CN110160760A - 一种喷嘴雾化效果检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于烟草制造技术领域，具体涉及一种喷嘴雾化效果检测方法，通过运用计算机、显微摄像机、补光灯、光线检测装置，进行烟草加香料过程中喷嘴雾化效果检测，具体包括光源提供、图像采集、图像预处理、雾化效果计算、雾化效果判断步骤，对喷嘴雾化过程进行实时在线检测，有效提高了香料利用率，提高了香料的均匀性，具有极大的实际应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及烟草制造技术领域，具体地说涉及一种喷嘴雾化效果检测方法。
背景技术
在烟草生产加工过程中，需要通过喷嘴将香料进行雾化后喷涂在烟草表面上，喷嘴的雾化效果影响水分、料液吸收均匀性。在烟草行业内，对喷嘴雾化效果的检测较多采用离线方式，检测完成后再将喷嘴转移到生产线上使用，生产过程中实际的雾化效果多以维修人员主观经验判断为准；现有技术中还有一种方式即通过添加其他物理检测设备进行生产过程中喷嘴雾化效果的检测，通过该种方式往往由于检测的采样过程影响喷嘴的实际雾化效果。如现有技术发明专利申请CN201510889519.4中通过将取样板设置在挡板的远离喷嘴的一侧，通过夹紧装置固定在料液柱的上方，且对应喷嘴的喷射方向设置；松开夹紧装置时取样板做自由落体运动，通过雾化后喷洒在取样板上的料液颗粒大小及分布情况，对生产中的雾化系统的相关参数的调节提供指导依据，确定出不同条件下的最佳雾化参数。通过该种方式会影响生产过程中的实际雾化过程。
目前，现有技术中没有高效的在线雾化效果检测方法。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种高效的在线实时喷嘴雾化效果检测方法。
具体来说，本发明提供了如下的技术方案：
一种喷嘴雾化效果检测方法，其特征在于：包括光源提供、图像采集、图像预处理、雾化效果计算、雾化效果判断步骤，检测过程与喷嘴雾化过程同时发生。
进一步的，所述检测为实时检测，应用于烟草生产加工的雾化加香步骤。
进一步的，所述光源提供步骤包括光线强度检测和光源调节步骤，其中光线强度检测用于判断当前拍摄环境的环境光是否满足拍摄要求，具体包括通过光线检测装置获取当前环境光信息，并与拍摄要求标准光源信息进行比较，并给出比较结果，结果包括满足或不满足两种，同时比较结果还包括当前环境光参数以及标准环境光参数。
进一步的，根据比较结果进行光源调节步骤，如果当前环境光不满足拍摄要求，则根据当前环境光参数以及标准环境光参数的差异值进行补光。
进一步的，所述图像采集步骤，具体为根据预设条件进行喷雾图像的采集，所述预设条件包括采样间隔、采样用途，其中所述采样间隔为根据计算需求设定的采样时间间隔，采样用途包括是否进行采样图像的保存。
进一步的，所述图像预处理步骤包括景深识别、降噪处理、边缘识别。
进一步的，所述雾化效果计算包括根据图像预处理后的结果进行投影面积计算、颗粒直径计算、颗粒数量计算、颗粒分布计算。
进一步的，投影面积计算具体为格局边缘识别所得到的颗粒像素点，计算每个颗粒的投影面积。
进一步的，颗粒直径计算具体为根据等效投影面积原理得出每个颗粒的直径。
进一步的，颗粒数量计算具体为根据计算出的颗粒的直径，设定所需统计的颗粒直径的区间，筛选出位于所需统计的所需颗粒直径区间内的颗粒的数量。
进一步的，颗粒分布计算具体为根据统计的所需颗粒直径区间内的颗粒的数量进行图像中的颗粒标记，得到颗粒分布结果。
进一步的，所述雾化效果判断步骤包括将颗粒分布结果与标准雾化效果的颗粒分布进行比较，判断当前颗粒分布结果是否达到要求。
进一步的，所述方法中的各步骤由计算机、显微摄像机、补光灯、光线检测装置完成。本技术方案具有如下特点：
1、检测过程以图像为检测样本，无需通过其他物理设备采样，检测过程不影响实际生产加工过程。
2、检测过程为在线检测，检测结果可以为实际生产加工过程提供实时指导。
3、通过光线检测，有效保证了采样图像满足要求，从而保证检测结果的正确性。
因此，本技术方案通过在线实时检测喷嘴雾化效果有效提高了香料利用率，提高了香料的均匀性，具有极大的实际应用价值。
附图说明
图1是本发明的检测流程图；
图2是本发明的装置安装示意图；
具体实施方式
为了使本领域普通技术人员更好的理解本发明，下面结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例：一种喷嘴雾化效果检测方法，其特征在于：包括光源提供、图像采集、图像预处理、雾化效果计算、雾化效果判断步骤，检测过程与喷嘴雾化过程同时发生。
具体的，如说明书附图1中所示，各步骤的顺序为首先进行光源提供步骤，光线条件满足后进行图像采集步骤，采集得到的图像进行图像预处理，然后根据预处理得到的图像进行雾化效果计算，根据计算得到的结果进行雾化效果判断。
进一步的，所述检测为实时检测，应用于烟草生产加工的雾化加香步骤。
进一步的，所述光源提供步骤包括光线强度检测和光源调节步骤，其中光线强度检测用于判断当前拍摄环境的环境光是否满足拍摄要求，具体包括通过光线检测装置获取当前环境光信息，并与拍摄要求标准光源信息进行比较，并给出比较结果，结果包括满足或不满足两种，同时比较结果还包括当前环境光参数以及标准环境光参数。
进一步的，根据比较结果进行光源调节步骤，如果当前环境光不满足拍摄要求，则根据当前环境光参数以及标准环境光参数的差异值进行补光。
进一步的，所述图像采集步骤，具体为根据预设条件进行喷雾图像的采集，所述预设条件包括采样间隔、采样用途，其中所述采样间隔为根据计算需求设定的采样时间间隔，采样用途包括是否进行采样图像的保存。
具体的，图像采集步骤中还包括对于图像采集范围的设定。
进一步的，所述图像预处理步骤包括景深识别、降噪处理、边缘识别。
具体的，根据本领域技术人员所知晓的技术，在焦点前后各有一个容许弥散圆，这两个弥散圆之间的距离就叫景深，即：在被摄主体(对焦点)前后，其影像仍然有一段清晰范围的，就是景深，被摄体的前后纵深，呈现在底片面的影象模糊度，都在容许弥散圆的限定范围内。景深的计算公式，其中：
δ——容许弥散圆直径
F——镜头的拍摄光圈值
f——镜头焦距
L——对焦距离
ΔL1——前景深
ΔL2——后景深
ΔL——景深
前景深ΔL1＝FδL2/(f2+FδL)
后景深ΔL2＝FδL2/(f2-FδL)
景深ΔL＝ΔL1+ΔL2＝(2f2FδL2)/(f4-F2δ2L2)。
图像降噪包括：邻域降噪、连通域降噪等。
边缘识别包括：Sobel边缘检测、canny边缘检测等检测算法的应用。
进一步的，所述雾化效果计算包括根据图像预处理后的结果进行投影面积计算、颗粒直径计算、颗粒数量计算、颗粒分布计算。
进一步的，投影面积计算具体为格局边缘识别所得到的颗粒像素点，计算每个颗粒的投影面积。
进一步的，颗粒直径计算具体为根据等效投影面积原理得出每个颗粒的直径。
进一步的，颗粒数量计算具体为根据计算出的颗粒的直径，设定所需统计的颗粒直径的区间，筛选出位于所需统计的所需颗粒直径区间内的颗粒的数量。
进一步的，颗粒分布计算具体为根据统计的所需颗粒直径区间内的颗粒的数量进行图像中的颗粒标记，得到颗粒分布结果。
进一步的，所述雾化效果判断步骤包括将颗粒分布结果与标准雾化效果的颗粒分布进行比较，判断当前颗粒分布结果是否达到要求。
进一步的，所述方法中的各步骤由计算机、显微摄像机、补光灯、光线检测装置完成。
具体的，如说明书附图2中所示，完成本技术方案中的设备包括但不限于计算机、显微摄像机、补光灯、光线检测装置，其中计算机为具备数据处理能力和用于进行操作控制交互的计算终端，具备图像处理计算功能；所述光线检测装置的数量可以为一个或多个，根据环境的具体情况进行摆放位置的确定，用于进行环境光的条件的检测；所述补光灯用于提供稳定色谱的背景光源；显微摄像机为具备CCD摄像头或CMOS摄像头的工业用摄像机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种喷嘴雾化效果检测方法，其特征在于：包括光源提供、图像采集、图像预处理、雾化效果计算、雾化效果判断步骤，检测过程与喷嘴雾化过程同时发生。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述检测为实时检测，应用于烟草生产加工的雾化加香步骤。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述光源提供步骤包括光线强度检测和光源调节步骤，其中光线强度检测用于判断当前拍摄环境的环境光是否满足拍摄要求，具体包括通过光线检测装置获取当前环境光信息，并与拍摄要求标准光源信息进行比较，并给出比较结果，结果包括满足或不满足两种，同时比较结果还包括当前环境光参数以及标准环境光参数。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：根据比较结果进行光源调节步骤，如果当前环境光不满足拍摄要求，则根据当前环境光参数以及标准环境光参数的差异值进行补光。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述图像采集步骤，具体为根据预设条件进行喷雾图像的采集，所述预设条件包括采样间隔、采样用途，其中所述采样间隔为根据计算需求设定的采样时间间隔，采样用途包括是否进行采样图像的保存。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述图像预处理步骤包括景深识别、降噪处理、边缘识别。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述雾化效果计算包括根据图像预处理后的结果进行投影面积计算、颗粒直径计算、颗粒数量计算、颗粒分布计算。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：投影面积计算具体为格局边缘识别所得到的颗粒像素点，计算每个颗粒的投影面积。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：颗粒直径计算具体为根据等效投影面积原理得出每个颗粒的直径。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：颗粒数量计算具体为根据计算出的颗粒的直径，设定所需统计的颗粒直径的区间，筛选出位于所需统计的所需颗粒直径区间内的颗粒的数量。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：颗粒分布计算具体为根据统计的所需颗粒直径区间内的颗粒的数量进行图像中的颗粒标记，得到颗粒分布结果。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述雾化效果判断步骤包括将颗粒分布结果与标准雾化效果的颗粒分布进行比较，判断当前颗粒分布结果是否达到要求。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述方法中的各步骤由计算机、显微摄像机、补光灯、光线检测装置完成。
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| 王凯;杨国华;李鹏飞;张民庆;周立新;: "基于Gerris的离心式喷嘴锥形液膜破碎过程数值模拟", 推进技术, no. 05 * |
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