于游标窗口，随着游标窗口的移动，在条码刻度尺(6)上产生条码信息单元。
全文摘要
本发明涉及一种测量水位的数字条码水位测针，属于水利工程技术领域。其特征在于它含有测车、条码读取器、测针、支撑杆、螺旋固定装置、条码刻度尺、导轨、条码扫描仪、图象处理器；所述条码读取器固定在测车上，通过旋转固定装置来移动条码刻度尺，所述测针和条码刻度尺之间为固定连接；所述测车在导轨上移动；所述条码扫描仪一端与条码刻度尺光路连接，另一端与图象处理器连接；所述对应于游标窗口，随着游标窗口的移动，在条码刻度尺上产生条码信息单元。使用本发明可以获得测量效率以及精度的提高，并可实现长度测量的数字化以及自动化、减少工作强度。
文档编号G01F23/00GK1920495SQ20061011311
公开日2007年2月28日 申请日期2006年9月15日 优先权日2006年9月15日
发明者方红卫, 韩冬 申请人:清华大学