[發明專利]一種表面積快速測試系統及方法

在審

• 申請號: 202210296430.7
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114659472A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 孫筱辰;劉容宏;武吉偉;周婉茹
• 申請（專利權）人: 山東省產品質量檢驗研究院
• 主分類號: G01B11/28
• 分類號: G01B11/28;G06T7/13;G06T7/62;G06T17/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發明公開了一種表面積快速測試系統及方法，解決了現有技術中存在表面積測量方法成本高、效率低的問題，具有降低自動化測量裝置成本、提高測量效率的有益效果，具體方案如下：一種表面積快速測試系統，包括圖像采集和處理單元，圖像采集和處理單元包括：被測體圖形采集模塊，用于采集被測體各截面的圖形；圖像編輯模塊，用于獲取每張被測體圖形中的外輪廓點集坐標；建模計算模塊，通過被測體各截面的外輪廓點集坐標重建被測體的三維表面散點圖，并計算被測體表面積。

技術領域

本發明涉及表面積測量領域，尤其是一種表面積快速測試系統及方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

食品安全是世界性話題，而食品接觸材料的安全性與食品的安全性幾乎處于同樣重要的地位。由于與食品直接接觸，其化學成分可能會遷移至食品中或與食品成分發生化學反應，從而引起食品品質下降甚至食品安全問題，因此食品接觸材料的安全性需要通過對其化學成分的遷移測試結果來進行評價。

在各類食品接觸材料中，食品接觸面的表面積準確測定是其遷移實驗結果計算的重要性依據。發明人發現，現有的三維表面積測量裝置雖適用廣泛，但造價往往在幾十萬元，對于絕大多數表面積的測量需求方來說成本過高，不能實現快速測量，測量效率較低。并且對于透明制品，如玻璃制品、各類塑料瓶等還需額外噴涂反差增強劑，對實驗人員和環境不夠友好。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種表面積快速測試系統，充分降低自動化測量裝置成本，同時能提高測量效率，測量數據可用于食品接觸材料的遷移試驗結果計算及相關表面積測量領域。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

一種表面積快速測試系統，包括圖像采集和處理單元，圖像采集和處理單元包括：

被測體圖形采集模塊，用于采集被測體各截面的圖形；

圖像編輯模塊，用于獲取每張被測體截面圖形中的外輪廓點集坐標；

建模計算模塊，通過被測體各截面的外輪廓點集坐標重建被測體的三維表面散點圖，并計算被測體表面積。

如上所述的測試系統，通過對被測體多個截面圖形的獲取，由圖像編輯模塊獲取外輪廓點集坐標，再由建模計算模塊根據外輪廓點集坐標重建三維表面散點圖，快速獲取被測體的表面積，整個系統有利于降低自動化測量裝置成本，同時能提高測量效率。

如上所述的一種表面積快速測試系統，還包括旋轉單元，旋轉單元支撐被測體以帶動被測體旋轉，使得被測體的各截面形狀被充分采集；

旋轉單元與圖像采集和處理單元連接。

如上所述的一種表面積快速測試系統，所述圖像采集和處理單元還包括點集處理模塊，點集處理模塊用于記錄被測體各截面的輪廓點集坐標以及該截面與初始截面間的旋轉角度。

如上所述的一種表面積快速測試系統，所述被測體圖形采集模塊采用紅外照相機。

如上所述的一種表面積快速測試系統，所述建模計算模塊通過局部坐標系重建所述被測體的三維表面散點圖。

如上所述的一種表面積快速測試系統，所述建模計算模塊通過三角剖分，得到三角形集合后，計算所有三角形面積并求和，從而得到被測體表面積。

如上所述的一種表面積快速測試系統，考慮到旋轉體是對稱的結構，若被測體為旋轉體，取任一截面的外輪廓點集坐標，所述建模計算模塊通過坐標點自動連線，獲得外輪廓圖形；將輪廓圖形繞旋轉體的旋轉軸進行360°旋轉，完成被測體的三維模型重建；基于自由網格劃分，在三維重建模型上形成三角形或四邊形網格，選擇需要計算的面，對面上所有網格面積求和，從而得到被測體表面積。