一种快速测量造纸纤维形态参数的系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开一种快速测量造纸纤维形态参数的系统及其方法，包括箱体、载物装置、电机、光源装置、图像获取装置以及处理及显示装置。箱体其上开设有透光口；载物装置设置在箱体上，用于承载待测纤维样品的水悬浮物；电机设置在箱体内，用于驱动载物装置进行旋转；光源装置设置在箱体内，用于通过透光口照射待测纤维样品；图像获取装置设置在箱体上，用于获取待测纤维样品的纤维图像，并将放大后的纤维图像传送到处理及显示装置；处理及显示装置与图像获取装置电连接，用于对纤维图像进行处理，得到待测纤维样品的各项参数并进行显示。本发明专利技术用于解决现有的测量设备容易出现粘附以及堵塞的技术问题，从而达到提高测量精度以及测量效率的目的。量效率的目的。量效率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种快速测量造纸纤维形态参数的系统及其方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种快速测量造纸纤维形态参数的系统及其方法。

技术介绍

[0002]造纸纤维的长度、宽度以及粗度(纤维单位长度的重量)是衡量纤维成纸质量的重要指标参数，造纸用纤维的长度在0.4至5毫米左右，宽度在10至60微米左右，粗度是每百米长重0.2至1毫克左右，因此想要准确且快速地测量上述参数并不容易。
[0003]目前的测量方法主要是直接测量法和间接测量法两种。直接测量法是把纤维用显微镜或投影仪放大后，用手工直接测量，测量结果虽然准确，但是费时费力。按照现有国标进行测量至少需要二十至三十分钟，需要人工对200根纤维(国标要求的测量根数)进行一根根的点击测量。
[0004]间接测量是用数码显微镜把纤维放大后，由计算机扫描近似矩形图形的纤维，获取纤维的面积和周长，间接计算纤维的长度，宽度，并根据测量纤维的重量计算其粗度。目前我国国内还没有间接法快速测量纤维的设备，行业使用的多是国外进口的水流式图形采集纤维自动测量仪，采用连续采集流动的状态下流经摄像装置的纤维图像，然后用计算机对图像进行处理后，间接测量纤维的纤维长度、宽度以及粗度。如芬兰Kajaani电子技术公司FS 100、200、300型纸浆纤维分析仪，加拿大制浆造纸研究所、哥伦比亚大学和OPTEST公司联合开发的FQA纤维质量分析仪，瑞典Lorentzen&Wettre公司生产的L&W纤维分析仪。此类测量仪速度快、使用便捷，可以在三分钟之内测量2000
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5000根纤维，直接从计算机获得统计数据，大大减轻了测量人员的劳动强度。但是上述设备是通过连续采集流动的状态下流经摄像装置的纤维图像，因此存在流浆装置容易堵塞的缺点。
[0005]流浆取样装置一般是供浆液通过的毛细管或玻璃夹缝，为了能获取到单根纤维图像，毛细管或玻璃夹缝必须十分狭小，遇到浆料疏解不好，容易造成纤维束或纤维胶状树脂杂质粘附在毛细管壁或玻璃夹缝壁上，从而影响测量结果的精度，进一步地，还会堵塞毛细管或玻璃夹缝，堵塞后需要通过人工进行清理，从而大大降低测量的效率。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种快速测量造纸纤维形态参数的系统及其方法，用于解决现有的快速测量纤维的设备容易出现取样装置粘附有纤维束或杂质以及堵塞的技术问题，从而达到提高测量精度以及测量效率的目的。
[0007]为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0008]一种快速测量造纸纤维形态参数的系统，包括：
[0009]箱体，其上开设有透光口；
[0010]载物装置，设置在所述箱体上，用于承载待测纤维样品的水悬浮物；
[0011]电机，设置在所述箱体内，用于驱动所述载物装置进行旋转；
[0012]光源装置，设置在所述箱体内，用于通过所述透光口照射待测纤维样品；
[0013]图像获取装置，设置在所述箱体上，用于获取待测纤维样品的纤维图像，并将放大后的纤维图像传送到处理及显示装置；
[0014]处理及显示装置，与所述图像获取装置电连接，用于对所述纤维图像进行处理，得到待测纤维样品的各项参数，并进行显示；
[0015]其中，所述各项参数包括纤维长度、纤维宽度以及纤维粗度，所述载物装置包括透明载物盘和透明转盘，所述透明转盘与所述电机相连接，并受所述电机的驱动进行旋转，所述透明载物盘设置在所述透明转盘上，并在所述透明转盘的带动下进行旋转。
[0016]作为本专利技术优选的实施方式，所述光源装置包括：
[0017]LED灯，用于发出照射光；
[0018]滤光片，位于照射光的出射光路上，用于过滤所述照射光。
[0019]作为本专利技术优选的实施方式，所述图像获取装置包括：
[0020]显微镜，用于放大所述待测纤维样品；
[0021]数码摄像机，与所述显微镜相连接，用于获取经所述显微镜放大后的纤维图像，并将所述纤维图像传送到所述处理及显示装置；
[0022]立杆，设置在所述箱体上；
[0023]调节部件，可活动地设置在所述立杆上，与所述显微镜相连接，用于调节所述显微镜与待测纤维样品之间的焦距。
[0024]作为本专利技术优选的实施方式，所述处理及显示装置包括：
[0025]计算机，用于对所述数码摄像机传送的灰度图像矩阵进行处理，得到待测纤维样品的各项参数；
[0026]显示器，用于显示待测纤维样品的形态图像和各项参数测量结果；
[0027]其中，所述计算机包括图像采集卡，用于从所述数码摄像机采集灰度图像矩阵。
[0028]作为本专利技术优选的实施方式，还包括控制单元，设置在所述箱体内，分别与所述电机和所述光源装置电连接，用于控制所述电机的转速和所述光源装置的亮度。
[0029]一种采用上述的系统快速测量造纸纤维形态参数的方法，包括以下步骤：
[0030]称取待测纤维样品，利用染料对待测纤维样品进行染色，得到染色待测纤维；
[0031]将所述染色待测纤维预分散在水溶液中；
[0032]往所述水溶液中加入凝胶分散剂，对所述染色待测纤维做进一步分散，得到分散均匀的纤维水悬浮液；
[0033]将所述纤维水悬浮液置于所述透明载物盘内，所述透明载物盘在所述电机的驱动下，进行旋转；
[0034]在旋转过程中，通过所述图像获取装置采集不同测量视场下经放大后的纤维图像，并转换成灰度图像矩阵传送到所述处理及显示装置；
[0035]通过所述处理及显示装置对所述灰度图像矩阵进行处理，获得不同测量视场下所述待测纤维样品的各项参数，并进行显示；
[0036]其中，所述各项参数包括纤维的长度、纤维宽度以及纤维粗度。
[0037]作为本专利技术优选的实施方式，在获得所述待测纤维样品的纤维长度和纤维宽度时，包括：
[0038]对所述灰度图像矩阵进行二值化处理，得到二值化图像；
[0039]对二值化图像采用多级边缘检测算法进行边缘检测，获得不同的待测纤维样品纤维图像的封闭环绕线，并赋予多条所述封闭环绕线不同的颜色值；
[0040]获取同一颜色值下的封闭环绕线的像素值和长度系数，将所述封闭环绕线的像素值乘以所述封闭环绕线的长度系数得到同一颜色值下的纤维周长；
[0041]赋予多个纤维图像与其封闭环绕线相同的颜色值，获取同一颜色值下的纤维图像的像素值和长度系数，将所述纤维图像的像素值乘以所述纤维图像的面积系数得到同一颜色值下的纤维面积；
[0042]通过所述纤维周长和所述纤维面积，求得纤维长度和纤维宽度；
[0043]其中，所述像素值为纤维图像在显示器显示图像中占有的像素数量，所述长度系数为测量样品纤维在显示器中占据一个像素点对应的实际长度值，所述面积系数为测量样品纤维在显示器中占据一个像素点对应的实际面积值。
[0044]作为本专利技术优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速测量造纸纤维形态参数的系统，其特征在于，包括：箱体，其上开设有透光口；载物装置，设置在所述箱体上，用于承载待测纤维样品的水悬浮物；电机，设置在所述箱体内，用于驱动所述载物装置进行旋转；光源装置，设置在所述箱体内，用于通过所述透光口照射待测纤维样品；图像获取装置，设置在所述箱体上，用于获取待测纤维样品的纤维图像，并将放大后的纤维图像传送到处理及显示装置；处理及显示装置，与所述图像获取装置电连接，用于对所述纤维图像进行处理，得到待测纤维样品的各项参数，并进行显示；其中，所述各项参数包括纤维长度、纤维宽度以及纤维粗度，所述载物装置包括透明载物盘和透明转盘，所述透明转盘与所述电机相连接，并受所述电机的驱动进行旋转，所述透明载物盘设置在所述透明转盘上，并在所述透明转盘的带动下进行旋转。2.根据权利要求1所述的快速测量造纸纤维形态参数的系统，其特征在于，所述光源装置包括：LED灯，用于发出照射光；滤光片，位于照射光的出射光路上，用于过滤所述照射光。3.根据权利要求1所述的快速测量造纸纤维形态参数的系统，其特征在于，所述图像获取装置包括：显微镜，用于放大所述待测纤维样品；数码摄像机，与所述显微镜相连接，用于获取经所述显微镜放大后的纤维图像，并将所述纤维图像传送到所述处理及显示装置；立杆，设置在所述箱体上；调节部件，可活动地设置在所述立杆上，与所述显微镜相连接，用于调节所述显微镜与待测纤维样品之间的焦距。4.根据权利要求3所述的快速测量造纸纤维形态参数的系统，其特征在于，所述处理及显示装置包括：计算机，用于对所述数码摄像机传送的灰度图像矩阵进行处理，得到待测纤维样品的各项参数；显示器，用于显示待测纤维样品的形态图像和各项参数测量结果；其中，所述计算机包括图像采集卡，用于从所述数码摄像机采集灰度图像矩阵。5.根据权利要求1所述的快速测量造纸纤维形态参数的系统，其特征在于，还包括控制单元，设置在所述箱体内，分别与所述电机和所述光源装置电连接，用于控制所述电机的转速和所述光源装置的亮度。6.一种采用如权利要求1
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5任一项所述的系统快速测量造纸纤维形态参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：称取待测纤维样品，利用染料对待测纤维样品进行染色，得到染色待测纤维；将所述染色待测纤维预分散在水溶液中；往所述水溶液中加入凝胶分散剂，对所述染色待测纤维做进一步分散，得到分散均匀的纤维水悬浮液；
将所述纤维水悬浮液置于所述透明载物盘内，所述透明载物盘在所述电机的驱动下，进行旋转；在旋转过程中，通过所述图像获取装置采集不同测量视场下经放大后的纤维图像，并转换成灰度图像矩阵传送到所述处理及显示装置；通过所述处理及显示装置对所述灰...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉，谭皓晓，颜思嘉，谭敏，
申请(专利权)人：珠海华伦造纸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：