用于BOPP生产的薄膜厚度监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于BOPP生产的薄膜厚度监测装置，其包括：膜厚图像拾取单元，采集薄膜测厚仪输出的薄膜剖面图像；字符提取单元，根据所述图像获取其中原膜厚曲线的基准厚度值、坐标刻度值和厚度平均值；膜厚数据提取单元，根据所述图像生成一条连续完整且无交叉的膜厚曲线，并获该曲线上每个点所对应的厚度值；数据输出单元，根据所输往对象的要求，将厚度值输出或显示，并在厚度值超出预先设置的范围时发出警示。本发明专利技术能避开测厚仪特定数据格式的解析，准确获取厚度数据，实现对薄膜剖面的实时厚度自动监测，有效防止了人为监测的判断错误，为薄膜厚度控制提供了基本依据；而且，本监测装置容易推广到其他类似设备上，具有良好的扩展性。

Film thickness monitoring device for BOPP production

The invention discloses a device for monitoring the film thickness, the BOPP production includes: an image pickup unit film film thickness, film thickness profile image acquisition output; character extraction unit, according to the image acquisition where the base thickness of raw film thickness of the curve, coordinate scale and average thickness of film thickness; data extraction according to the image generating unit, a continuous film thickness curve and complete cross, and was corresponding to each point of the curve thickness; the data output unit, according to the requirements of the object, the thickness value of output or display, and in thickness beyond the scope of the preset time alarm. The invention can avoid measuring thickness tester specific data format analysis, to obtain accurate thickness data, realize the real-time automatic monitoring of the film thickness profile, effectively prevent the artificial monitoring errors of judgment, provides the basis for the film thickness control; and the monitoring device can be easily extended to other similar devices, has good scalability.

【技术实现步骤摘要】
用于BOPP生产的薄膜厚度监测装置
本专利技术涉及薄膜制造
，具体涉及一种用于BOPP薄膜生产的薄膜厚度监测装置。
技术介绍
BOPP薄膜即双向拉伸聚丙烯薄膜是由双向拉伸所制得的，它是经过物理、化学和机械等手段特殊成型加工而成的塑料产品。BOPP生产线是一个非线性、时变、大延迟的复杂系统。其工艺流程主要包括：原料熔融、挤出、冷却成型、纵向拉伸、横向拉伸、切边、电晕处理、卷取等。作为BOPP薄膜产品质量指标的物理机械性能如拉伸强度、断裂伸长率、浊度、光泽等，因主要决定于材料本身的属性，所以都易达到要求。而作为再加工性和使用性能的主要控制指标，即薄膜厚度偏差和薄膜平均厚度偏差，则主要决定于薄膜的制造过程。即使制造过程中薄膜厚度控制在在标准允许的偏差范围内，但经数千层膜收卷累计后，厚度偏差大的位置上就可能形成箍、暴筋或凹沟等不良缺陷，这些缺陷直接影响到用户的再加工使用，如彩印套色错位或涂胶不匀起皱等现象，使其降低或失去使用价值。所以BOPP薄膜生产中最关键的质量间题是如何提高和稳定薄膜厚度精度，也正是这种薄膜厚度精度才直接影响到薄膜的使用价值，决定了薄膜的商品价值。薄膜厚度检测技术主要采用红外线、X射线、β射线等的透射式检测方式。如申请号为2012204848603的中国专利通过对激光透射图像的分析来判断被检薄膜的厚度，申请号为2012202105502的中国专利则通过红外检测来获得薄膜厚度。除此之外，还出现了通过反射方法来进行厚度检测的，如申请号为201080013587X的中国专利基于光线波长变化的薄膜层的反射度分布来检测厚度。国内BOPP薄膜制造生产线的在线薄膜厚度检测仪很多是与电气控制设备成套从国外引进，测厚仪的数据往往是通过特定格式传输给控制设备的。测厚仪使用寿命一般比控制设备长很多，当控制设备发生故障或损坏而无法使用时，国内制造厂家要么花费昂贵代价从国外进口，要么用国产控制设备替换。但即使用国产控制设备替换也必须先解决一个问题，即从原测厚仪获取准确的厚度数据。面对这个问题，当前有些厂家只能采用开环控制，即对测厚仪输出在显示器上的剖面厚度图像进行人工监测，然后根据经验操作替换后的控制设备来进行调节。人工监测不但不精确，也无法持续。由于缺乏对薄膜厚度的连续准确监控，薄膜产品的质量往往受到影响。为此，急需解决对薄膜厚度在线自动化监测的改造。另一方面，很多一体化仪器设备如广泛应用的无纸记录仪、雷达显示仪等传统的带显示终端的设备，多采用专门格式进行数据传输和存储。对这些设备，如果能采集其显示器输入端的标准格式信号如VGA信号，对该信号所表达的图像进行分析处理，获取其原始物理数据并输送给依赖此数据的其他设备如控制器，则能大大扩展原设备的用途。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种能对测厚仪显示器输入信号进行采集和分析处理并输出该信号所对应原始物理数据的装置，用来对BOPP薄膜生产进行在线式薄膜厚度监测。本专利技术的技术解决方案是，提供一种以下结构的用于BOPP生产的薄膜厚度监测装置，包括：膜厚图像拾取单元、字符提取单元、膜厚数据提取单元、数据输出单元，所述膜厚图像拾取单元用以拾取薄膜测厚仪输出的薄膜剖面图像资料；所述字符提取单元根据所述剖面图像资料获取所述图像中原膜厚曲线的基准厚度值、坐标刻度值、厚度平均值；所述膜厚数据提取单元根据所述剖面图像资料生成一条连续完整且无交叉的膜厚曲线，并在所获取的所述基准厚度值、坐标刻度值、厚度平均值的基础上，获取所述生成膜厚曲线上每个点所对应的厚度值；所述数据输出单元根据所输往对象的要求，将所获取的各点厚度值输出或显示，并在厚度值超出预先设置的范围时发出警示。作为优选，其还包括一个预处理单元，所述预处理单元根据所述薄膜剖面图像资料中的颜色特征及区域特征为所述字符提取单元、膜厚数据提取单元分别获取第一ROI区域和第二ROI区域。作为优选，所述字符提取单元首先根据第一ROI区域内可能出现的字符分析构建字符的二值化特征模板库；然后，针对所获取的第一ROI区域，检测分离出单个字符，对每个字符进行特征提取后进行模板匹配，再对词组进行辨识，获取所述图像中原膜厚曲线的基准厚度值、坐标刻度值、厚度平均值。作为优选，所述膜厚数据提取单元针对所获取的第二ROI区域，首先对目标图像进行灰度化和滤波处理，再根据颜色分量和坐标特征设立两组阈值范围或颜色分量规则，获取非连续膜厚曲线图像g1和辅助点阵图像g2；其次，对两幅图像g1和g2，分别进行Otsu阈值分割和双阈值分割后得到二值化图像g1′和g2′；然后，将g1′和g2′二者相合并生成一条连续完整且无交叉的膜厚曲线图像g；最后，根据所获取的所述基准厚度值、坐标刻度值、厚度平均值，对所生成膜厚曲线上每个点，将其在图像中的像素坐标变换为所对应的厚度值。作为优选，所述膜厚图像拾取单元采用VGA2USB转换器，所述转换器接收薄膜测厚仪输出的VGA信号；所述薄膜剖面图像资料，是以所述薄膜测厚仪输出并能显示在一显示器上的用以显示被检测薄膜的横向剖面厚度的图像，所述图像包括分别以不同颜色表示的一条膜厚曲线、坐标轴和与坐标轴平行的辅助线，以及用以标示所述膜厚曲线基准厚度值、坐标刻度值、厚度平均值的字符。作为优选，所述膜厚图像拾取单元还包括VGA信号分配器，所述VGA信号分配器从薄膜测厚仪接收VGA信号并将信号分配给显示器和所述VGA2USB转换器。采用本专利技术的结构，与现有技术相比，具有以下优点：本专利技术应用于BOPP生产的薄膜厚度在线监测，实时采集数显设备上的薄膜剖面图像信号，分析处理得到薄膜的实时厚度参数，实现了对薄膜厚度的实时自动监测，有效防止了人为判断错误与疏忽，为提高薄膜厚度的均匀性、保证薄膜成品质量提供了基本依据。而且，本监测装置的数据采集处理过程具有一定的通用性，能根据后续连接设备要求输出数据，容易推广到无纸记录仪等设备的扩展应用上。本装置易集成，替换方便，具有良好的扩展性、灵活性和兼容性。附图说明图1为BOPP生产工艺流程示意图；图2为本专利技术用于BOPP生产的薄膜厚度监测装置的结构示意图；图3为BOPP生产线上测厚仪显示器界面图；图4为本专利技术中字符提取单元的字符图像分割流程图；图5为本专利技术中字符提取单元的模板匹配流程图；图6为本专利技术中字符提取单元的特征提取示意图；图7为本专利技术中字符提取单元的粘连字符分离与二值化示意图；图8为本专利技术中膜厚数据提取单元的提取目标曲线数据流程图；图9为本专利技术中膜厚数据提取单元的分层阈值分割示意图；图10为本专利技术中膜厚数据提取单元的膜厚曲线对比图；图11为本专利技术用于BOPP生产的薄膜厚度监测装置对薄膜厚度进行实时监测的结果。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。如图1所示，BOPP生产从原材料熔融开本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于BOPP生产的薄膜厚度监测装置，其包括膜厚图像拾取单元、字符提取单元、膜厚数据提取单元、数据输出单元，所述膜厚图像拾取单元用以拾取薄膜测厚仪输出的薄膜剖面图像资料；所述字符提取单元根据所述剖面图像资料获取所述图像中原膜厚曲线的基准厚度值、坐标刻度值、厚度平均值；所述膜厚数据提取单元根据所述剖面图像资料生成一条连续完整且无交叉的膜厚曲线，并在所获取的所述基准厚度值、坐标刻度值、厚度平均值的基础上，获取所述生成膜厚曲线上每个点所对应的厚度值；所述数据输出单元根据所输往对象的要求，将所获取的各点厚度值输出或显示，并在厚度值超出预先设置的范围时发出警示。

【技术特征摘要】
1.用于BOPP生产的薄膜厚度监测装置，其包括膜厚图像拾取单元、字符提取单元、膜厚数据提取单元、数据输出单元，所述膜厚图像拾取单元用以拾取薄膜测厚仪输出的薄膜剖面图像资料；所述字符提取单元根据所述剖面图像资料获取所述图像中原膜厚曲线的基准厚度值、坐标刻度值、厚度平均值；所述膜厚数据提取单元根据所述剖面图像资料生成一条连续完整且无交叉的膜厚曲线，并在所获取的所述基准厚度值、坐标刻度值、厚度平均值的基础上，获取所述生成膜厚曲线上每个点所对应的厚度值；所述数据输出单元根据所输往对象的要求，将所获取的各点厚度值输出或显示，并在厚度值超出预先设置的范围时发出警示。2.根据权利要求1所述的用于BOPP生产的薄膜厚度监测装置，其特征在于：其还包括一个预处理单元，所述预处理单元根据所述薄膜剖面图像资料中的颜色特征及区域特征为所述字符提取单元、膜厚数据提取单元分别获取第一ROI区域和第二ROI区域。3.根据权利要求2所述的用于BOPP生产的薄膜厚度监测装置，其特征在于：所述字符提取单元首先根据第一ROI区域内可能出现的字符分析构建字符的二值化特征模板库；然后，针对所获取的第一ROI区域，检测分离出单个字符，对每个字符进行特征提取后进行模板匹配，再对词组进行辨识，获取所述图像中原膜厚曲线的基准厚度值、坐标刻度值、厚度平均值。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹细勇，徐伟，陈利红，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33