CN102494996A - 一种湿粘物料粘附特性测试装置与方法 - Google Patents
一种湿粘物料粘附特性测试装置与方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102494996A CN102494996A CN2011103670514A CN201110367051A CN102494996A CN 102494996 A CN102494996 A CN 102494996A CN 2011103670514 A CN2011103670514 A CN 2011103670514A CN 201110367051 A CN201110367051 A CN 201110367051A CN 102494996 A CN102494996 A CN 102494996A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- adhesion
- adhesive material
- wet adhesive
- materials
- proving installation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明公开了一种湿粘物料粘附特性测试装置与方法，主要应用于农业物料粘附特性测试领域，以解决传统粘附测试装置与方法不适应农业物料粘附特性测试的难题。所述粘附特性测试装置包括加载保时装置、计算机和图像采集系统三部分。基于该粘附特性测试装置的测试方法为：采集粘附板表面残留粘附物图像并对其进行特征提取和二值化处理，依次计算出特征的像素个数、残留粘附物的实际面积和本发明所定义的粘附率，从而获得湿粘物料粘附特性。本发明为基于农业物料粘附特性的后续研究提供了新的测试方法，可以解决传统粘附测试方法不适应农业物料粘附特性测试的难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种湿粘物料粘附特性测试装置与方法，特别涉及一种基于图像技术的农业物料粘附特性测试装置与方法。
背景技术
农业工程的相关研究常常会涉及到湿粘的农业物料，尤其会涉及到湿粘农业物料的粘附特性研究。如收获机械在收获超级稻和油菜时，清选筛必须要对湿粘的超级稻脱出物和油菜脱出物进行筛分清选，往往造成筛面粘附堵塞的难题，这需要研究湿粘脱出物的粘附特性并展开后续的减粘降阻研究。
在农业工程领域，传统粘附特性测试方法是基于对“粘附力”的测试而展开的。例如，传统土壤与金属部件之间的粘附特性测试以界面法向最大脱附力为直接测试参数，并将其定义为“粘附力”，用以衡量界面之间的粘附特性。对应的粘附特性测试装置则包括早期由普通天平改制的土壤粘附力测定仪、江苏工学院桑正中等开发的“液压电测式土壤粘附力测定仪”（农业机械学报，1984年第4期，99～100页）、吉林工业大学任露泉等开发的“土壤粘附力测量仪”（申请号：CN1020167C,专利号：89108689）等。
湿粘农业物料与相关金属部件之间的粘附力较弱以致难以区分其不同的粘附特性，基于对“粘附力”进行测试的粘附特性测试装置与方法尚不能很好地测试出湿粘农业物料粘附特性。因此，有必要开发新的粘附测试装置与方法。
发明内容
本发明的目的是要克服现有粘附特性测量装置与方法所存在的上述不足之处，提供一种适合于农业湿粘物料粘附特性测试的新方法及装置，尤其是一种能够直接反映湿粘农业物料在相关工作部件上形成残留粘附物难易程度的测试装置与方法。
为实现上述目的，本发明使用湿粘物料在相关工作部件上残留粘附物的面积作为表征湿粘物料粘附特性的直接测量指标，并以残留粘附面积为基础，定义粘附率为：×100%，其中r为残留粘附面积，为粘附接触面积。
因为残留粘附物的形状、分布不规则，所以残留粘附面积不能采用传统方法直接测出。图像技术能实现非接触式面积测量，且对测试对象的形状与分布没有要求。因此，本发明采用图像技术对残留粘附面积进行测量。
本发明采用的技术方案如下：
本发明所述的一种湿粘物料粘附特性测试装置由加载保时装置、图像采集系统和计算机共三部分组成。加载保时装置由万能试验机改装而成，包括加载夹头、S型拉压力传感器、移动横梁和物料容器，其中S型拉压力传感器安装在移动横梁中央位置的下方，加载夹头通过螺纹接口安装在S型拉压力传感器下方，物料容器放置在万能试验机的底座上并位于加载夹头的正下方，加载夹头与粘附板的接触面积不小于粘附板总面积的80%，粘附板放在物料容器内的物料上面，且位于加载夹头的正下方，S型拉压力传感器的量程为0～500N；图像采集系统由三角架、CCD、光源、定位挡块和载物台构成，其中CCD安装在三脚架顶端且在垂直平面内角度可调，CCD的像素不小于300万，光源位于载物台的正上方，光源的色温不小于5500K、不大于6500K且位于载物台的正上方，载物台由一木制斜面做成，载物台的斜面倾角15°～30°，载物台的斜面上贴有标准坐标纸，定位挡块由长20cm、宽2cm、高2cm的木制长方体做成，定位挡块沿长度方向水平固定于载物台中心偏下5～8cm处；计算机安装有万能试验机控制软件、matlab或VC++等能够进行数值计算与图像处理的程序软件，计算机通过数据线分别与加载保时装置和图像采集系统连接。
基于上述装置的粘附测试步骤如下：
(1)、将湿粘物料混匀后装入物料容器中，并将物料容器水平放置在加载夹头正下方；
(2)、将粘附板平放在湿粘物料上面，并位于加载夹头的正下方，通过计算机控制加载夹头对粘附界面进行恒力加载并保持一定时间后缓慢匀速卸载；
(3)、缓慢取下粘附板并进行翻转，使粘附板与湿粘物料接触的一面始终朝上，然后将粘附板置于图像采集系统的载物台的中心位置附近，使粘附板的下边缘依靠在定位挡块上，然后使用计算机控制CCD进行图像采集；
(4)、使用计算机中的matlab程序或VC++程序对所采集的图像进行特征提取、二值化处理，得到以残留粘附物为特征的二值图像，并计算特征的像素个数；
(5)、将特征图像的像素个数除以实际面积得到关系系数，使用计算机中的matlab程序或VC++程序计算出残留粘附物的实际面积，将残留粘附物的实际面积除以粘附板的实际面积得到本发明中所定义的粘附率。
同一批粘附测试试验过程中，CCD的焦距和光源的上下位置均不能变动；同一批粘附测试试验在同样的外界光线环境中进行。
本发明的效果是：（1）本发明用对残留粘附物面积进行测量的装置与方法获取农业湿粘物料的粘附特性，改变了传统上用对粘附力进行测量的装置与方法难以获得湿粘农业物料粘附特性的情况；（2）实现本发明所述粘附测试方法只需要组合使用常见通用设备，可操作性强。
附图说明
附图中：
图1是本发明所述粘附特性测试的图像采集系统示意图；
图2是采集得到的油菜残留粘附物图像；
图3是提取特征后的油菜残留粘附物图像；
图4是对特征图像进行二值化之后的油菜残留粘附物图像；
图5是本发明中的图像处理程序框图，代码用matlab语言编写；
其中：A-粘附板，1-加载夹头，2-S型拉压力传感器，3-移动横梁，4-物料容器，5-湿粘物料，6-计算机，7-三角架，8-CCD，9-光源，10-定位挡块，11-载物台。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下以油菜脱出物与普通筛板之间的粘附特性测试为例并结合附图对本发明做进一步详细说明。
第一步：将湿粘油菜物料5混匀后装入物料容器4中，并将物料容器4水平放置在加载夹头1正下方；
第二步：将普通筛板A平放在湿粘油菜物料5上面，并位于加载夹头1的正下方，通过计算机6控制加载夹头1对粘附界面施加恒力200N并保时60s，然后缓慢匀速卸载；
第三步：缓慢取下普通筛板A并进行翻转，使普通筛板A与湿粘油菜物料接触的一面始终朝上，然后将普通筛板A置于载物台11的中心位置附近，使普通筛板A的下边缘依靠在定位挡块10上，然后使用计算机6控制CCD8进行图像采集，所采集的图像如图2所示；
第四步：使用计算机6中的matlab程序对所采集的图像进行特征提取，由于本例中的特征对象为油菜脱出物，颜色为绿色，与背景差异显著，且画面中再无其它绿色对象，故采用超绿特征提取方法对残留粘附物其进行特征提取，然后选择阈值为0.15进行二值化分割，再计算出特征的像素个数为76846，程序代码如图5所示，所提取的特征图像如图3所示，二值化分割后的图像如图4所示；
第五步：将特征图像的像素个数除以实际面积得到关系系数为182.25/mm2，使用计算机6中的matlab程序计算出残留粘附物的实际面积为421.6516mm2，将残留粘附物的实际面积除以粘附板A的实际面积得到本发明中所定义的粘附率为9.37%，计算代码如图5所示。
Claims (10)
1.一种湿粘物料粘附特性测试装置，其特征在于：由加载保时装置、图像采集系统和计算机共三部分组成；
所述加载保时装置由万能试验机改装而成，包括加载夹头（1）、S型拉压力传感器（2）、移动横梁（3）和物料容器（4）；S型拉压力传感器（2）安装在移动横梁（3）中央位置的下方，加载夹头（1）通过螺纹接口安装在S型拉压力传感器（2）下方，物料容器（4）放置在万能试验机的底座上并位于加载夹头（1）的正下方；
所述图像采集系统由三角架（7）、CCD（8）、光源（9）、定位挡块（10）和载物台（11）构成，所述CCD（8）安装在三脚架（7）顶端且在垂直平面内角度可调，光源（9）位于载物台（11）的正上方，载物台（11）为斜面，载物台（11）的斜面上贴有标准坐标纸，定位挡块（10）沿长度方向水平固定于载物台（11）中心偏下5～8cm处；
所述计算机（6）安装有万能试验机控制软件、进行数值计算与图像处理的程序软件，计算机（6）通过数据线分别与加载保时装置和图像采集系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种湿粘物料粘附特性测试装置，其特征在于：CCD（8）的像素不小于300万。
3.根据权力要求1所述的一种湿粘物料粘附特性测试装置，其特征在于：光源（9）的色温不小于5500K、不大于6500K。
4.根据权利要求1所述的一种湿粘物料粘附特性测试装置，其特征在于：所述载物台（11）为木制斜面，载物台（11）的斜面倾角15°～30°。
5.根据权利要求1所述的一种湿粘物料粘附特性测试装置，其特征在于：所述定位挡块（10）为长20cm、宽2cm、高2cm的木制长方体。
6.根据权利要求1所述的一种湿粘物料粘附特性测试装置，其特征在于：所述加载夹头（1）与粘附板（A）的接触面接不小于粘附板（A）总面积的80%；粘附板（A）放在物料容器（4）内的物料上面，且位于加载夹头（1）的正下方。
7.根据权利要求1所述的一种湿粘物料粘附特性测试装置，其特征在于：所述S型拉压力传感器（2）的量程为0～500N。
8.根据权利要求1所述的一种湿粘物料粘附特性测试装置，其特征在于：所述S型拉压力传感器（2）的量程为0～500N。
9.实施根据权利要求1所述的一种湿粘物料粘附特性测试装置的测试方法，其特征在于：具体步骤为，
A)、将湿粘物料（5）混匀后装入物料容器（4）中，并将物料容器（4）水平放置在加载夹头（1）正下方；
B)、将粘附板（A）平放在湿粘物料（5）上面，并位于加载夹头（1）的正下方，通过计算机（6）控制加载夹头（1）对粘附界面进行恒力加载并保持一定时间后缓慢匀速卸载；
C)、缓慢取下粘附板（A）并进行翻转，使粘附板（A）与湿粘物料接触的一面始终朝上，然后将粘附板（A）置于图像采集系统的载物台（11）的中心位置附近，使粘附板（A）的下边缘依靠在定位挡块（10）上，然后使用计算机（6）控制CCD（8）进行图像采集；
D)、使用计算机（6）中的matlab程序或VC++程序对所采集的图像进行特征提取、二值化处理，得到以残留粘附物为特征的二值图像，并计算特征的像素个数；
E)、将特征图像的像素个数除以实际面积得到关系系数，使用计算机（6）中的matlab程序或VC++程序计算出残留粘附物的实际面积，将残留粘附物的实际面积除以粘附板（A）的实际面积得到粘附率。
10.根据权利要求9所述一种湿粘物料粘附特性测试方法，其特征在于：同一批粘附测试试验过程中，CCD（8）的焦距和光源（9）的上下位置均不能变动；同一批粘附测试试验在同样的外界光线环境中进行。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011103670514A CN102494996A (zh) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | 一种湿粘物料粘附特性测试装置与方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011103670514A CN102494996A (zh) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | 一种湿粘物料粘附特性测试装置与方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102494996A true CN102494996A (zh) | 2012-06-13 |
Family
ID=46186838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011103670514A Pending CN102494996A (zh) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | 一种湿粘物料粘附特性测试装置与方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102494996A (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103267726A (zh) * | 2013-05-16 | 2013-08-28 | 江苏大学 | 一种农业物料粘附测量装置 |
| CN103512830A (zh) * | 2012-06-21 | 2014-01-15 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种齿轮油粘附性测定方法 |
| CN104251816A (zh) * | 2013-06-27 | 2014-12-31 | 金东纸业（江苏）股份有限公司 | 镀铝纸张铝层附着力的测试方法 |
| CN105987824A (zh) * | 2015-02-06 | 2016-10-05 | 湖南三德科技股份有限公司 | 用于煤样检测的一体化采制方法及一体化采制系统 |
| CN105987833A (zh) * | 2015-02-06 | 2016-10-05 | 湖南三德科技股份有限公司 | 煤样的一体化采制方法及一体化采制系统 |
| CN105987828A (zh) * | 2015-02-06 | 2016-10-05 | 湖南三德科技股份有限公司 | 用于煤样的一体化采制方法及一体化采制系统 |
| CN106018179A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-10-12 | 青岛科技大学 | 一种基于图像处理的胶料表面黏性测量方法及装置 |
| CN106124399A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-11-16 | 福建鑫华股份有限公司 | 一种覆膜空气过滤毡膜贴合牢度测试装置与测试方法 |
| CN106950174A (zh) * | 2017-03-07 | 2017-07-14 | 昆山市建设工程质量检测中心 | 基于图像处理技术的保温材料粘结面积比剥离试验方法 |
| CN112064418A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-12-11 | 云南中烟工业有限责任公司 | 一种卷烟接装纸粘唇性的测试设备及其测试方法 |
-
2011
- 2011-11-18 CN CN2011103670514A patent/CN102494996A/zh active Pending
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李耀明 等: "油菜联合收获机筛面粘附物摩擦特性", 《农业机械学报》 * |
| 马征 等: "农业工程中粘附测试方法综述", 《中国农业工程学会2011年学术年会》 * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103512830A (zh) * | 2012-06-21 | 2014-01-15 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种齿轮油粘附性测定方法 |
| CN103267726A (zh) * | 2013-05-16 | 2013-08-28 | 江苏大学 | 一种农业物料粘附测量装置 |
| CN103267726B (zh) * | 2013-05-16 | 2016-04-27 | 江苏大学 | 一种农业物料粘附测量装置 |
| CN104251816A (zh) * | 2013-06-27 | 2014-12-31 | 金东纸业（江苏）股份有限公司 | 镀铝纸张铝层附着力的测试方法 |
| CN105987824A (zh) * | 2015-02-06 | 2016-10-05 | 湖南三德科技股份有限公司 | 用于煤样检测的一体化采制方法及一体化采制系统 |
| CN105987833A (zh) * | 2015-02-06 | 2016-10-05 | 湖南三德科技股份有限公司 | 煤样的一体化采制方法及一体化采制系统 |
| CN105987828A (zh) * | 2015-02-06 | 2016-10-05 | 湖南三德科技股份有限公司 | 用于煤样的一体化采制方法及一体化采制系统 |
| CN106018179A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-10-12 | 青岛科技大学 | 一种基于图像处理的胶料表面黏性测量方法及装置 |
| CN106124399A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-11-16 | 福建鑫华股份有限公司 | 一种覆膜空气过滤毡膜贴合牢度测试装置与测试方法 |
| CN106950174A (zh) * | 2017-03-07 | 2017-07-14 | 昆山市建设工程质量检测中心 | 基于图像处理技术的保温材料粘结面积比剥离试验方法 |
| CN106950174B (zh) * | 2017-03-07 | 2019-03-15 | 昆山市建设工程质量检测中心 | 基于图像处理技术的保温材料粘结面积比剥离试验方法 |
| CN112064418A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-12-11 | 云南中烟工业有限责任公司 | 一种卷烟接装纸粘唇性的测试设备及其测试方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102494996A (zh) | 一种湿粘物料粘附特性测试装置与方法 | |
| CN110383038B (zh) | 用于对空气样本进行自动分析的系统和方法 | |
| CN105004611B (zh) | 一种研究混凝土断裂过程区材料力学行为方法 | |
| CN103308113B (zh) | 一种用于啤酒灌装生产线上的产品质量在线检测装置 | |
| CN101685002B (zh) | 一种长度检测的方法 | |
| CN106872472A (zh) | 混凝土外观质量检测评价方法 | |
| CN104142268A (zh) | 一种测量土工材料微小变形的方法 | |
| CN104501735A (zh) | 一种利用圆形标记点观测边坡三维变形的方法 | |
| CN104316401B (zh) | 一种基于二维数字图像相关法的颗粒物质应变测试装置 | |
| CN103698333B (zh) | 一种自动定量分析煤岩光片裂隙的系统和方法 | |
| CN104458597A (zh) | 一种基于相机的产品颜色检测方法、装置和系统 | |
| CN102003945A (zh) | 一种虚拟光学引伸计及其测量方法 | |
| US8094922B2 (en) | Crack measuring method and apparatus | |
| CN106018179A (zh) | 一种基于图像处理的胶料表面黏性测量方法及装置 | |
| CN104197866A (zh) | 玉米籽粒剖面角质与粉质百分比的定量测定方法 | |
| CN103075972A (zh) | 基材表面涂覆的干燥涂层厚度的测量方法 | |
| CN104103543B (zh) | 晶圆缺陷尺寸校正方法 | |
| CN103837533B (zh) | 基于热成像仪的混凝土温度监测与仿真反分析方法 | |
| CN204128897U (zh) | 一种基于二维数字图像相关法的颗粒物质应变测试装置 | |
| CN104101614A (zh) | 一种检测方法及装置 | |
| CN104316231B (zh) | 柔性抛光磨粒群动态力链观测装置 | |
| CN203464969U (zh) | 一种用于啤酒灌装生产线上的产品质量在线检测装置 | |
| CN104729916A (zh) | 基于三维数字图像相关法的颗粒物质应变测试装置及方法 | |
| CN202204479U (zh) | 虚拟光学引伸计 | |
| CN103913119A (zh) | 工件长度在线测量系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120613 |