[發(fā)明專利]一種顆粒壓扁厚度在線測量裝置

有效

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• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN104596429B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李強(qiáng);江虹;黃玉清;吳亞婷;張曉琴;陳春梅
• 申請（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種顆粒壓扁厚度在線測量裝置，該裝置由光源控制、顆粒測量區(qū)域控制、圖像標(biāo)定裝置、工業(yè)攝像機(jī)和PC機(jī)圖像測量平臺五部分構(gòu)成。光源控制用于提供測量裝置所需且可調(diào)節(jié)的LED紅色光源，顆粒測量區(qū)域控制用于實(shí)現(xiàn)將進(jìn)料顆粒落點(diǎn)控制在攝像機(jī)測量范圍內(nèi)，圖像標(biāo)定裝置為顆粒厚度測量尺寸提供參考標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)攝像機(jī)用于采集高分辨率的顆粒厚度圖像，進(jìn)而通過PC機(jī)圖像測量平臺實(shí)現(xiàn)顆粒厚度圖像的優(yōu)化測量與系統(tǒng)控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于顆粒壓扁過程監(jiān)測的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種顆粒壓扁厚度的在線測量裝置。

背景技術(shù)

顆粒檢測及其測量技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，例如煤炭礦業(yè)生產(chǎn)、食品加工、生物制藥、精密制造等。環(huán)境中的顆粒因素可能引起生產(chǎn)安全性問題或產(chǎn)品污染性問題，生產(chǎn)對象的顆粒因素可能導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量存在缺陷。顆粒的粒徑、形狀、濃度等信息對顆粒因素的控制具有重要意義。根據(jù)應(yīng)用場景的不同，顆粒測量的側(cè)重點(diǎn)也有所不同，而測量方法可分為離線測量和在線測量兩種，離線測量方法主要涉及篩分法、沉降法、光全息法等，在線測量方法主要包括基于光學(xué)原理的測量方法和基于機(jī)器視覺的測量方法。

工業(yè)片狀顆粒生產(chǎn)過程中，由于利用機(jī)械碾輥機(jī)將原料顆粒壓制成扁平顆粒，那么，碾輥間距直接關(guān)系到顆粒壓扁厚度。碾輥機(jī)在長期運(yùn)行過程中，其碾輥間距必然存在運(yùn)行誤差，導(dǎo)致顆粒壓扁厚度的統(tǒng)計(jì)分布不均勻或超出片狀顆粒的厚度范圍。因此，需要對顆粒壓扁厚度進(jìn)行監(jiān)測，以便發(fā)現(xiàn)顆粒壓扁厚度異常并及時(shí)調(diào)整碾輥間距，從而確保片狀顆粒生產(chǎn)過程的碾壓質(zhì)量。與傳統(tǒng)顆粒測量不同的是，針對工業(yè)生產(chǎn)中的顆粒壓扁需求，現(xiàn)有方法是通過人工操作方式利用千分尺、顯微鏡等工具進(jìn)行測量。這種人工測量方法的效率低、精度差，且惡劣的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境也會(huì)對人員健康造成一定的損傷。因此，迫切需要一種顆粒壓扁厚度的無人在線測量方法，這對顆粒監(jiān)測的智能化程度提出了較高要求。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明旨在提供一種針對顆粒壓扁厚度的在線測量裝置，該裝置充分考慮壓扁顆粒在監(jiān)測區(qū)域的落點(diǎn)控制、監(jiān)測區(qū)域的光源控制等技術(shù)，以數(shù)字顯微圖像為分析對象，利用數(shù)字圖像處理方法實(shí)現(xiàn)片狀顆粒的厚度測量。該系統(tǒng)能夠有效解決工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中片狀顆粒厚度的在線監(jiān)測問題，能夠解決原有人工測量方法的效率與準(zhǔn)確性不高問題，并實(shí)現(xiàn)顆粒壓扁厚度的監(jiān)測自動(dòng)化。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種針對顆粒壓扁厚度在線測量裝置結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。該系統(tǒng)可分割為五個(gè)部分，即光源控制、顆粒測量區(qū)域控制、圖像標(biāo)定裝置、工業(yè)攝像機(jī)和PC機(jī)圖像測量平臺。其中，光源控制為顆粒測量區(qū)域提供亮度照明；顆粒測量區(qū)域控制的目的是控制顆粒落點(diǎn)位于攝像機(jī)測量范圍內(nèi)；圖像標(biāo)定模塊用于提供顆粒厚度測量尺寸的參考標(biāo)準(zhǔn)；工業(yè)攝像機(jī)用于采集高分辨率的顆粒厚度圖像；PC機(jī)圖像測量平臺用于對顆粒厚度圖像的優(yōu)化測量與系統(tǒng)控制。

所述光源控制是可調(diào)節(jié)亮度的LED紅色光源。

所述顆粒測量區(qū)域控制包含顆粒輸送管和顆粒測量區(qū)域模塊，其中，顆粒輸送管采用透明光滑的玻璃管道，顆粒放置模塊采用透明玻璃槽。

所述圖像標(biāo)定模塊采用透明的玻璃標(biāo)定板。

所述工業(yè)攝像機(jī)模塊可通過底部的移動(dòng)平臺調(diào)整攝像機(jī)的前后位置，也可通過支撐桿調(diào)整攝像機(jī)的上下位置。

所述PC機(jī)圖像測量平臺包括USB圖像數(shù)據(jù)傳輸接口、厚度圖像測量算法和系統(tǒng)控制軟件。

本發(fā)明的有益效果是：LED紅色光源可避免顆粒圖像產(chǎn)生陰影，并通過亮度可調(diào)節(jié)方式滿足圖像測量的照明需求；顆粒測量區(qū)域控制和圖像標(biāo)定模塊采用透明玻璃材質(zhì)可觀察測量區(qū)域通暢情況，便于實(shí)現(xiàn)對測量裝置的清理；可移動(dòng)的工業(yè)攝像機(jī)模塊能夠方便調(diào)節(jié)攝像機(jī)的圖像采集視距；針對顆粒厚度的圖像測量方法能夠提高測量的準(zhǔn)確性，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)顆粒生產(chǎn)過程的智能化監(jiān)測，尤其適合在微小顆粒壓扁工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。

附圖說明