CN111272675A - 染液检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种染液检测装置。其中，该染液检测装置，包括：储液槽，用于储存待检测染液；视觉检测装置，与储液槽连接，用于采集待检测染液的图像信息；控制器，与视觉检测装置连接，用于对待检测染液的图像信息进行分析，以确定待检测染液的浓度参数，并生成浓度参数实际曲线。本发明解决了相关技术中的染液检测装置存在误差大、成本高、无法实时在线检测的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及染液检测技术领域，具体而言，涉及一种染液检测装置。
背景技术
在印染加工中，为了获得一定的颜色，往往需要两种或两种以上的染料进行拼染，想要了解混合染液中所有染料的上染率情况，必须测出单支染料在溶液中的浓度或在织物上的染料量。测得染液浓度的变化可以直接获得上染率的变化，可以实时反映单位时间上染的染料的量，如果上染量符合预期，那么说明染色质量满足预期要求，为合格产品。
染色结果不仅仅取决于染料的用量，也受染色过程各种因素影响，监测染色过程各个阶段的染料浓度变化是进一步深入研究染色工艺原理、提升染色工艺控制水平、促进染色技术发展的关键。目前尚没有较为成熟的可工业化应用的染色浓度在线检测装置和分析方法,其难点主要在即时性、准确性和大的浓度范围适应性等方面。
现有的在线浓度检测装置及方法主要是基于分光光度法和电位滴定法。其中，电位滴定法是通过滴定过程中对电位的检测，来检测染液中的还原剂的浓度，只能检测特定的成分，而且会破坏染液；分光光度法是通过光谱采集系统检测染液的吸光度，在一定范围内，建立浓度与吸光度的关系，进而对染液的浓度进行在线检测。
基于分光光度法的在线检测装置在测量单组份染液的准确度较高，但是在检测多组分染液时，由于染料吸收峰之间的相互叠加，造成检测误差较大；分光光度法检测时效性差，精密仪器对环境要求高，可测浓度范围小，设备成本高，难以在企业进行在线推广应用。利用电位滴定法的对染色机的染液组分在线监测和控制系统只能在线监测还原性染料，局限性比较强，而且电位滴定法还存在反应误差较大、设备复杂、成本高、推广难度大等问题。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种染液检测装置，以至少解决相关技术中的染液检测装置存在误差大、成本高、无法实时在线检测的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种染液检测装置，包括：储液槽，用于储存待检测染液；视觉检测装置，与所述储液槽连接，用于采集所述待检测染液的图像信息；控制器，与所述视觉检测装置连接，用于对所述待检测染液的图像信息进行分析，以确定所述待检测染液的浓度参数，并生成所述浓度参数实际曲线。
可选地，包括：第一管道，与所述储液槽连通，用于将染色机的染液注入所述储液槽中。
可选地，包括：第二管道，与所述储液槽连通，用于排出所述储液槽中储存的已完成检测的待检测染液，以及排出所述储液槽中的清洗后的污水。
可选地，包括：第三管道，与所述储液槽连通，用于将软水注入所述储液槽，对所述储液槽的待检测溶液进行稀释以及对所述第二管道进行清洗。
可选地，包括：流量计，设置在所述第一管道上。
可选地，包括：PH检测设备，与所述第一管道连接。
可选地，包括：多个阀门，其中，所述第一管道、所述第二管道和第三管道均设置有至少一个阀门，所述阀门用于控制管道的打开或者关闭。
可选地，包括：数据库，与所述控制器连接，用于存储染液的数据信息以及染色机染色的数据信息。
可选地，所述控制器包括生成模块，所述生成模块分别与染色机、PH检测设备电连接，用于对所述染色机染色的工艺参数、所述待检测染液的PH值进行分析，生成PH值实际曲线以及工艺参数实际曲线。
可选地，所述控制器还包括第一确定模块和第二确定模块，其中，所述第一确定模块用于将所述浓度参数实际曲线与浓度参数标准曲线进行对比，以确定染色质量；所述第二确定模块用于将所述PH值实际曲线与PH值标准曲线、所述工艺参数实际曲线与工艺参数标准曲线进行对比，以确定调整所述染色机染色的工艺参数。
在本发明实施例中，该染液检测装置包括：储液槽，用于储存待检测染液；视觉检测装置，与所述储液槽连接，用于采集所述待检测染液的图像信息；控制器，与所述视觉检测装置连接，用于对所述待检测染液的图像信息进行分析，以确定所述待检测染液的浓度参数，并生成所述浓度参数实际曲线，通过采集、分析待检测染液的图像信息得到待检测染液的浓度参数，进而生成浓度参数实际曲线，达到了及时、准确检测染液浓度的目的，从而实现了提高染液检测精度、降低检测成本的技术效果，进而解决了相关技术中的染液检测装置存在误差大、成本高、无法实时在线检测技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的染液检测装置的示意图；
图2是根据本发明可选实施例的染液检测装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1是根据本发明实施例的染液检测装置的示意图，如图1所示，该染液检测装置包括：储液槽10、视觉检测装置12以及控制器14，具体说明如下：
储液槽10，用于储存待检测染液；
上述待检测染液为多组分染液，该待检测染液是在染色机染色过程中从染色机中抽取的。需要说明的是，上述储液槽设置有压差液位计，用于测量储液槽中待检测染液的容量。
视觉检测装置12，与储液槽10连接，用于采集待检测染液的图像信息；
上述图像信息可以由视觉检测装置获取，其中，视觉检测装置包括但不限于：摄像机、摄像头、高清相机以及其他带有拍照功能的设备。在具体实施实施过程中，对于视觉检测装置的数量不做任何限定，在采集染色过程中染液的图像信息时，既可以采用一种图像采集设备，也可以采用多种图像采集设备相结合的方式。
作为一种可选的实施例，在采集待检测染液的图像信息过程中，该视觉检测装置还用于获取预定时间周期，按照预定时间周期采集图像信息。例如，上述预定时间周期为10秒，则视觉检测装置就会每间隔10秒采集一次染色过程中染液的图像信息。在具体实施过程中，上述预定时间周期可以根据应用场景的需要进行调整。
控制器14，与视觉检测装置12连接，用于对待检测染液的图像信息进行分析，以确定待检测染液的浓度参数，并生成浓度参数实际曲线。
上述控制器还包括：预处理模块，用于对图像信息进行预处理，该预处理包括以下至少之一：图像去噪、图像增强、图像分割、图像复原、图像分析。通过对图像的预处理，可以有效消除不确定因素对图像的影响，保留图像的有效特征，便于后续特征提取。
进一步地，可以通过图像信息得到颜色参数，其中，颜色参数由不同的RGB参数组合构成。
通过上述方式，不仅可测浓度范围大，受染料组分间的影响弱，还可以有效降低溶液检测误差，以及降低检测成本。
上述浓度参数实际曲线用于反映待检测染液的浓度对应的上染率变化趋势；
在本发明实施例中，该染液检测装置包括：储液槽，用于储存待检测染液；视觉检测装置，与储液槽连接，用于采集待检测染液的图像信息；控制器，与视觉检测装置连接，用于对待检测染液的图像信息进行分析，以确定待检测染液的浓度参数，并生成浓度参数实际曲线，通过采集、分析待检测染液的图像信息得到待检测染液的浓度参数，进而生成浓度参数实际曲线，达到了及时、准确检测染液浓度的目的，从而实现了提高染液检测精度、降低检测成本的技术效果，进而解决了相关技术中的染液检测装置存在误差大、成本高、无法实时在线检测技术问题。
可选地，包括：第一管道，与储液槽连通，用于将染色机的染液注入储液槽中。
上述第一管道连通染色机与储液槽，用于将染色机的染液注入储液槽中。
可选地，包括：第二管道，与储液槽连通，用于排出储液槽中储存的已完成检测的待检测染液，以及排出储液槽中的清洗后的污水。
上述第二管道可以为排污管道。可选地，在具体实施过程中，至少包括两个第二管道，其中一个第二管道直接用于排出储液槽中的清洗后的污水，另一个排出储液槽中储存的待检测染液。当然，在具体实施过程中，上述第二管道可以根据应用场景的需要设置。
可选地，包括：第三管道，与储液槽连通，用于将软水注入储液槽，对储液槽的待检测溶液进行稀释以及对第二管道进行清洗。
作为一种可选的实施例，上述第三管道可以为软水管道，在实施过程中向储液槽注入软水。通过上述第三管道中的软水可以稀释储液槽中的待检测染液以及对储液槽进行清洗。
上述第三管道设置有阀门以及电磁流量计，在阀门打开后，向储液槽注入软水，在阀门关闭后，停止向储液槽注入软水。
可选地，包括：流量计，设置在第一管道上。
上述流量计用于统计注入储液罐的染色机的染液的流量。需要说明的是，上述流量计包括但不限于电磁流量计。通过该流量计可以准确获得进入储液槽中待检测染液的流量。
可选地，包括：PH检测设备，与第一管道连接。
上述PH检测设备可以用于检测待检测染液的PH值。
可选地，包括：多个阀门，其中，第一管道、第二管道和第三管道均设置有至少一个阀门，阀门用于控制管道的打开或者关闭。
在具体实施过程中，每个管道至少需要设置一个阀门，可选地，上述阀门可以为空气阀。
可选地，包括：数据库，与控制器连接，用于存储染液的数据信息以及染色机染色的数据信息。
上述染液的数据信息包括但不限于染液相关的数据信息，比如，染液浓度、染液的浓度参数实际曲线等，上述染色机染色的数据信息包括但不限于染色机染色的工艺参数、PH值、工艺参数实际曲线、PH值实际曲线等。
可选地，控制器包括生成模块，生成模块分别与染色机、PH检测设备电连接，用于对染色机染色的工艺参数、待检测染液的PH值进行分析，生成PH值实际曲线以及工艺参数实际曲线。
上述工艺参数包括以下至少之一：温度、压力、流速、加料。需要说明的是，上述PH值实际曲线用于反映待检测溶液的PH值变化趋势，上述工艺参数实际曲线用于反映染色机染色的工艺参数的变化趋势。
在染色过程中，可以实时获取染色机染色的工艺参数，在具体实施过程中，上述工艺参数包括但不限于：温度、压力、流速、加料。获取染色机染色的工艺参数与获取染液的浓度在时间节点上是同步的，这样可以保证数据的一致性，使得数据客观地反映染色过程。
进一步地，可以根据上述获取的工艺参数生成对应的工艺参数实际曲线。例如，可以生成温度实际曲线、压力实际曲线、流速实际曲线、加料实际曲线。另外，可以根据对PH值进行分析，生成PH值实际曲线。这些曲线可以准确的反映染色过程中各工艺参数的变化趋势以及PH值的变化趋势。
可选地，控制器还包括第一确定模块和第二确定模块，其中，第一确定模块用于将浓度参数实际曲线与浓度参数标准曲线进行对比，以确定染色质量；第二确定模块用于将PH值实际曲线与PH值标准曲线、工艺参数实际曲线与工艺参数标准曲线进行对比，以确定调整染色机染色的工艺参数。
上述染色质量包括以下至少之一：合格，不合格。
作为一种可选的实施例，通过上述染色过程中染液浓度在线检测装置，可对染色进程中染液颜色变化进行连续检测。利用染液颜色与其染料浓度之间的一一对应关系，建立染液颜色与染料浓度之间的关系，进而推理出染色过程中染料浓度的变化趋势得到上染率曲线；将实际生产过程中的染液(颜色或浓度)实时在线变化趋势与染色质量合格条件下获得的染液(颜色或浓度)变化趋势进行对比，并设定偏差范围；若偏差在范围内，则说明实际染色生产过程符合预期，染色质量合格；若偏差超出设定范围，则说明染色质量出现偏差，可以实现提前预判和人工干预。
在进行染液变化趋势检测的同时，还可以实时记录染色过程中其他工艺参数的变化趋势(例如温度、压力、加料曲线、PH值等)，形成染色过程中的工艺数据库；当染色过程中发生染色质量偏差时，可以对质量偏差时刻的所有工艺曲线进行针对性分析，查询质量偏差产生的原因，实现染色质量的精准控制；在获得一定数量的数据基础上，对数据进行分析可以精准获得染色质量的影响因素，实现染色质量的在线预判与精准控制。
可选地，上述控制器还包括得到模块，其中，得到模块包括：构建单元，用于构建浓度预测模型，其中，浓度预测模型为使用多组数据通过机器学习训练得出的，多组数据中的每组数据均包括：不同的颜色参数和对应的浓度参数；得到单元，用于根据颜色参数与浓度预测模型，得到与颜色参数对应的浓度参数。
上述浓度预测模型可以是基于神经网络而建立的，在构建浓度预测模型之后，通过多种方式获取的大量的训练数据，并使用这些数据通过机器学习反复进行训练得到用于预测浓度参数的浓度预测模型。需要说明的是，在训练过程中，可以不断增加神经网络中神经元的复杂度，使得预测结果更加准确、可靠。
在实施过程中，由于在浓度预测模型中，每一组颜色参数对应一组浓度参数，也就是，颜色参数和浓度参数是一一对应的关系。在获取颜色参数后，可以将颜色参数输入浓度预测模型，进而由该浓度预测模型输出相应的浓度参数。
可选地，上述控制器还包括对比模块，其中，对比模块包括：获取单元，用于获取预设偏差阈值；第一判断单元，用于如果对比结果在预设偏差阈值范围内，则染色质量为合格；第二判断单元，用于如果对比结果不在预设偏差阈值范围内，则染色质量为不合格。
上述预设偏差阈值是基于浓度参数生成的实际曲线与目标条件下的标准曲线而设定的判断染色质量的取值。
在具体实施过程中，可以根据判断对比结果是否在预设偏差阈值范围内，如果对比结果在预设偏差阈值范围内，则染色质量为合格；如果对比结果不在预设偏差阈值范围内，则染色质量为不合格。
通过上述方式，可以实现在染色过程中准确判断染色质量。
可选地，在据对比结果，确定染色质量之后，上述染液检测装置还包括：启动报警和/或调整染色质量。
作为一种可选的实施例，在染色质量为不合格时，可以启动报警，例如，可以通过铃声、指示灯进行提示。当然，在染色质量为合格也可以启动报警，用于提示染色质量合格。在具体实施过程中，染色质量为合格，可以绿灯亮，发出间断的蜂鸣声；染色质量为不合格，可以红灯亮，发出急促的蜂鸣声。
作为一种可选的实施例，上述控制器还用于根据工艺参数实际曲线和目标条件下的工艺参数标准曲线，确定工艺参数误差；如果工艺参数误差不在预定工艺参数误差阈值范围内，则调整工艺参数。上述控制器还用于将PH值实际曲线与PH值标准曲线，确定PH值误差；如果PH值误差不在预定PH值误差阈值范围内，则调整工艺参数。
通过上述方式，可以实现对工艺参数的精准控制，进而提高染色质量。
下面对本发明一种可选的实施方式进行说明。
图2是根据本发明可选实施例的染液检测装置的示意图，如图2所示，该染液检测装置包括视觉检测装置20、空气阀21、流量计22、压差液位计23、储液槽24、plc控制模块25、PH在线检测装置26、数据库27、染色机28以及染色机控制系统29。
在具体实施过程中，染色机控制系统向染液检测系统发出检测信号，系统就开始对采集样品按照检测要求进行染液预处理，全部阀门处于关闭状态，先打开软水管道阀门对储液槽进行清洗，打开储液槽排污阀门排污，然后关闭，再打开染液进入储液槽的阀门，关闭软水管道阀门，对储液槽进行润洗，打开排污管道阀门排污，然后关闭。控制阀门和流量计使一定量的染液进入储液槽，再结合液位计，加入一定量的软水将储液槽中的溶液稀释到要求浓度，使染液进入视觉检测装置进行图像采集。控制阀门和流量计，通过PH检测装置采集溶液PH值。
进一步地，对采集的染液图像数据、PH值和染色工艺数据等进行分析，模型建立，主要包括①建立染液染色与染液中多组分染料浓度之间的关系，获得此配方染色过程中染液颜色和浓度随染色进程变化的标准曲线。②分析PH随染色工艺过程的变化趋势③染液颜色与工艺参数(温度、压力、流速、加料)之间的关系。④分析实际曲线与标准曲线偏离阈值和染色质量之间的关系。上述所有数据及模型全部存储于数据库中，并通过数据通讯模块实现本系统与其他两个系统的通讯。
需要说明的是，在实际应用时，将本装置接入到染色机染液循环系统中，对染液进行自动采样和数据处理，得到染色过程中的实际曲线；实际曲线与标准曲线进行对比，当实际曲线与标准曲线吻合较好时，说明染色质量合格；当实际曲线与标准曲线的偏离超过设定误差时，说明染色质量出现问题，提示发生问题的时间节点，可以对质量偏差时刻的所有工艺曲线进行针对性分析，查询质量偏差产生的原因，实现染色质量的精准控制；在获得一定数量的数据基础上，对数据进行分析可以精准获得染色质量的影响因素，实现染色质量的在线预判与精准控制。
上述染液检测装置与现有技术中的染液检测装置相比，可以取得以下效果：
(1)检测速度快，可测浓度范围大，受染料组分间的影响弱。
(2)安装简单，成本低，可实现染液浓度的在线检测，适用于工业化推广应用。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种染液检测装置，其特征在于，包括：
储液槽，用于储存待检测染液；
视觉检测装置，与所述储液槽连接，用于采集所述待检测染液的图像信息；
控制器，与所述视觉检测装置连接，用于对所述待检测染液的图像信息进行分析，以确定所述待检测染液的浓度参数，并生成所述浓度参数实际曲线。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括：第一管道，与所述储液槽连通，用于将染色机的染液注入所述储液槽中。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括：第二管道，与所述储液槽连通，用于排出所述储液槽中储存的已完成检测的待检测染液，以及排出所述储液槽中的清洗后的污水。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，包括：第三管道，与所述储液槽连通，用于将软水注入所述储液槽，对所述储液槽的待检测溶液进行稀释以及对所述第二管道进行清洗。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，包括：流量计，设置在所述第一管道上。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，包括：PH检测设备，与所述第一管道连接。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的装置，其特征在于，包括：多个阀门，其中，所述第一管道、所述第二管道和第三管道均设置有至少一个阀门，所述阀门用于控制管道的打开或者关闭。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括：数据库，与所述控制器连接，用于存储染液的数据信息以及染色机染色的数据信息。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器包括生成模块，所述生成模块分别与染色机、PH检测设备电连接，用于对所述染色机染色的工艺参数、所述待检测染液的PH值进行分析，生成PH值实际曲线以及工艺参数实际曲线。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制器还包括第一确定模块和第二确定模块，其中，所述第一确定模块用于将所述浓度参数实际曲线与浓度参数标准曲线进行对比，以确定染色质量；所述第二确定模块用于将所述PH值实际曲线与PH值标准曲线、所述工艺参数实际曲线与工艺参数标准曲线进行对比，以确定调整所述染色机染色的工艺参数。
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