随着全球经济一体化进程的加速,“中国制造”已经在世界范围内发挥着越来越重要的作用,面对着用户对产品质量更高的期待以及劳动力成本的上升,中国的制造业在不遗余力地完善自己的技术和设备,在这种大背景下,机器视觉技术在中国进入了一个快速发展期。液体分离控制是工业混合物萃取提纯中的一道常见工序,传统的液体分离控制是由工人守候在反应釜前,通过人眼观测输液管道中流动的溶剂类型来决定开关阀门的时刻。为提高生产效率,降低工人劳动强度,本文结合机器视觉技术设计了一套用于液体分离的传感器,相比人工检测的低效率、容易疲劳产生情绪、不易保持监测效果等缺点,基于机器视觉技术的监测方法具有效率高、高精度、高可靠性,可24小时不断工作等优点。由于萃取后混合物中的溶剂具有不同的溶解度,密度大的溶剂沉积在反应釜底层,密度小的溶剂悬浮在反应釜的上层,通常不同的溶剂具有不同的透光度。液体分离传感器实时拍摄输液管道中溶剂流动的图像,通过图像处理算法量化出溶剂的透光度,并以此为基础对阀门的开关做出决策,从而达到自动控制液体分离的目的。首先,分析了课题的研究背景和意义,介绍了国内外机器视觉技术的应用现状与机器视觉系统的组成,根据应用需求,将液体分离传感器的硬件子系统细分为视频采集模块、信号处理模块、光源模块三个部分并完成了对视频处理器、嵌入式MCU、嵌入式操作系统、WindowsGUI应用程序开发框架等的选型;接着分析设计了视频采集板、信号处理板、光源板的原理图和PCB,并给出了 PCB设计和安装过程中的注意事项;接下来进行了底层软件开发平台搭建与移植,包括TFTP/NFS服务器、交叉编译工具链、Hi3516CSDK开发包的安装、u-boot、linux内核、根文件系统rootfs、OpenCV计算机视觉库、IMX322图像传感器驱动程序等的开发与移植,为了实现传感器的脱机运行又介绍了 FLASH存储器的编程方法;系统软件设计与实现部分分析了 Hi3516C视频协处理器子系统的工作原理以及海思提供的MPP多媒体平台处理框架,并在此基础上实现了视频采集、图像预处理、视频编码等上层应用程序,同时还设计了光源控制板的应用程序,基于Qt开发了相应的远程集中管理应用软件;最后对整个液体分离传感器的软硬件进行了测试与安装。