一种实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置及方法，涉及纤维素、木质素材料干缩湿胀系数测试领域。所述装置包括信号处理器和光电感应组件，所述信号处理器和光电感应组件由信号线连接，所述光电感应组件用于获取浸润在液体中的纤维素或木质素材料的电子图像信号，所述电子图像信号通过电路实时传送到信号处理器，信号处理器对不同时间点的电子图像信号进行处理、对相应时间点的纤维素或木质素材料的尺寸进行计算。所述测量方法包括电子图像信号采集和处理，纤维素或木质素材料尺寸和湿胀系数的计算。本发明专利技术的装置及其测量方法适用于纤维素、木质素与其他拥有干缩湿胀性能材料的湿胀系数测试，为制浆造纸行业提供材料性能测量的方法。

A Real-time Device and Method for Measuring the Wet Expansion Coefficient of Cellulose or Lignin Materials

The invention discloses a device and a method for real-time measuring the wet expansion coefficient of cellulose or lignin materials, which relates to the testing field of dry shrinkage and wet expansion coefficient of cellulose and lignin materials. The device comprises a signal processor and a photoelectric induction module, which are connected by a signal line. The photoelectric induction module is used to obtain the electronic image signal of cellulose or lignin material soaked in liquid. The electronic image signal is transmitted to the signal processor in real time through a circuit, and the electronic image signal processor transmits the electronic image signal at different time points. The size of cellulose or lignin material at corresponding time points is calculated. The measurement method includes the acquisition and processing of electronic image signal, the calculation of the size of cellulose or lignin material and the coefficient of wet expansion. The device and the measuring method of the invention are suitable for testing the wet expansion coefficient of cellulose, lignin and other materials with dry shrinkage and wet expansion performance, and provide a method for measuring the material performance of pulp and paper industry.

【技术实现步骤摘要】
一种实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置及方法
本专利技术属于无接触测量领域，涉及木材组成材料纤维素与木质素的湿胀性能领域，具体涉及一种实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置及方法。
技术介绍
木材纤维自古以来应用甚广，其最广泛的应用在于纸浆造纸，由于其可再生、无污染、含量丰富等优点，一致以来都备受关注。木材纤维从里到外由空腔、S3、S2、S1和P层组成，而各层均由纤维素与半纤维素、木质素组成。针对木材湿胀性能的研究已有不少，很多学者已经开展了对纤维素和木质素湿胀性能的研究。但是并没有提出一种比较有效的实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置与测量方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，提供了一种实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置及其测量方法。借助工业相机实时获取浸润在液体中的纤维素、木质素纤维素或木质素材料的图像，在计算机上基于图像处理进行纤维素或木质素材料尺寸的计算，对不同时间点的纤维素或木质素材料尺寸进行计算后可以计算湿胀系数。本专利技术的目的可以通过如下技术方案实现。一种实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置，包括信号处理器和光电感应组件，所述信号处理器和光电感应组件由信号线连接，所述光电感应组件用于获取浸润在液体中的纤维素或木质素材料的电子图像，所述电子图像信号通过电路实时传送到信号处理器，信号处理器对电子图像信号进行处理并对相应时间点的纤维素或木质素材料尺寸进行计算。优选地，所述装置还包括可调整高度和角度的支架，所述光电感应组件安装在支架上。优选地，所述支架包括夹具，所述光电感应组件通过夹具安装在支架上。优选地，所述夹具通过螺钉锁紧光电感应组件，夹具在光电感应组件的夹持部位设有乳胶膜，保护光电感应组件的同时加大夹紧摩擦力。优选地，所述信号处理器为带显示屏的计算机。优选地，所述光电感应组件为CCD工业相机。所述CCD工业相机以一定时间间隔自动获取图像，参数如下：CCD型号：MV-GED200M-1/2”CCD黑白；有效像素点：1600H×1220V(200万)；像素尺寸：4.4μm×μm；预设分辨率：>45dB；像素位深度：12bit；最小曝光时间：0.062毫秒；采集方式：连续、软触发、硬件触发；帧速率：27。本专利技术还提供了一种实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置的测量方法，所述方法包括以下步骤：(1)将纤维素或木质素材料放于光电感应组件的对应的图像采集区；(2)开启光电感应组件，获取浸润在液体中的纤维素或木质素材料的电子图像；(3)电子图像信号通过电路实时传送到信号处理器，信号处理器对电子图像信号进行处理并对相应时间点的纤维素或木质素材料长度和宽度进行计算；(4)信号处理器计算在液体中浸润不同时间的纤维素或木质素材料的膨胀系数。优选地，步骤(3)中纤维素或木质素材料的长度、宽度测量的方法包括以下步骤：a)对图像进行灰度转换，将彩色RGB图像转换成灰度图；b)将灰度图转换成二值图，采用较低阈值即可，例如：threshold＝20/255～100/255；c)借助“edge”语句与“canny”算子，对图像进行边缘线提取操作，获得纤维素或木质素材料轮廓；d)计算纤维素或木质素材料的像素长度、宽度，进行记录。优选地，步骤(4)中湿胀系数的计算方法为：a)长度或宽度湿胀系数其中，d0为初始长度或宽度，dn为纤维素或木质素材料在液体中浸润第n秒时所获取图像计算的长度或宽度；b)面积湿胀系数其中，l0、d0分别为纤维素或木质素材料的初始长度、宽度；ln、dn分别为纤维素或木质素材料在液体中浸润第n秒时所获取图像计算的长度、宽度。优选地，所述液体为水或有机溶剂。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本专利技术的光电感应组件可以实时获取纤维素或木质素材料浸润的图像并传输到信号处理器；2、本专利技术的图像处理算法可以根据图像计算纤维素或木质素材料尺寸，并计算每个时间点的湿胀系数；3、本专利技术提供了一种实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置及其测量方法。附图说明图1是测量装置示意图；图2是工业相机及其夹具零件图；图3是纤维素或木质素材料图像处理示范图；图中：1-计算机，2-相机夹具，3-支架，4-工业相机，5-玻璃皿，6-木质素材料。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例：本实施例提供了一种实时测量木质素材料湿胀系数的装置及其测量方法。如附图1所示，所述装置包括以下组成：计算机1；相机夹具2；夹持支架3；工业相机4；玻璃皿容器5；木质素材料试样6。其中，工业相机4以一定时间间隔自动获取图像；计算机1与工业相机4是连接的，图像数据实时传递；相机夹具2分为两部分，用螺钉进行锁紧，工业相机4的夹持部位采用乳胶膜间隔，保护相机的同时加大夹紧摩擦力，如图2所示；夹持支架3可以调控高度与角度，实现相机位置、角度的调控；计算机1实时对接受的图像进行处理、分析，计算试样湿胀系数。所述图像处理方法包括以下步骤：1)将试样6放于玻璃皿5中；2)开启工业相机4，开始实时获取图像，每间隔1秒获取一张图像；3)计算机1实时获取试样图像，进行图像处理，如附图3所示，具体步骤如下：a)对图像进行灰度转换，即将彩色RGB图像转换成灰度图，如图3中的a图；b)将灰度图转换成二值图，采用较低阈值即可，例如50/255，如图3中的b图；c)借助“edge”语句与“canny”算子，对图像进行边缘线提取操作，获得试样轮廓，如图3中的c图；d)计算试样的像素长度、宽度，如图3中的d图，进行记录。4)得出一系列图像的试样长度、宽度后，计算与浸润时间相关的膨胀系数。湿胀系数的计算方法为：a)长度或宽度湿胀系数其中，d0为初始长度或宽度，dn为第n秒所获取图像计算的长度或宽度；b)面积湿胀系数其中，l0、d0分别为试样的初始长度、宽度；ln、dn分别为第n秒所获取图像计算的长度、宽度。以上所述，仅为本专利技术专利较佳的实施例，但本专利技术专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术专利所公开的范围内，根据本专利技术专利的技术方案及其专利技术专利构思加以等同替换或改变，都属于本专利技术专利的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置，其特征在于，包括信号处理器和光电感应组件，所述信号处理器和光电感应组件由信号线连接，所述光电感应组件用于获取浸润在液体中的纤维素或木质素材料的电子图像，所述电子图像信号通过电路实时传送到信号处理器，信号处理器对电子图像信号进行处理并对相应时间点的纤维素或木质素材料尺寸进行计算。

【技术特征摘要】
1.一种实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置，其特征在于，包括信号处理器和光电感应组件，所述信号处理器和光电感应组件由信号线连接，所述光电感应组件用于获取浸润在液体中的纤维素或木质素材料的电子图像，所述电子图像信号通过电路实时传送到信号处理器，信号处理器对电子图像信号进行处理并对相应时间点的纤维素或木质素材料尺寸进行计算。2.根据权利要求1所述的实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置，其特征在于，所述装置还包括可调整高度和角度的支架，所述光电感应组件安装在支架上。3.根据权利要求2所述的实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置，其特征在于，所述支架包括夹具，所述光电感应组件通过夹具安装在支架上。4.根据权利要求3所述的实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置，其特征在于，所述夹具通过螺钉锁紧光电感应组件，夹具在光电感应组件的夹持部位设有乳胶膜。5.根据权利要求1所述的实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置，其特征在于，所述信号处理器为带显示屏的计算机。6.根据权利要求1所述的实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置，其特征在于，所述光电感应组件为CCD工业相机。7.一种利用权利要求1所述的实时测量纤维素或木质素材料湿胀系数的装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将纤维素或木质素材料放于光电感应组件的对应的图像采集区；(2)开启光电感应组件，获取浸润在液体中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旺玉，谢卫规，党艳萍，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44