專利名稱：一種葉絲寬度的快速測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于測量卷煙生產(chǎn)切葉絲工序葉絲寬度的快速測量裝置，具體地說涉及一種采用CCD (電荷藕合器件圖像傳感器)成像技術(shù)以及計算機(jī)圖形處理技術(shù)的葉絲寬度快速測量裝置。
背景技術(shù)：
切絲工序是制絲線上的重要工序，其主要任務(wù)是把含水率與溫度合適的片煙切成規(guī)定寬度的葉絲，并盡可能減少造碎和“跑片”。葉絲寬度是切葉絲工序的主要質(zhì)量指標(biāo)，葉絲寬度對卷煙的物理指標(biāo)和感官質(zhì)量都有不同程度的影響片煙切絲，隨著切絲寬度的增加，葉片的出絲率相應(yīng)的有所提高，灰損率下降。但葉絲過寬時，卷制的煙支容易空頭，燃燒性較差，煙支陰燃速度較慢，在葉中含梗率較高的條件下，隨著葉絲寬度的增加，葉絲中的含雜量升高，對卷煙質(zhì)量與卷煙的單箱耗葉不利。此外葉絲寬度不同時，其卷煙的吸味也不完全一致。我國煙草行業(yè)制絲線切葉絲工序的葉絲寬度范圍是0.7mm 1. 1mm，允差是士0. 1mm，待測葉絲形狀不規(guī)格、數(shù)量大，對測量儀器的要求比較高。目前，常規(guī)的測量方式是采用投影儀，測量員將每根葉絲放置在投影儀的工件臺上，由人工調(diào)節(jié)工件臺的絲桿，分別對齊葉絲的待測起點(diǎn)和終點(diǎn)基準(zhǔn)線，然后讀數(shù)完成這根煙絲一個部位的測量，每根煙絲需多點(diǎn)測量計算均值，因需測煙絲數(shù)量多、形狀不規(guī)則，造成測量員勞動強(qiáng)度大，速度慢，測試結(jié)果穩(wěn)定性差。因此，日常生產(chǎn)中未對葉絲寬度進(jìn)行日常檢測和監(jiān)控。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有高強(qiáng)度均勻照明光源的葉絲寬度的快速測量裝置。本新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種葉絲寬度的快速測量裝置，包括，用作承載葉絲的載物臺，CCD成像系統(tǒng)，與CCD成像系統(tǒng)連接、用作測量葉絲寬度的計算機(jī)系統(tǒng)，計算機(jī)系統(tǒng)主要由主機(jī)和顯示器組成，顯示器與主機(jī)連接；載物臺上方還設(shè)置有照明系統(tǒng)LED光源設(shè)置在橢球鏡的焦點(diǎn)位置上，LED光源前方順次設(shè)置有平行光束通道以及半反半透鏡，半反半透鏡下方設(shè)置有下凸透鏡，下凸透鏡位于載物臺上方，半反半透鏡上方設(shè)置有上凸透鏡， 上凸透鏡上方設(shè)置有反射鏡，反射鏡與所述CCD成像系統(tǒng)的成像鏡頭的光通路之間設(shè)置有后凸透鏡。本新型是以CCD成像、計算機(jī)圖形處理和葉絲輪廓識別測量技術(shù)為基礎(chǔ)的測量裝置，主要由葉絲工件臺系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、CCD成像系統(tǒng)和計算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本新型的有益效果是1、測量效率高，可多葉絲一次性同時測量，且對每根葉絲多部位測量計算平均值。2、測量準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性高，葉絲放置在工件臺后，無需人工參與，由計算機(jī)系統(tǒng)完成葉絲寬度的測量，減少人工干擾因素，提高測量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。[0010]3、具有友好的人機(jī)交互界面，計算機(jī)系統(tǒng)操作便捷，測量數(shù)據(jù)可長期保存，利用數(shù)據(jù)的采集分析。4、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，本測量方法可減少工件臺的活動性組件，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型通過特定光學(xué)系統(tǒng)形成高強(qiáng)度均勻照明光源，為提高葉絲成像質(zhì)量和測量精度創(chuàng)造了先決條件。本實(shí)用新型能夠提高工作效率，指導(dǎo)切絲機(jī)的維護(hù)優(yōu)化，提升日常工藝生產(chǎn)中切絲質(zhì)量的監(jiān)控水平，增強(qiáng)切絲工序的質(zhì)量保證能力，并對提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性具有十分重要的意義。本實(shí)用新型可測量各種形狀薄型物體的外觀尺寸，特別適用于煙草行業(yè)中造紙法薄片、膨脹煙輥壓法薄片和梗絲等長度和寬度方向的測量。

圖1是本新型一種葉絲寬度的快速測量裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2是本新型葉絲寬度測量的程序流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1中，本新型主要由LED光源、電源以及橢球鏡等組成照明(光學(xué))系統(tǒng)，具有照明面積大、照明強(qiáng)度高和照明均勻好的特點(diǎn)，是提高葉絲成像質(zhì)量和測量精度的基礎(chǔ)，是本新型的關(guān)鍵所在。載物臺1上方置有照明系統(tǒng)LED光源2后方設(shè)置有橢球鏡3，LED光源前方順次設(shè)置有平行光束通道4以及半反半透鏡5，半反半透鏡下方設(shè)置有下凸透鏡6，下凸透鏡位于載物臺1上方，半反半透鏡上方設(shè)置有上凸透鏡7，上凸透鏡上方設(shè)置有反射鏡 8，反射鏡與CCD成像系統(tǒng)的成像鏡頭的光通路之間設(shè)置有后凸透鏡9。葉絲工件臺系統(tǒng)包括載物臺，葉絲夾具、電控系統(tǒng)等?？梢怨潭ǘ喔郎y葉絲，并由計算機(jī)控制其運(yùn)動軌跡；CCD成像系統(tǒng)包括成像鏡頭、CCD、視頻采集卡，是一種大視場角、低畸變的光學(xué)成像系統(tǒng)，能夠獲取待測葉絲的高清輪廓圖像；計算機(jī)系統(tǒng)包括主機(jī)11、顯示器13 (與主機(jī)連接)、人機(jī)交互界面、分析軟件(包括葉絲寬度測量裝置12)等，實(shí)現(xiàn)對測量儀器的系統(tǒng)控制，具有葉絲圖像貯存、葉絲輪廓識別、 葉絲寬度測量和保存測量數(shù)據(jù)等功能。參見圖2，采集系統(tǒng)獲得的葉絲圖像將有很多噪音，這主要由于照明系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和電路系統(tǒng)等環(huán)境“污染”引起，想得到比較清晰的圖像必須采用圖像濾波，依據(jù)葉絲圖像的特征，本系統(tǒng)擬采用腐蝕膨脹算法，獲得低噪聲清晰圖像。然后再依據(jù)投影算法，將二維灰度數(shù)據(jù)變換為一維灰度和序列，利用自適應(yīng)閾值分割，獲得單根葉絲所在的圖像區(qū)域。 這樣，進(jìn)過stepl的處理后，整個葉絲圖像由多個子圖像集合而成，每個子圖像中僅包含一根葉絲。st印2中重點(diǎn)是對每個子圖像進(jìn)行葉絲輪廓提取，本系統(tǒng)擬采用圖像二值化、高通濾波、Sobel邊緣算子的綜合處理辦法，有效獲得葉絲邊緣。St印3采用等間距行掃描的辦法測量葉絲寬度，由于圖像的邊界灰度變化大，因此行掃描時，灰度發(fā)生突變的兩個位置便是葉絲的兩個邊界，計算兩個位置之間的像素數(shù)，同時結(jié)合成像系統(tǒng)倍率和CCD的像元尺寸，就可以反演出葉絲真實(shí)的物理尺寸。重復(fù)st印3的過程，可以獲得所有需要測量的寬度數(shù)據(jù)。最后由計算機(jī)記錄存儲測量數(shù)據(jù)。葉絲寬度測量時，將帶測切后葉絲樣品單根分開，間隔的平鋪在工件臺(即載物臺)上，在照明系統(tǒng)的輔助下，通過CCD成像系統(tǒng)10將數(shù)字化的葉絲圖像傳送至計算機(jī)系統(tǒng)，葉絲圖像經(jīng)計算機(jī)程序處理后，進(jìn)行葉絲輪廓識別，最終多點(diǎn)測量葉絲寬度，高速完成測量工作。 本實(shí)用新型不限于這種具體實(shí)施方式
的范圍，一切利用本實(shí)用新型構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。
權(quán)利要求1. 一種葉絲寬度的快速測量裝置，包括，用作承載葉絲的載物臺(1)，C⑶成像系統(tǒng) (10)，與CCD成像系統(tǒng)連接、用作測量葉絲寬度的計算機(jī)系統(tǒng)，其特征是所述計算機(jī)系統(tǒng)主要由主機(jī)(11)和顯示器(13 )組成，顯示器與主機(jī)連接；所述載物臺(1)上方還設(shè)置有照明系統(tǒng)LED光源(2)設(shè)置在橢球鏡(3)的焦點(diǎn)位置上，LED光源前方順次設(shè)置有平行光束通道(4)以及半反半透鏡(5)，半反半透鏡下方設(shè)置有下凸透鏡(6)，下凸透鏡位于載物臺 (1)上方，半反半透鏡上方設(shè)置有上凸透鏡(7)，上凸透鏡上方設(shè)置有反射鏡(8)，反射鏡與所述CCD成像系統(tǒng)的成像鏡頭的光通路之間設(shè)置有后凸透鏡(9)。
專利摘要一種葉絲寬度的快速測量裝置，主要由，用作承載葉絲的載物臺，CCD成像系統(tǒng)，與CCD成像系統(tǒng)連接、用作測量葉絲寬度的計算機(jī)系統(tǒng)組成。上述計算機(jī)系統(tǒng)主要由主機(jī)和顯示器組成，顯示器與主機(jī)連接；上述載物臺上方還設(shè)置有照明系統(tǒng)LED光源設(shè)置在橢球鏡的焦點(diǎn)位置上，LED光源前方順次設(shè)置有平行光束通道以及半反半透鏡，半反半透鏡下方設(shè)置有下凸透鏡，下凸透鏡位于載物臺上方，半反半透鏡上方設(shè)置有上凸透鏡，上凸透鏡上方設(shè)置有反射鏡，反射鏡與CCD成像系統(tǒng)的成像鏡頭的光通路之間設(shè)置有后凸透鏡。本新型照明光學(xué)系統(tǒng)形成高強(qiáng)度、高均勻性照明光線，為提高葉絲成像質(zhì)量和測量精度創(chuàng)造了先決條件。
文檔編號G01B11/02GK202057304SQ20112014095
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者嚴(yán)偉, 何玲英, 周學(xué)政, 唐士軍, 曾建, 曾正蓉, 曾肖陽, 李東亮, 楊小琴, 溫若愚, 胡松, 趙維一, 鐘維勇, 陳昆燕 申請人:川渝中煙工業(yè)公司