CN110108205B - 体积快速测定的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种体积快速测定的装置，包括：监测室，其内顶面设置光源；样品托；第一相机，用于拍摄放置于样品托上样品的侧面视图；第二相机，用于拍摄样品的顶面视图；图像传输模块，用于接收顶面视图和侧面视图；样品高度获取模块，用于接收侧面视图并处理得侧面视图上样品与高度刻度重叠处高度h_像；样品表面积获取模块，用于接收顶面视图并处理得顶面视图上样品表面积S_像，样品的体积V＝S*h。本发明公开了一种体积快速测定的方法。本发明具有通过图像采集装置进行图像采集实现对非卷曲折叠物体干燥过程中的体积变化进行快速测量的有益效果。

Description

体积快速测定的装置和方法

技术领域

本发明涉及体积检测技术领域。更具体地说，本发明涉及一种体积快速测定的装置和方法。

背景技术

体积测定在多个行业里应用较为广泛，对于非卷曲折叠物体而言，通常将样品切成规则状如圆柱体、正方体、长方体等，采用游标卡尺法测定直径、边长和高度来计算体积变化，如王军采用游标卡尺法测定干燥过程中柠檬片的体积变化，将柠檬片视为圆柱体通过测定直径和厚度计算得出柠檬片体积，但其存在精度不够，并且测量时间较长影响柠檬片的进一步干燥的问题；也有采用排油或石英砂的方法来读取体积变化，如张京平采用排油法测量了苹果方块的体积，一次取出三个苹果块样品进行测定，由于测定后的样品沾满油不能继续干燥，需另取三块进行下一步测定，这势必受到样品不均一性的影响。如此来看对于非卷曲折叠物体而言，游标卡尺法操作步骤多、耗费时间长，而排油或石英砂的方法则容易造成样品与油或石英砂粘连的情况，对后续试验造成麻烦。故而提供一种能够提高测量精度，快速测定非卷曲折叠物体干燥过程中体积变化，且不对非卷曲折叠物体后续实验造成麻烦的装置，是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种体积快速测定的装置，能够通过图像采集装置进行图像采集实现对非卷曲折叠物体干燥过程中的体积变化进行快速测量，中间过程简单快速，不超过15s，且通过拍照获取待测样品表面积，避免了现有干燥过程中由于边缘皱缩带来的测量误差。

本发明还有一个目的是提供一种体积快速测定的方法，其通过视图高度参照区间集合实现对干燥样品的高度校正，通过实物高度参照区间集合实现对干燥样品的表面积校正，有效减少测量误差，且通过拍照获取待测样品表面积，避免了现有干燥过程中由于边缘皱缩带来的测量误差。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种体积快速测定的装置，包括：监测室，其内顶面设置光源，所述监测室内周向固接毛玻璃，所述毛玻璃位于所述光源下方，所述监测室的一侧设置可开关门体，当所述门体关闭时，所述监测室不透光；

样品托，其位于所述监测室底面、且顶面水平，其中，所述监测室与设置可开关门体垂直的一侧内侧壁设有高度刻度，高度刻度由下至上标记且最低点不高于样品托顶面所在高度；

第一相机，其设于所述监测室与设有高度刻度一侧相对的侧面，用于拍摄放置于样品托上样品的侧面视图，其中，所述侧面视图具有高度刻度；

第二相机，其固设于所述毛玻璃下方，用于拍摄样品的顶面视图；

图像传输模块，其分别与第一相机、第二相机连接，用于接收侧面视图和顶面视图；

样品高度获取模块，其与图像传输模块连接，用于接收侧面视图并处理得侧面视图上样品与高度刻度重叠处高度h_像，其中，样品高度h＝h_像*f_h，f_h为高度折算比例；

样品表面积获取模块，其与图像传输模块连接，用于接收顶面视图并处理得顶面视图上样品表面积S_像，其中，样品表面积S＝S_像*f_s，f_s为表面积折算比例，样品的体积V＝S*h。

优选的是，高度刻度以样品托顶面所在高度为0。

优选的是，所述毛玻璃底面安装透明支架，所述第一相机顶面固设于所述透明支架上。

优选的是，所述监测室底面凹陷具有正方体形凹槽，所述样品托为与所述凹槽相适配的正方体型，并位于所述凹槽内，所述样品托高度高于所述凹槽深度，所述样品托的侧面分别与所述监测室侧面对应平行，所述第二相机采集视角的中心位于所述凹槽顶面中轴线上。

优选的是，所述样品托顶面凹陷具有一对长方体形滑槽，所述滑槽平行于所述门体所在监测室的侧面，且一对滑槽关于所述第一相机采集视角中心所在竖平面对称设置，所述滑槽位于所述样品托顶面靠近所述第二相机的一侧；

还包括：一对定位组件，一对定位组件分别设于一对滑槽内，每个定位组件包括一端固接于所述滑槽远离所述第二相机一端的中空伸缩杆、设于所述伸缩杆内且两端分别于所述伸缩杆固接的弹簧、与所述伸缩杆靠近所述第二相机一端固接滑块，所述滑块顶面高度高于所述滑槽顶面高度，两滑块的相对侧面连接弹性绳，所述弹性绳属于绷紧状态，其中，所述样品托靠近所述相机的一侧间隔设置两个螺孔，两个螺孔分别对应与两个滑槽靠近所述第二相接的一端连通，所述螺孔内螺设螺钉。

提供了一种体积快速测定的方法，包括以下步骤：

S1、选取N个表面积均为S_标的标准板，所述标准板的高度为h_i标，i＝1、2、3、……、N，h_i标＝h_1标+(i-1)*d，h_1标≤0.5cm，h_1标≤d≤2h_1标，确定实物高度参照区间集合为{[0，h_1标+d/2)、[h_1标+d/2，h_2标+d/2)、[h_2标+d/2，h_3标+d/2)、……、[h_(N-1)标+d/2，h_N标+d/2)}，其中，当N＝1时，确定实物高度参照区间为[0，h_1标+0.5)；

S2、依次定位刻度板、标准板、相机，采集N个标准板具有高度刻度的侧面视图，依照高度刻度获取侧面视图上标准板的高度h_i像，计算高度为h_i标的标准板的高度折算比例f_hi，确定视图高度参照区间集合为{[0，h_1像+(h_2像-h_1像)/2)、[h_1像+(h_2像-h_1像)/2，h_2像+(h_3像-h_2像)/2)、[h_2像+(h_3像-h_2像)/2，h_3像+(h_4像-h_3像)/2)、……、[h_(N-2)像+(h_(N-1)像-h_(N-2)像)/2，h_(N-1)像+(h_N像-h_(N-1)像)/2)、[h_(N-1)像+(h_N像-h_(N-1)像)/2，h_N像)}，定义f_hi为视图高度参照区间[h_(i-1)像+(h_i像-h_(i-1)像)/2，h_i像+(h_(i+1)像-h_i像)/2)的高度折算比例，其中，N个侧面视图采集时确定刻度板与标准板靠近相机一侧间的距离相等、标准板靠近相机一侧与相机间的距离相等，当N＝1时，确定视图高度参照区间为[0，h_1像)；

S3、采集N个标准板的顶面视图，获取N个顶面视图上标准板的表面积S_i像，计算高度为h_i标的标准板的表面积折算比例f_si，定义f_si为实物高度参照区间[h_(i-1)标+d/2、h_i标+d/2)的表面积折算比例，其中，N个顶面视图采集时相机与待测保准板底面间距离相等；

S4、物料处理得到非卷曲折叠物体，非卷曲折叠物体干燥至恒重，选取干燥过程中M个时间点t_b的干燥样品进行图像采集，获取每个时间点干燥样品的顶面视图和侧面视图，其中，b＝1、2、3、……、M，t₁＝0h；

依照高度刻度获取M个时间点的侧面视图上干燥样品的高度h_b像，确定高度h_b像对应的视图高度参照区间，确定该视图高度参照区间对应的高度折算比例f_hi为高度h_像的高度折算比例，并计算M个时间点t_b的干燥样品的高度h_b；

获取M个时间点的顶面视图上干燥样品的表面积S_b像，根据干燥样品的高度h_b确定对应时间点的干燥样品的实物高度参照区间，确定该实物高度参照区间对应的表面积折算比例f_si为高度h_b的干燥样品的表面积折算比例，并计算M个时间点t_b的干燥样品的表面积S_b；

S5、以时间点t_b为横坐标、干燥样品的体积为纵坐标绘制非卷曲折叠物体干燥过程中体积变化图，其中，干燥样品的体积V_b样＝S_b*h_b。

优选的是，步骤S3中标准板底面高度对应刻度板高度为0。

本发明至少包括以下有益效果：

通过图像采集装置进行图像采集实现对非卷曲折叠物体干燥过程中的体积变化进行快速测量，采集图像后的样品重新放入干燥器，中间过程简单快速，不超过15s，且通过拍照获取待测样品表面积，避免了现有干燥过程中由于边缘皱缩带来的测量误差。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的其中一种技术方案所述体积快速测定的装置的流程示意图；

图2为本发明的其中一种技术方案所述体积快速测定的装置的结构示意图；

图3为本发明的其中一种技术方案所述样品托的结构示意图；

图4为本发明的其中一种技术方案所述样品托的结构示意图。

附图标记为：监测室1；门体10；凹槽11；样品托2；滑槽20；第一相机4；第二相机3；定位组件5；伸缩杆50；弹簧51；滑块52；弹性绳53；螺孔54；螺钉55。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-4所示，本发明提供一种体积快速测定的装置，包括：

监测室1，其内顶面设置光源，光源用于为监测室1内空间提供光亮，其中光源具体可为多个日光D65灯管，多个日光D65灯管可拆卸安装于监测室1顶面，安装方式为现有的灯管安装放置，所述监测室1内周向固接毛玻璃，毛玻璃周线与监测室1内侧壁周向固接，所述毛玻璃位于所述光源下方，以充分进行光纤的散射分布，提供柔和光，提高照射到样品表面的光纤的均匀度，所述监测室1的一侧设置可开关门体10，当所述门体10关闭时，所述监测室1不透光，具体所述监测室1可由不锈钢钢板制成，不锈钢表面喷涂3000k色温米白色磨砂油漆，底面固定覆设磨砂玻璃，在拍照时在所述监测室1外周照射锡箔纸，提高监测室1避光性；

样品托2，其位于所述监测室1底面、且顶面水平，所述样品托2具体可为板体、平整纸张等，其中，所述监测室1与设置可开关门体10垂直的一侧内侧壁设有高度刻度，高度刻度由下至上标记且最低点不高于样品托2顶面所在高度，即高度刻度的最低点可与样品托2顶面高度在同一平面，也可以低于样品托2顶面高度；

第一相机4，其设于所述监测室1与设有高度刻度一侧相对的侧面，用于拍摄放置于样品托2上样品的侧面视图，其中，所述侧面视图上具有高度刻度；

第二相机3，其固设于所述毛玻璃下方，用于拍摄样品的顶面视图；

图像传输模块，其分别与第一相机4、第二相机3连接，用于接收侧面视图和顶面视图；

样品高度获取模块，其与图像传输模块连接，用于接收侧面视图并处理得侧面视图上样品与高度刻度重叠处高度h_像，其中，样品高度h＝h_像*f_h，f_h为高度折算比例，其中处理的方法可为人工直接比对观察获得h_像数据，f_h的计算方法具体为：取一已知高度h的标准板，测量其侧面视图上与高度刻度重叠处高度h_像，f_h＝h/h_像；

样品表面积获取模块，其与图像传输模块连接，用于接收顶面视图并处理得顶面视图上样品表面积S_像，其中，样品表面积S＝S_像*f_s，f_s为表面积折算比例，其中处理的方法可为Image J图像处理软件进行二值化处理获得S_像数据，f_s的计算方法具体为：取一已知表面积的S的标准板，测量其侧面视图上与高度刻度重叠处高度S_像，f_s＝S/S_像；样品的体积V＝S*h。

在上述技术方案中，所述监测室1的大小可设置为：长60cm、宽60cm、高80cm，第二相机3底面镜头距离样品托2顶面的距离可调控设置为50cm，第一相机4和高度刻度设置在监测室1沿长度方向的两侧，第一相机4镜头距离高度刻度的距离可设置为60cm，第一相机4和第二相机3均可为尼康D700，采集顶面视图时第二相机3的参数，采集侧面视图时第一相机4的参数均可设置为Speed＝x 1/25,Apert＝9，Pict＝Neutral，Size＝S(2128*1416)，ISO＝200；使用过程中，在其中一种实施方式中，包括以下步骤：选取果蔬清洗晾干后切成规则切片，该切片的体积满足体积等于其表面积和高的乘积，测量果蔬切片的高，选取合适标准板(确定标准板的高度和待测干燥样品的高度差不高于0.5cm)，获取标准板的顶面视图和侧面视图，进而计算得高度折算比例为f_h，表面积折算比例为f_s；其中，该表面积折算比例为f_s即为上述果蔬切片在不同干燥时间点获取表面积S_像换算成样品表面积S对应的表面积折算比例，该高度折算比例f_h即为上述果蔬切片在不同干燥时间点获取高度h_像换算成样品高度h对应的高度折算比例；

在另一种实施方式中，包括以下步骤：选取N个表面积均为S_标的标准板，所述标准板的高度为h_i标，i＝1、2、3、……、N，h_i标＝h_1标+(i-1)*d，h_1标≤0.5cm，h_1标≤d≤2h_1标，确定实物高度参照区间集合为{[0，h_1标+d/2)、[h_1标+d/2，h_2标+d/2)、[h_2标+d/2，h_3标+d/2)、……、[h_(N-1)标+d/2，h_N标+d/2)}；

采集N个标准板具有高度刻度的侧面视图，依照高度刻度获取侧面视图上标准板的高度h_i像，计算高度为h_i标的标准板的高度折算比例f_hi，确定视图高度参照区间集合为{[0，h_1像+(h_2像-h_1像)/2)、[h_1像+(h_2像-h_1像)/2，h_2像+(h_3像-h_2像)/2)、[h_2像+(h_3像-h_2像)/2，h_3像+(h_4像-h_3像)/2)、……、[h_(N-2)像+(h_(N-1)像-h_(N-2)像)/2，h_(N-1)像+(h_N像-h_(N-1)像)/2)、[h_(N-1)像+(h_N像-h_(N-1)像)/2)，h_N像)}，定义f_hi为视图高度参照区间[h_(i-1)像+(h_i像-h_(i-1)像)/2，h_i像+(h_(i+1)像-h_i像)/2)的高度折算比例；

采集N个标准板的顶面视图，获取N个顶面视图上标准板的表面积S_i像，计算高度为h_i标的标准板的表面积折算比例f_si，定义f_si为实物高度参照区间[h_(i-1)标+d/2、h_i标+d/2)的表面积折算比例；

选取物料清洗晾干后处理得非卷曲折叠物体，该非卷曲折叠物体的体积满足体积等于其表面积和高的乘积，依照高度刻度获取该非卷曲折叠物体侧面视图上非卷曲折叠物体的高度h_b像，确定高度h_b像对应的视图高度参照区间，确定该视图高度参照区间对应的高度折算比例f_hi为高度h_b像的高度折算比例，并计算非卷曲折叠物体的高度h_b；

获取非卷曲折叠物体的顶面视图上非卷曲折叠物体的表面积S_b像，根据非卷曲折叠物体的高度h_b确定对应时间点的非卷曲折叠物体的实物高度参照区间，确定该实物高度参照区间对应的表面积折算比例f_si为高度h_b的非卷曲折叠物体的表面积折算比例，并计算非卷曲折叠物体的表面积S_b。采用这种技术方案，通过第一相机4、第二相机3进行图像采集实现对非卷曲折叠物体干燥过程中的体积变化进行快速测量，采集图像后的样品重新放入干燥器，中间过程简单快速，不超过15s，且通过拍照获取待测样品表面积，避免了现有干燥过程中由于边缘皱缩带来的测量误差。

在另一种技术方案中，高度刻度以样品托2顶面所在高度为0。采用这种方案，便于通过图像观察获取样品在侧面视图上对应高度刻度的值。

在另一种技术方案中，所述毛玻璃底面安装透明支架，所述第一相机4顶面固设于所述透明支架上。采用这种方案，提供第一相机4安装稳定性。

在另一种技术方案中，所述监测室1底面凹陷具有顶面开口的正方体形凹槽11，所述样品托2为与所述凹槽11相适配的正方体型，并部分位于所述凹槽11内，即所述样品托2高度高于所述凹槽11深度，所述样品托2的侧面分别与所述监测室1侧面对应平行，所述第二相机3采集视角的中心位于所述凹槽11顶面中轴线上。采用这种方案，提高样品托2放置稳定性。

在另一种技术方案中，所述样品托2顶面凹陷具有一对长方体形滑槽20，所述滑槽20平行于所述门体10所在监测室1的侧面，且一对滑槽20关于所述第一相机4采集视角中心所在竖平面对称设置，该竖平面平行于所述门体10所在监测室1的侧面，所述滑槽20位于所述样品托2顶面靠近所述第二相机3的一侧；

还包括：一对定位组件5，一对定位组件5分别设于一对滑槽20内，每个定位组件5包括一端固接于所述滑槽20远离所述第二相机3一端的中空伸缩杆50、设于所述伸缩杆50内且两端分别于所述伸缩杆50固接的弹簧51、与所述伸缩杆50靠近所述第二相机3一端固接滑块52，所述滑块52顶面高度高于所述滑槽20顶面高度，两滑块52的相对侧面连接弹性绳53，所述弹性绳53属于绷紧状态，其中，所述样品托2靠近所述相机的一侧间隔设置两个螺孔54，两个螺孔54分别对应与两个滑槽20靠近所述第二相接的一端连通，所述螺孔54内螺设螺钉55。采用这种方案，通过定位组件5定位待测样品侧面距离第一相机4距离，便于快速确定多个样品的测量过程中与第一相机4间的距离相等。

本发明提供一种体积快速测定的方法，包括以下步骤：

S1、选取N个表面积均为S_标的标准板，所述标准板的高度为h_i标，i＝1、2、3、……、N，h_i标＝h_1标+(i-1)*d，h_1标≤0.5cm，h_1标≤d≤2h_1标，确定实物高度参照区间集合为{[0，h_1标+d/2)、[h_1标+d/2，h_2标+d/2)、[h_2标+d/2，h_3标+d/2)、……、[h_(N-1)标+d/2，h_N标+d/2)}，其中，当N＝1时，确定实物高度参照区间为[0，h_1标+0.5)；

S2、构建监测室、光源、PC控制端，监测室顶面和其中一侧面设置图像采集设备，依次定位刻度板(其可为刻画在监测室设置相机的一侧面相对侧上的高度刻度，也可为具有高度刻度的板体，盖板体的刻度朝向待测样品测)、标准板、相机(其中一位于侧面的图像采集设备)，采集N个标准板具有高度刻度的侧面视图，依照高度刻度获取侧面视图上标准板的高度h_i像，计算高度为h_i标的标准板的高度折算比例f_hi，确定视图高度参照区间集合为{[0，h_1像+(h_2像-h_1像)/2)、[h_1像+(h_2像-h_1像)/2，h_2像+(h_3像-h_2像)/2)、[h_2像+(h_3像-h_2像)/2，h_3像+(h_4像-h_3像)/2)、……、[h_(N-2)像+(h_(N-1)像-h_(N-2)像)/2，h_(N-1)像+(h_N像-h_(N-1)像)/2)、[h_(N-1)像+(h_N像-h_(N-1)像)/2，h_N像)}，定义f_hi为视图高度参照区间[h_(i-1)像+(h_i像-h_(i-1)像)/2，h_i像+(h_(i+1)像-h_i像)/2)的高度折算比例，其中，N个侧面视图采集时确定刻度板与标准板靠近相机一侧间距离相等、标准板靠近相机一侧与相机间的距离相等，当N＝1时，确定视图高度参照区间为[0，h_1像)；

S3、采集N个标准板的顶面视图，获取N个顶面视图上标准板的表面积S_i像，计算高度为h_i标的标准板的表面积折算比例f_si，定义f_si为实物高度参照区间[h_(i-1)标+d/2、h_i标+d/2)的表面积折算比例，其中，N个顶面视图采集时相机与待测保准板底面间距离相等，采用Image J图像处理软件进行二值化处理得到顶面视图上样品的面积；

S4、物料处理得到非卷曲折叠物体，非卷曲折叠物体干燥至恒重，选取干燥过程中M个时间点t_b的干燥样品进行图像采集，获取每个时间点干燥样品的顶面视图和侧面视图，其中，b＝1、2、3、……、M，t₁＝0h；

依照高度刻度获取M个时间点的侧面视图上干燥样品的高度h_b像，确定高度h_b像对应的视图高度参照区间，确定该视图高度参照区间对应的高度折算比例f_hi为高度h_b像的高度折算比例，并计算M个时间点t_b的干燥样品的高度h_b；

获取M个时间点的顶面视图上干燥样品的表面积S_b像，根据干燥样品的高度h_b确定对应时间点的干燥样品的实物高度参照区间，确定该实物高度参照区间对应的表面积折算比例f_si为高度h_b的干燥样品的表面积折算比例，并计算M个时间点t_b的干燥样品的表面积S_b；

S5、以时间点t_b为横坐标、干燥样品的体积为纵坐标绘制非卷曲折叠物体干燥过程中体积变化图，其中，干燥样品的体积V_b样＝S_b*h_b。

在上述技术方案中，具体可为：选取1个表面积均为S_标＝1cm²的标准板，所述标准板的高度为h_i标，i＝1，h_1标＝0.5cm，则确定实物高度参照区间为[0，1cm)；

h_i标对应的h_i像，f_hi，分别如下表所示：

i	h<sub>i标</sub>	h<sub>i像</sub>	f<sub>hi</sub>
				1	0.5cm	0.83cm	0.602

其中，确定视图高度参照区间为：[0，0.83)；

选取枣子清洗晾干去核后切成中空圆柱形果蔬切片并干燥至恒重，选取果蔬干燥过程中8个时间点0h、1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h的干燥样品进行图像采集，获取每个时间点干燥样品的顶面视图和侧面视图，其中，b＝1、2、3、……、8，t₁＝0h；

依照高度刻度获取8个时间点的侧面视图上干燥样品的高度h_b像，确定高度h_b像对应的视图高度参照区间[0，0.83cm)，确定该视图高度参照区间对应的高度折算比例f_hi＝0.602为高度h_b像的高度折算比例，并计算M个时间点t_b的干燥样品的高度h_b，具体如下表所示：

	0h	1h	2h	3h	4h	5h	6h	7h
									h<sub>b像</sub>(cm)	0.70	0.69	0.68	0.67	0.67	0.67	0.67	0.67
h<sub>b</sub>(cm)	0.424	0.410	0.409	0.408	0.408	0.408	0.408	0.408

获取M个时间点的顶面视图上干燥样品的表面积S_b像，根据干燥样品的高度h_b确定对应时间点的干燥样品的实物高度参照区间为[0，1cm)，确定该实物高度参照区间对应的表面积折算比例f_si＝0.177为高度h_b的干燥样品的表面积折算比例，并计算M个时间点t_b的干燥样品的表面积S_b，干燥样品的体积V_样b＝S_b*h_b。具体如下表所示：

	0h	1h	2h	3h	4h	5h	6h	7h
									S<sub>b像</sub>	24.24	22.94	22.77	22.65	22.54	22.49	22.43	22.43
S<sub>b</sub>(cm<sup>2</sup>)	4.29	4.06	4.03	4.01	3.99	3.98	3.97	3.07
									V<sub>b样</sub>(cm<sup>3</sup>)	1.82	1.66	1.65	1.64	1.63	1.62	1.62	1.63

以时间点t_b为横坐标、干燥样品的体积为纵坐标绘制果蔬切片干燥过程中体积变化图，其中，M个时间点的顶面视图和侧面视图如下表所示：

采用这种技术方案，首先通过位于侧面的图像采集装置采集标准板的侧面视图，获取标准板在侧面视图上对应高度刻度的值、对应的高度折算比例、及该高度折算比例对应的视图高度参照区间，实现对干燥样品的高度校正，其次通过位于顶面的图像采集装置采集标准板的顶面视图，获取标准板在顶面视图上对应表面积的值、对应的表面积折算比例、及该表面折算比例对应的实物高度参照区间，实现对干燥样品的表面积校正，进而获得干燥样品的体积，采集图像后的样品重新放入干燥器，中间过程简单快速，不超过15s，且通过拍照获取待测样品表面积，避免了现有干燥过程中由于边缘皱缩带来的测量误差。

在另一种技术方案中，步骤S3中标准板底面高度对应刻度板高度为0。采用这种方案，便于通过图像观察获取样品在侧面视图上对应高度刻度的值。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.体积快速测定的装置，其特征在于，包括：

监测室，其内顶面设置光源，所述监测室内周向固接毛玻璃，所述毛玻璃位于所述光源下方，所述监测室的一侧设置可开关门体，当所述门体关闭时，所述监测室不透光；

样品托，其位于所述监测室底面、且顶面水平，其中，所述监测室与设置可开关门体垂直的一侧内侧壁设有高度刻度，高度刻度由下至上标记且最低点不高于样品托顶面所在高度；

第一相机，其设于所述监测室与设有高度刻度一侧相对的侧面，用于拍摄放置于样品托上样品的侧面视图，其中，所述侧面视图具有高度刻度；

第二相机，其固设于所述毛玻璃下方，用于拍摄样品的顶面视图；

图像传输模块，其分别与第一相机、第二相机连接，用于接收侧面视图和顶面视图；

样品高度获取模块，其与图像传输模块连接，用于接收侧面视图并处理得侧面视图上样品与高度刻度重叠处高度h_像，其中，样品高度h＝h_像*f_h，f_h为高度折算比例；

样品表面积获取模块，其与图像传输模块连接，用于接收顶面视图并处理得顶面视图上样品表面积S_像，其中，样品表面积S＝S_像*f_s，f_s为表面积折算比例，样品的体积V＝S*h；

所述样品托顶面凹陷具有一对长方体形滑槽，所述滑槽平行于所述门体所在监测室的侧面，且一对滑槽关于所述第一相机采集视角中心所在竖平面对称设置，所述滑槽位于所述样品托顶面靠近所述第二相机的一侧；

还包括：一对定位组件，一对定位组件分别设于一对滑槽内，每个定位组件包括一端固接于所述滑槽远离所述第二相机一端的中空伸缩杆、设于所述伸缩杆内且两端分别于所述伸缩杆固接的弹簧、与所述伸缩杆靠近所述第二相机一端固接滑块，所述滑块顶面高度高于所述滑槽顶面高度，两滑块的相对侧面连接弹性绳，所述弹性绳属于绷紧状态，其中，所述样品托靠近所述相机的一侧间隔设置两个螺孔，两个螺孔分别对应与两个滑槽靠近所述第二相接的一端连通，所述螺孔内螺设螺钉。

2.如权利要求1所述的体积快速测定的装置，其特征在于，高度刻度以样品托顶面所在高度为0。

3.如权利要求1所述的体积快速测定的装置，其特征在于，所述毛玻璃底面安装透明支架，所述第一相机顶面固设于所述透明支架上。

4.如权利要求1所述的体积快速测定的装置，其特征在于，所述监测室底面凹陷具有正方体形凹槽，所述样品托为与所述凹槽相适配的正方体型，并位于所述凹槽内，所述样品托高度高于所述凹槽深度，所述样品托的侧面分别与所述监测室侧面对应平行，所述第二相机采集视角的中心位于所述凹槽顶面中轴线上。

5.体积快速测定的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选取N个表面积均为S_标的标准板，所述标准板的高度为h_i标，i＝1、2、3、……、N，h_i标＝h_1标+(i-1)*d，h_1标≤0.5cm，h_1标≤d≤2h_1标，确定实物高度参照区间集合为{[0，h_1标+d/2)、[h_1标+d/2，h_2标+d/2)、[h_2标+d/2，h_3标+d/2)、……、[h_(N-1)标+d/2，h_N标+d/2)}，其中，当N＝1时，确定实物高度参照区间为[0，h_1标+0.5)；

S2、依次定位刻度板、标准板、相机，采集N个标准板具有高度刻度的侧面视图，依照高度刻度获取侧面视图上标准板的高度h_i像，计算高度为h_i标的标准板的高度折算比例f_hi，确定视图高度参照区间集合为{[0，h_1像+(h_2像-h_1像)/2)、[h_1像+(h_2像-h_1像)/2，h_2像+(h_3像-h_2像)/2)、[h_2像+(h_3像-h_2像)/2，h_3像+(h_4像-h_3像)/2)、……、[h_(N-2)像+(h_(N-1)像-h_(N-2)像)/2，h_(N-1)像+(h_N像-h_(N-1)像)/2)、[h_(N-1)像+(h_N像-h_(N-1)像)/2，h_N像)}，定义f_hi为视图高度参照区间[h_(i-1)像+(h_i像-h_(i-1)像)/2，h_i像+(h_(i+1)像-h_i像)/2)的高度折算比例，其中，N个侧面视图采集时确定刻度板与标准板靠近相机一侧间的距离相等、标准板靠近相机一侧与相机间的距离相等，当N＝1时，确定视图高度参照区间为[0，h_1像)；

S3、采集N个标准板的顶面视图，获取N个顶面视图上标准板的表面积S_i像，计算高度为h_i标的标准板的表面积折算比例f_si，定义f_si为实物高度参照区间[h_(i-1)标+d/2、h_i标+d/2)的表面积折算比例，其中，N个顶面视图采集时相机与待测保准板底面间距离相等；

S4、物料处理得到非卷曲折叠物体，非卷曲折叠物体干燥至恒重，选取干燥过程中M个时间点t_b的干燥样品进行图像采集，获取每个时间点干燥样品的顶面视图和侧面视图，其中，b＝1、2、3、……、M，t₁＝0h；

依照高度刻度获取M个时间点的侧面视图上干燥样品的高度h_b像，确定高度h_b像对应的视图高度参照区间，确定该视图高度参照区间对应的高度折算比例f_hi为高度h_像的高度折算比例，并计算M个时间点t_b的干燥样品的高度h_b；

获取M个时间点的顶面视图上干燥样品的表面积S_b像，根据干燥样品的高度h_b确定对应时间点的干燥样品的实物高度参照区间，确定该实物高度参照区间对应的表面积折算比例f_si为高度h_b的干燥样品的表面积折算比例，并计算M个时间点t_b的干燥样品的表面积S_b；

S5、以时间点t_b为横坐标、干燥样品的体积为纵坐标绘制非卷曲折叠物体干燥过程中体积变化图，其中，干燥样品的体积V_b样＝S_b*h_b。

6.如权利要求5所述的体积快速测定的方法，其特征在于，步骤S3中标准板底面高度对应刻度板高度为0。

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