[发明专利]一种颗粒压扁厚度在线测量装置

说明书

本发明公开了一种颗粒压扁厚度在线测量装置，该装置由光源控制、颗粒测量区域控制、图像标定装置、工业摄像机和PC机图像测量平台五部分构成。光源控制用于提供测量装置所需且可调节的LED红色光源，颗粒测量区域控制用于实现将进料颗粒落点控制在摄像机测量范围内，图像标定装置为颗粒厚度测量尺寸提供参考标准，工业摄像机用于采集高分辨率的颗粒厚度图像，进而通过PC机图像测量平台实现颗粒厚度图像的优化测量与系统控制。

技术领域

本发明属于颗粒压扁过程监测的技术领域，特别是涉及一种颗粒压扁厚度的在线测量装置。

背景技术

颗粒检测及其测量技术在多个领域具有重要的实际应用价值，例如煤炭矿业生产、食品加工、生物制药、精密制造等。环境中的颗粒因素可能引起生产安全性问题或产品污染性问题，生产对象的颗粒因素可能导致产品质量存在缺陷。颗粒的粒径、形状、浓度等信息对颗粒因素的控制具有重要意义。根据应用场景的不同，颗粒测量的侧重点也有所不同，而测量方法可分为离线测量和在线测量两种，离线测量方法主要涉及筛分法、沉降法、光全息法等，在线测量方法主要包括基于光学原理的测量方法和基于机器视觉的测量方法。

工业片状颗粒生产过程中，由于利用机械碾辊机将原料颗粒压制成扁平颗粒，那么，碾辊间距直接关系到颗粒压扁厚度。碾辊机在长期运行过程中，其碾辊间距必然存在运行误差，导致颗粒压扁厚度的统计分布不均匀或超出片状颗粒的厚度范围。因此，需要对颗粒压扁厚度进行监测，以便发现颗粒压扁厚度异常并及时调整碾辊间距，从而确保片状颗粒生产过程的碾压质量。与传统颗粒测量不同的是，针对工业生产中的颗粒压扁需求，现有方法是通过人工操作方式利用千分尺、显微镜等工具进行测量。这种人工测量方法的效率低、精度差，且恶劣的工业生产环境也会对人员健康造成一定的损伤。因此，迫切需要一种颗粒压扁厚度的无人在线测量方法，这对颗粒监测的智能化程度提出了较高要求。

发明内容

基于现有技术，本发明旨在提供一种针对颗粒压扁厚度的在线测量装置，该装置充分考虑压扁颗粒在监测区域的落点控制、监测区域的光源控制等技术，以数字显微图像为分析对象，利用数字图像处理方法实现片状颗粒的厚度测量。该系统能够有效解决工业生产环境中片状颗粒厚度的在线监测问题，能够解决原有人工测量方法的效率与准确性不高问题，并实现颗粒压扁厚度的监测自动化。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是，一种针对颗粒压扁厚度在线测量装置结构示意如图1所示。该系统可分割为五个部分，即光源控制、颗粒测量区域控制、图像标定装置、工业摄像机和PC机图像测量平台。其中，光源控制为颗粒测量区域提供亮度照明；颗粒测量区域控制的目的是控制颗粒落点位于摄像机测量范围内；图像标定模块用于提供颗粒厚度测量尺寸的参考标准；工业摄像机用于采集高分辨率的颗粒厚度图像；PC机图像测量平台用于对颗粒厚度图像的优化测量与系统控制。

所述光源控制是可调节亮度的LED红色光源。

所述颗粒测量区域控制包含颗粒输送管和颗粒测量区域模块，其中，颗粒输送管采用透明光滑的玻璃管道，颗粒放置模块采用透明玻璃槽。

所述图像标定模块采用透明的玻璃标定板。

所述工业摄像机模块可通过底部的移动平台调整摄像机的前后位置，也可通过支撑杆调整摄像机的上下位置。

所述PC机图像测量平台包括USB图像数据传输接口、厚度图像测量算法和系统控制软件。

本发明的有益效果是：LED红色光源可避免颗粒图像产生阴影，并通过亮度可调节方式满足图像测量的照明需求；颗粒测量区域控制和图像标定模块采用透明玻璃材质可观察测量区域通畅情况，便于实现对测量装置的清理；可移动的工业摄像机模块能够方便调节摄像机的图像采集视距；针对颗粒厚度的图像测量方法能够提高测量的准确性，进而可实现颗粒生产过程的智能化监测，尤其适合在微小颗粒压扁工业生产中应用。

附图说明