5  液位测量实验数据处理与分析  19

5.1  数据的进制转换19

5.2  实验数据的边界提取19

5.3  液位的算法与分析20

结论 26

致谢 27

参考文献 28

附录A 29

1  绪论

药品是一种特殊的商品，生产过程中需要重重监测把关。长期以来，我国药厂大都采用人工检测或者利用一些简单的工具，这些方法生产效率低，劳动强度大，且容易造成检测结果的高误差率。

    近年来，现代光电技术的不断进步带来了电荷耦合器件精密制造技术及性能的快速发展。CCD摄像系统在工业、医学、天文、军事乃至日常生活等诸多领域的广泛应用使得利用高分辨率线阵CCD探测液位的微小变化成为可能[1]，并为液位测量提供了新的手段，液位检测日渐趋于自动化、智能化。论文网

    本文提出了用光电检测的方法对静态和传动中的针剂药液及口服液的装量液位进行自动检测，并对相关方法和技术进行研究，包括建立光电检测实验方案，对信号进行有效采集，以及对数据进行处理与分析等。 

1.1  液位测量的主要方法

液位测量的方法有不同的划分标准，根据测量时传感器是否直接与罐内存储的液体相接触可分为接触式测量和非接触式测量两种类型[2]。

    目前国内外有多种形式的测量方法，从传统的人工测量方法到智能化、自动化的检测手法，例如人工检尺法、差压测量法、浮体测量法、电容测量法、超声波法、核辐射法、光纤传感器法、线阵CCD检测法和机器视觉检测法等。

    最简单直观的方法有玻璃管法、玻璃板法、双色水位法和人工检尺法[2]。吹气法、差压法、HTG法都是利用液体的压力差来检测液位的。浮体测量法利用浮力原理工作，包括浮子法、浮筒法、浮球法和沉筒法等[2]。利用液位传感器的电参数产生变化的方法测量液位的有电容法、电阻法、电感法[8]，这类方法主要用于测量导电液体的液位。

    以上数种接触式测量法对于易燃易爆液体、腐蚀性液体、或者易被污染的液体，均不适用。这时，我们采用非接触式测量法来测量液体的高度。

    非接触式测量法包括超声波法、核辐射法、CCD检测法和智能视觉检测法等。

其中磁致伸缩法、超声波法、调制型光学法、微波法采用的原理是通过检测信号在液体中传播的时间来测量的[2]。

    图像检测法在液位测量中的应用越来越普遍，随着科学技术的迅猛发展，液位测量的仪器系统精度越来越高，图像测量法的准确性和可靠性得到了显著的提高。图像检测法包括CCD成像法和智能视觉检测法等。

    智能视觉检测法利用高像素相机拍摄待测物体的图片并进行图像数据的处理，从而得到液位数值，精确度高[6]。

    基于CCD检测法测量的原理是将液位信号成像到CCD上，利用CCD的高分辨率探测液位的微小变化。将散射光投射到被测安瓿瓶，通过成像物镜，安瓿瓶被成像到CCD上，由于光通过安瓿瓶不同的位置会发生不同程度的散射和透射，不同的部分在CCD上会成不同的像，通过光电转换器，使得有液体的部分、空的部分以及液面呈现不同的模拟信号，由于液位处光强较弱，液位处于信号突降的位置。CCD检测法包括面阵CCD成像法和线阵CCD成像法。文献综述

1.2  针剂及口服药液装量的主要检测方法

（一）人工检测法

人工检测法是医药行业普遍采用的方法，相比于自动检测方法，人工检测法采用肉眼判别。工作人员眼睛易疲劳，容易误检或漏检；长时间工作易对工作人员的眼睛产生一定损害，易造成检测质量波动，且生产效率低下。