一种基于工业相机的烟叶厚度监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于工业相机的烟叶厚度监测装置。所述监测装置包括烟柜（1），设置于烟柜（1）侧面的透明观察窗（3），置于透明观察窗（3）正前方的CCD相机（5），与CCD相机（5）连接的图像采集卡（8），与图像采集卡（8）相连的计算机（9）以及受计算机（9）控制运动速度的进料传输带（10）。本实用新型专利技术提供的烟叶厚度检测方法能很容易满足工业要求，具有良好的可行性和稳定性，大大的提高了产品的合格率和生产效率，实现了卷烟生产过程中烟柜中烟片或烟丝流量的自动控制。

Tobacco thickness monitoring device based on industrial camera

The utility model discloses a tobacco thickness monitoring device based on an industrial camera. The monitoring device comprises a smoke cabinet (1), arranged in the smoke cabinet (1) side of the transparent observation window (3), a transparent observation window (3) in front of the camera (5 CCD), and CCD (5) camera image acquisition card connection (8), and the image acquisition card (8) the computer connected by the computer (9) and (9) the feed speed of belt transmission control (10). Leaf thickness detection method provided by the utility model can easily meet the industrial requirements, and has feasibility and good stability, greatly improve the qualified rate of products and production efficiency, realizes the automatic control process of cigarette production in tobacco or tobacco smoke cabinet flow.

【技术实现步骤摘要】
一种基于工业相机的烟叶厚度监测装置
本技术涉及烟叶厚度监测
，尤其涉及一种基于工业相机的烟叶厚度监测装置。
技术介绍
目前，在许多工业生产控制中，均匀适合的物料厚度往往是提高设备生产效率，维护设备运行平稳安全的一个重要因素。现有的物料测量方法有的基于人工测量，工作效率低，人力成本太高，而且在大型化的流水线生产中人工测量往往不方便，有很大的局限性；再或是采用一些复杂测量的仪器设备，调试工作繁杂，受环境影响较大，可靠性和使用寿命都难以保障。在卷烟生产流程中，储叶柜和储丝柜都是常用的烟叶流量调节设备，对衔接前后工序段，调节物料水分平衡，保证原料混合均匀性有着重要作用。在实际生产中，烟叶在储叶柜和储丝柜中都应保证具有一定的厚度，厚度较小储叶柜和储丝柜得不到有效利用，如果厚度过大，则烟叶容易挤压，造成板结，影响成品烟的质量。现有的储叶柜和储丝柜设备基本没有物料厚度检测装置，大多依靠操作人员经验来判断厚度是否合适，这样不利于操作标准的形成，难以保证烟叶或烟丝产品的质量的稳定性。CCD(ChargeCoupledDevice)，电荷耦合器件，是20世纪70年代初发展起来的新型半导体集成光电器件。线阵CCD可同时储存一行光电信号，而且单排感光单元的数目可以，在同等测量精度的前提下，测量范围更广；同时，由于线阵CCD实时传输光电变换信号和自扫描速度快、频率相应高，能够实现动态测量，并且能够在低照度下工作，广泛应用于产品尺寸测量和分类、非接触尺寸测量等领域。随着科学技术的进步，以机器视觉为依托的非接触规格测定方法愈加普遍的为生产制造领域提高技术支撑，很大程度上保证了工业产品的鉴定可信度。目前，机器视觉方式已经成为实现产品准确测定的最佳选择，具有十分广阔的市场前景。它在测定的过程中，不需要与被测产品进行接触，有着无与伦比的优势。该方法不会使被测产品出现丝毫的损害，无接触，时效性强、受外界影响小，精确性好，可大规模进行等。既有较高的可信度，又节约了时间和工作量，减少人工失误。
技术实现思路
本技术公开了一种基于工业相机的烟叶厚度监测装置，所述监测装置能够根据工业CCD相机拍摄的烟叶厚度图片，通过计算机算出烟叶实际厚度，然后根据烟叶实际厚度调节进料速度。本技术的技术方案如下：一种基于工业相机的烟叶厚度监测装置，所述监测装置包括烟柜1，设置于烟柜1侧面的透明观察窗3，置于透明观察窗3正前方的CCD相机5，与CCD相机5连接的图像采集卡8，与图像采集卡8相连的计算机9以及受计算机9控制运动速度的进料传输带10。图像采集卡内部集成了A/D转换，D/A转换功能，可以将采集图像信息传送到计算机中处理和编辑。距离所述透明观察窗3侧边3-5cm处设有磁性刻度尺4，且所述磁性刻度尺4的零刻度线与烟柜1底部重合。所述透明观察窗3侧上方表面安装LED灯2，为了调节光度，可在透明观察窗两侧上方各设置一个LED灯。所述CCD相机5设置在可调节支架6上，调节CCD相机的高度。所述烟柜1为储叶柜或储丝柜，储叶柜和储丝柜是常用的大型烟叶流量调节设备，分别通过传送带进行进料和出料。以储叶柜为例，烟叶进入储叶柜中自动堆码，如果出料速度缓慢，则储叶柜中烟叶厚度逐渐增高，烟叶厚度过高，超过储叶柜承重，而且造成烟叶板结，影响烟叶的质量。所述计算机9通过数模转换模块、变频器控制进料传输带10的进料速度。所述基于工业相机的烟叶厚度监测方法包括以下步骤：步骤(1)在距离烟柜的透明观察窗侧边3-5cm处粘贴磁性刻度尺；在透明观察窗的正前方设置CCD相机，并调节焦距；以及在透明观察窗侧上方表面安装可调节亮度的LED灯，在储烟柜侧面透明观察窗侧上方表面安装两个可调节的LED光源头，适当调节其亮度，使CCD相机拍摄出的物料烟片图像清晰，细节丰富；步骤(2)CCD相机透过透明观察窗对烟柜中的烟片厚度图像进行采集，并通过图像采集卡传输到计算机中处理；步骤(3)当烟柜全满时，读出磁性刻度尺对应此时的烟叶或烟丝的厚度值H，用CCD相机采集此时的图像，利用计算机中的matlab软件对采集的烟片厚度或烟丝厚度图像进行灰度转换、去除噪声，然后对去噪后的图像进行二值化，再对二值化后的图像进行形态学的开闭运算，使图像中的边界点消除，孔洞弥合，接着对形态学运算后的图像进行边缘检测；处理后的图像中烟片所在区域的像素值全为“0”，没有烟片的区域像素值将全为“1”，最后用matlab软件对处理过后的图片进行“0”像素值的行数统计，统计出的“0”像素值的行数为M，得到标定系数K＝H/M；获取了标定系数后，在更换不同的测量对象或者测量条件(照明、焦距等)改变后，则需要重新进行标定。步骤(4)定时采用CCD相机对烟柜中的烟片厚度图像进行采集，再通过图像采集卡传输到计算机中处理；按照步骤(3)进行图片处理，最后matlab软件对处理过后的图片进行“0”像素值的行数统计；再根据烟叶厚度＝标定系数×统计“0”像素值的行数值，从而得到烟叶的实际厚度。进一步地，所述磁性刻度尺的零刻度线与烟柜底部重合，磁性刻度尺最大读数应略大于或等于烟柜满料时的物料厚度值，磁性刻度尺应保持与地面垂直。进一步地，所述CCD相机放置在烟柜透明观察窗的正前方，调节相机的高度和水平方向，使CCD相机镜头的中轴线与透明观察窗的中轴线平行；CCD相机拍摄图像时整个透明观察窗的图像应占据拍摄图像画面的90％以上。进一步地，步骤(3)和步骤(4)统计某一行的像素“0”值的行数时，只要“0”值像素个数占整行像素个数的65％以上即认为该行的像素值全为“0”。本技术采用matlab软件对采集的烟片厚度图像进行预处理，首先对采集得到的图像进行灰度变换，然后对图像进行去噪处理。消除图像中的孤立点，使图像平滑。接着对去噪图像进行二值化，然后对二值图像进行形态学的开闭运算，使图像中的边界点消除，孔洞弥合。接着对形态学运算后的图像进行边缘检测。烟柜烟片厚度图像经过上述方法处理后，理论上烟片所在区域的像素值将全为“0”，没有烟片的区域像素值将全为“1”。最后用matlab软件对处理过后的图片进行“0”像素值的行数统计，再在烟柜全满时获得标定系数，根据标定系数×统计“0”像素值的行数值得到烟叶的实际厚度，在计算机系统中可人为设定烟柜烟片物料厚度的上下限范围，当超出范围时可以发出报警信息或者通过设定程序自动调节进料运输带或者出料运输带的运行速度，以实现流量调节的自动，精准控制。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：(1)本技术提供的烟叶厚度检测方法能很容易满足工业要求，具有良好的可行性和稳定性，大大的提高了产品的合格率和生产效率，实现了卷烟生产过程中烟柜中烟片或烟丝流量的自动控制；(2)采用自动检测和人工刻度尺测量的方式进行，操作人员可以方便直观该监测装置的准确性。附图说明图1为本技术提供的基于工业相机的烟叶厚度监测装置的示意图；图2为采集的烟叶厚度图像处理流程图；图3为图像处理后的有效图像数据结构示意图；图中标记：1-烟柜、2-LED灯、3-透明观察窗、4-磁性刻度尺、5-CCD相机、6-可调节支架、8-图像采集卡、9-计算机、10-进料传输带，D-为CCD相机与烟柜的距离，H为烟柜的高度。具体实施方式下面结合附图和具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于工业相机的烟叶厚度监测装置，其特征在于，所述监测装置包括烟柜(1)，设置于烟柜(1)侧面的透明观察窗(3)，置于透明观察窗(3)正前方的CCD相机(5)，与CCD相机(5)连接的图像采集卡(8)，与图像采集卡(8)相连的计算机(9)以及受计算机(9)控制运动速度的进料传输带(10)。

【技术特征摘要】
1.一种基于工业相机的烟叶厚度监测装置，其特征在于，所述监测装置包括烟柜(1)，设置于烟柜(1)侧面的透明观察窗(3)，置于透明观察窗(3)正前方的CCD相机(5)，与CCD相机(5)连接的图像采集卡(8)，与图像采集卡(8)相连的计算机(9)以及受计算机(9)控制运动速度的进料传输带(10)。2.如权利要求1所述的基于工业相机的烟叶厚度监测装置，其特征在于，距离所述透明观察窗(3)侧边3-5cm处设有磁性刻度尺(4)，且所述磁性刻度尺(4)的零刻度线与烟柜(1)底部重...

【专利技术属性】
技术研发人员：马云参，潘文，陆俊平，李天伟，刘文，杨兴成，袁玉通，杨帆，曹玉江，陈南苇，王青春，
申请(专利权)人：红塔烟草集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：云南,53