CN101865672B - 煮糖罐晶粒形态在线监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煮糖罐晶粒形态在线监测方法，该方法包括以下步骤：(1)将蔗糖晶粒数字显微摄像机组件安装在煮糖罐侧壁；(2)安装蔗糖晶粒图像处理模块，并运行蔗糖晶粒图像处理模块；(3)接通蔗糖晶粒数字显微摄像机组件光源的电源，调节蔗糖晶粒数字显微摄像机组件前面的透射光源和内装反射光源的亮度；(4)观察显示器上按采样周期不断刷新的动态实时图像，然后根据图像效果和需求调整图像处理参数；(5)通过人机界面读取已存储的参考图像，与当前的图像作比对分析；(6)获得晶粒特征图像；(7)记录或发送晶粒形态图像特征值。本发明快捷、直观，可为结晶控制提供晶粒形态分析数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种蔗糖生产工艺中蔗糖晶粒的监测方法，尤其涉及煮糖罐晶粒形态在线监测方法。
背景技术
煮糖罐也叫结晶罐，它是糖厂从糖浆制作糖晶粒的重要装备之一。俗称的煮糖过程也就是糖的结晶工艺过程，为了结晶出颗粒大小均匀一致、致密结实、无并晶迭晶现象的蔗糖晶粒，必须不断地监测罐内的温度、真空度、糖膏锤度和晶粒的形态，其中晶粒的形态至今仍然采用手工取样、目测辨识判断的方法。保证晶粒大小一致的有力措施就是控制在煮糖过程中不要产生新的微小晶粒——伪晶，也就是一罐糖从开始结晶到结束要让罐内的晶粒数量不增加而只是晶粒长大，一旦有了伪晶就要把它融化掉，但不能把需要的晶粒也融化掉，另一方面要让需要的晶粒快速长大而不产生伪晶，这种平衡状态是靠人工在线采样晶粒的形态并控制结晶的环境来达到的。
由于结晶过程中煮糖罐内糖膏的色泽变深、晶粒长大、晶间距变小、糖膏透明度下降、从甲糖膏到丙糖膏纯度变低及黏度增大，所以自始至终采用仪器观察晶粒的形态有很大的难度，目前只是对细小的晶种做一些放大观察。另外，现场的在线观察需要快速、准确，以便对结晶环境做及时调整。同时这种调整需要对晶粒形态分析方面经验的支持。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在线快速辨识、分析并提供控制参考数据的煮糖罐晶粒形态在线监测方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种煮糖罐晶粒形态在线监测方法，包括以下步骤：
(1)将蔗糖晶粒数字显微摄像机组件安装在煮糖罐侧壁预先设置的法兰孔上，使其头部伸入所述煮糖罐内；同时，在所述蔗糖晶粒数字显微摄像机组件头部的上前方安装清洗喷嘴；
(2)在现场监控计算机中安装蔗糖晶粒图像处理模块，并且将所述蔗糖晶粒数字显微摄像机组件用监控电缆连接到所述现场监控计算机的相应接口，然后运行所述蔗糖晶粒图像处理模块；
(3)接通所述蔗糖晶粒数字显微摄像机组件光源的电源，根据所述煮糖罐内糖膏的种类调节所述蔗糖晶粒数字显微摄像机组件前面的透射光源和内装反射光源的亮度；
(4)观察显示器上按采样周期不断刷新的动态实时图像，然后根据图像效果和需求调整图像处理参数；
(5)通过人机界面读取已存储的参考图像，与当前的图像作比对分析；
(6)采用自动获取或随机手动获取方式获取当前实时图像的静态图像，对该静态图像中的晶粒特征进行增强处理，并附加标识和测量尺度获得特征图像；
(7)记录或发送晶粒形态图像特征值到所述蔗糖晶粒图像处理模块中的存储单元。
所述步骤(1)中的蔗糖晶粒数字显微摄像机组件安装高度与所述煮糖罐手工采样器的高度一致。
所述步骤(2)中的蔗糖晶粒图像处理模块内有可更改设定的图像采集、处理及其控制的参数。
所述步骤(2)中的现场监控计算机为具有Windows操作系统的工控计算机或办公计算机。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、使观察各种视场环境下的晶粒形态成为可能：
由于本发明是将蔗糖晶粒数字显微摄像机组件直接安装在煮糖罐上，并对晶粒的视场环境进行处理，因此，使得通过计算机大屏幕观察各种视场环境下的晶粒形态成为可能。
2、比手工采样观察快捷、直观：
由于本发明是通过计算机大屏幕观察晶粒的形态，因此，与人工取样放在小玻璃片上观察相比较显得更加快捷、直观，不但可观察到动态的实时形态图像，而且还可以看到提取的某个时刻的静态图像及特征增强后的图像，同时还可以通过历史图像了解结晶的变化趋势，为有关的人员一起观察切磋结晶出现的问题提供了有力的手段。
3、可为结晶控制提供晶粒形态分析数据：
由于本发明包含有蔗糖晶粒图像处理模块，该模块内设定有从煮糖流程开始到结束按规定时间间隔提取的历史图像及其控制参数，具有对晶粒的轮廓检测、大小测量、数量计算、微小晶粒图像的扩大与腐蚀等功能，因此，通过软件预先归纳的煮糖经验可自动生成一些晶粒的特征参数，同时还可以人工处理分析，有利于从各个角度评定结晶的状态，为调节控制结晶环境提供一种参量化的可比较的数值手段。
4、历史图像为完善工艺过程提供了视觉手段：
由于本发明通过显示、存储、查询、调用一系列过程图像，可以对不同批次、不同罐体的煮糖质量、耗时多少的分析提供晶粒变化过程的视觉手段，对晶种、糖浆、温度、真空和控制方法差异的影响做系统的对比分析，因此，是离线研究完善工艺方法的好帮手。
5、有利于技术培训、有利于提高结晶质量：
由于本发明采用多人可同时观察的大屏幕，对难于掌握的晶粒形态辨识技术的培训变得更加直观和方便，可以在现场直接对比当前图像和其它各种状态下的图像差别，因此，不但便于师徒技术交流、操作培训，而且也便于不同班组、不同经验、不同方法操作者之间的交流，有利于提高整体结晶质量。
具体实施方式
一种煮糖罐晶粒形态在线监测方法，包括以下步骤：
(1)将蔗糖晶粒数字显微摄像机组件安装在煮糖罐侧壁预先设置的法兰孔上，使其头部伸入煮糖罐内；同时，在蔗糖晶粒数字显微摄像机组件头部的上前方安装清洗喷嘴，在洗罐期间用水冲洗其头部前面的玻璃。其中蔗糖晶粒数字显微摄像机组件安装高度与煮糖罐手工采样器的高度一致。
(2)在现场监控计算机中安装蔗糖晶粒图像处理模块，该模块内有可更改设定的图像采集、处理及其控制的参数；将蔗糖晶粒数字显微摄像机组件用监控电缆连接到现场监控计算机的相应接口，然后运行蔗糖晶粒图像处理模块。其中现场监控计算机为具有Windows操作系统的工控计算机或办公计算机。
(3)接通蔗糖晶粒数字显微摄像机组件光源的电源，根据煮糖罐内糖膏的 种类调节蔗糖晶粒数字显微摄像机组件前面的透射光源和内装反射光源的亮度，使观察到的图像最清晰。
(4)观察显示器上按采样周期不断刷新的动态实时图像，然后根据图像效果和需求通过显示器上提供的人机界面按钮调整图像处理参数。
(5)通过人机界面读取已存储的参考图像，与当前的图像作比对分析。
(6)按规定时间采用自动获取或随机手动获取方式获取当前实时图像的静态图像，根据人机界面中提供的功能对该静态图像中的晶粒特征进行增强处理，并附加标识和测量尺度获得特征图像。
(7)记录或发送蔗糖晶粒图像处理模块自动生成的以及操作员主观分析判定的晶粒形态图像特征值——晶粒的大小、数量、伪晶状况等到蔗糖晶粒图像处理模块中的存储单元。
Claims (2)
1.一种煮糖罐晶粒形态在线监测方法，包括以下步骤：
(1)将蔗糖晶粒数字显微摄像机组件安装在煮糖罐侧壁预先设置的法兰孔上，使其头部伸入所述煮糖罐内；同时，在所述蔗糖晶粒数字显微摄像机组件头部的上前方安装清洗喷嘴；
(2)在现场监控计算机中安装蔗糖晶粒图像处理模块，并且将所述蔗糖晶粒数字显微摄像机组件用监控电缆连接到所述现场监控计算机的相应接口，然后运行所述蔗糖晶粒图像处理模块；
(3)接通所述蔗糖晶粒数字显微摄像机组件光源的电源，根据所述煮糖罐内糖膏的种类调节所述蔗糖晶粒数字显微摄像机组件前面的透射光源和内装反射光源的亮度；
(4)观察显示器上按采样周期不断刷新的动态实时图像，然后根据图像效果和需求调整图像处理参数；
(5)通过人机界面读取已存储的参考图像，与当前的图像作比对分析；
(6)采用自动获取或随机手动获取方式获取当前实时图像的静态图像，对该静态图像中的晶粒特征进行增强处理，并附加标识和测量尺度获得特征图像；
(7)记录或发送晶粒形态图像特征值到所述蔗糖晶粒图像处理模块中的存储单元。
2.如权利要求1所述的煮糖罐晶粒形态在线监测方法，其特征在于：所述步骤(2)中的现场监控计算机为具有Windows操作系统的工控计算机或办公计算机。
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