CN117870546B - 一种电极隔膜检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电极隔膜检测技术领域，具体而言，涉及一种电极隔膜检测方法及系统，方法包括：依次通过胶液调配、导开复膜蒸发、冷热水浴、烘干取卷和缝制制得电极隔膜成品，并通过传送带依次输送至归集处；其中，在电极隔膜成品通过传送带检测区时，通过设于传送带上方的工业摄像头获取多张电极隔膜成品的图样，并基于多张图样对电极隔膜成品的物理性质进行检测，其中所述物理性质包括尺寸大小、缝合缺陷和部件缺陷。本发明通过在成品运输带上方设置工业摄像头获取多张在固定区域内用于反应电极隔膜成品动态信息的图样，并通过图像识别算法对多张图样进行检测，进而自动判定当前电极隔膜成品是否为合格产品，代替了传统的人工肉眼识别，省时省力。
Description
技术领域
本发明涉及电极隔膜检测技术领域，具体而言，涉及一种电极隔膜检测方法及系统。
背景技术
电极隔膜作为在金属镍电解提取和电解精炼工艺中重要的耗材，用于把阴阳极分隔开来，在实际生产过程中对其物理性质即产品质量的出厂检测尤为重要，当前的检测主要靠人工在成品运输带上肉眼检测耗时耗力，然而随着目前人工智能算法和图像算法的普及，如何使用基于视觉类的人工智能化算法代替传统的人工肉眼检测成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电极隔膜检测方法及系统，以改善上述技术问题。
为了实现上述目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
一方面，本申请实施例提供了一种电极隔膜检测方法，所述方法包括：依次通过胶液调配、导开复膜蒸发、冷热水浴、烘干取卷和缝制制得电极隔膜成品，并通过传送带依次输送至归集处；其中，在电极隔膜成品通过传送带检测区时，通过设于传送带上方的工业摄像头获取多张电极隔膜成品的图样，并基于多张图样对电极隔膜成品的物理性质进行检测，其中所述物理性质包括尺寸大小、缝合缺陷和部件缺陷。
可选地，所述在电极隔膜成品通过传送带检测区时，通过设于传送带上方的工业摄像头获取多张电极隔膜成品的图样，并基于多张图样对电极隔膜成品的物理性质进行检测，包括：
基于颜色类的图像特征提取算法识别电极隔膜成品的前端，并在识别成功后基于卡尔曼滤波算法实时跟踪并预测电极隔膜成品的前端到达传送带检测区中的第一触发标识线对应的第一触发时间，并基于第一触发时间设置风机提升功率的启动时间，以使电极隔膜成品后端的束缚带连接位进入到传送带检测区中的第一观测区域内时，风机对电极隔膜成品上表面提供预设的检测用风压，其次使位于第一观测区域内的多个束缚带处于动态变化状态；
在电极隔膜成品后端的束缚带连接位进入到第一观测区域内时，通过工业摄像头截取至少两张不同时刻的电极隔膜成品的图样，并基于图样检测对应的电极隔膜成品的物理性质，并在电极隔膜成品存在实质性物理缺陷的情况下，标识并通过后端的分离机构剔除该电极隔膜成品。
可选地，所述基于图样检测对应的电极隔膜成品的物理性质，包括：
基于图像特征提取算法检测电极隔膜成品两侧边线是否存在分支，若存在分支则将该电极隔膜成品标记为残次品，所述两侧边线存在的分支用于表征边缘缝制不合格导致的豁口；
若两侧边线均不存在分支，则截取每张图样中超出电极隔膜成品后端部3-5cm区域的截图，并基于颜色类图像识别算法标识束缚带的根数；
若多张图样中任意一个图样中的束缚带的根数满足预设数值时，判定当前的电极隔膜成品为合格品；
若多张图样中束缚带的根数均小于预设数值，则随意挑选一个图样，标记为第一异常图样，并截取第一异常图样中电极隔膜成品后端部6-10cm区域的截图，记为第一异常截图；
将第一异常截图转换为灰度图，并对灰度图进行梯度锐化处理，以突出位于电极隔膜成品上表面的束缚带图像特征，进而识别锐化处理后的灰度图中的束缚带数量，进而计算得到当前电极隔膜成品对应的束缚带数量，若束缚带数量与预设数值相同，则判定当前电极隔膜成品为合格品，并记录一次检测异常日志；若束缚带数量小于预设数值，则判定当前电极隔膜成品为残次品；
检测第一时间段内检测异常日志出现的次数，若大于预设阈值，则发送第一预警指令，以使维护人员调整风机的朝向或运行功率。
可选地，所述依次通过胶液调配、导开复膜蒸发、冷热水浴、烘干取卷和缝制制得电极隔膜成品，包括：
胶液调配：将阻燃纤维氯乙烯-丙烯腈共聚物13%、二甲基甲酰胺62%-60%、二甲基亚砜18%、石墨烯6-8和聚乙烯基吡烙烷酮1%依次加入反应罐中，加热至50℃±5，溶解、搅拌后待用；
导开复膜蒸发：将胶液注入复膜槽内，开启联动复膜机，将基布按1.5米/min的速度经经导开架导开进入胶槽内，经挤压辊成膜后在空气中以1.5米/min的速度10分钟后徐徐进入冷水池中进行相转化；
冷水浴、热水浴：在冷水池走15分钟，进入热水池中继续走15分钟，出热水池，进入80℃±5的立式烘箱内；进入冷水、热水池中除了完成相转化外，还需要将复合膜中的溶剂充分溶入水中排出；
烘干卷取：20分钟后出烘箱完成卷取；
缝制：将烘干后的复合膜布根据图纸进行裁切，按缝纫要求进行缝制；其尺寸要求为1150X120mm的长方形袋。
另一方面，本实施例提供了一种电极隔膜检测系统，所述系统包括：
制备模块，用于依次通过胶液调配、导开复膜蒸发、冷热水浴、烘干取卷和缝制制得电极隔膜成品，并通过传送带依次输送至归集处；
其中，制备模块还包括检测子模块，所述检测子模块用于在电极隔膜成品通过传送带检测区时，通过设于传送带上方的工业摄像头获取多张电极隔膜成品的图样，并基于多张图样对电极隔膜成品的物理性质进行检测，其中所述物理性质包括尺寸大小、缝合缺陷和部件缺陷。
本发明的有益效果为：
本发明通过在成品运输带上方设置工业摄像头获取多张在固定区域内用于反应电极隔膜成品动态信息的图样，并通过图像识别算法对多张图样进行检测，进而自动判定当前电极隔膜成品是否为合格产品，代替了传统的人工肉眼识别，省时省力。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例中所述的一种电极隔膜检测方法流程示意图。
具体实施方式
实施例1:如图1所示，本实施例提供了一种电极隔膜检测方法，所述方法包括步骤S100。
步骤S100、依次通过胶液调配、导开复膜蒸发、冷热水浴、烘干取卷和缝制制得电极隔膜成品，并通过传送带依次输送至归集处；
其中，在电极隔膜成品通过传送带检测区时，通过设于传送带上方的工业摄像头获取多张电极隔膜成品的图样，并基于多张图样对电极隔膜成品的物理性质进行检测，其中所述物理性质包括尺寸大小、缝合缺陷和部件缺陷。
其次在步骤S100中所述的在电极隔膜成品通过传送带检测区时，通过设于传送带上方的工业摄像头获取多张电极隔膜成品的图样，并基于多张图样对电极隔膜成品的物理性质进行检测，包括：
步骤S110、基于颜色类的图像特征提取算法识别电极隔膜成品的前端，并在识别成功后基于卡尔曼滤波算法实时跟踪并预测电极隔膜成品的前端到达传送带检测区中的第一触发标识线对应的第一触发时间，并基于第一触发时间设置风机提升功率的启动时间，以使电极隔膜成品后端的束缚带连接位进入到传送带检测区中的第一观测区域内时，风机对电极隔膜成品上表面提供预设的检测用风压，其次使位于第一观测区域内的多个束缚带处于动态变化状态；
在上述步骤S110中，基于颜色类的图像特征提取算法识别电极隔膜成品的前端的具体实现方式可以为：
由于传送带与电极隔膜成品的颜色存在较大差异，例如传送带为黑色，电极隔膜成品为白色或乳白色等，因此通过常规的图像特征提取算法较为容易构建出白色和黑色之间的分界线，该分界线可作为电极隔膜成品的前端标识线，举例说明常见的颜色类的图像特征提取算法构建分界线的方式可以通过构建颜色直方图将对应区域的图像划分为颜色空间中的多个离散区间等，由于通过颜色直方图构建颜色空间中多个离散区间之间的分界线为为本领域常规技术手段，在此不作赘述。
其次，在上述步骤S110中，在电极隔膜成品的前端识别成功后基于卡尔曼滤波算法实时跟踪并预测电极隔膜成品的前端到达传送带检测区中的第一触发标识线对应的第一触发时间的具体实现方式为：
基于预设帧率将监测视频拆分为多帧图样，初始化前几帧图样中电极隔膜成品的前端（下文简称成品前端）运动参数例如初始位置、运动矢量等，初始化的方式可以为：基于相邻两帧或多帧成品前端在图像坐标中的位置与像素之间的位置变化关系，计算得到运动矢量；
通过卡尔曼滤波器对成品前端的位置和运动矢量进行预测，具体可通过构建协方差矩阵等方式计算状态（移动）向量及运动矢量参数；
对比当前实际观测到的成品前端位置，与上述预测结果进行比较，进而对上述的成品前端的运动矢量进行更新，矫正成品前端的预测状态，进而完成对成品前端位置的实时跟踪，同时基于最近的成品前端的运动矢量、所处位置和第一触发标识线位置计算得到成品前端到达第一触发标识线位置的时间，其次，可以用最近的成品前端的运动矢量，也可以用预设的例如1-1.5秒内的平均运动矢量和当前最新位置以及第一触发标识线位置计算得到成品前端到达第一触发标识线位置的时间，对此本实施例不做限定。
步骤S120、在电极隔膜成品后端的束缚带连接位进入到第一观测区域内时，通过工业摄像头截取至少两张不同时刻的电极隔膜成品的图样，并基于图样检测对应的电极隔膜成品的物理性质，并在电极隔膜成品存在实质性物理缺陷的情况下，标识并通过后端的分离机构剔除该电极隔膜成品。
在此对电极隔膜成品的形状做一个简要阐述，其形状为长方形体袋装物，在长方形体袋装物的开口端上设有用于将电极隔膜成品固定在电解电极上的束缚带，其中束缚带位于开口端的两侧，一侧设有一条束缚带，另一侧设有两个束缚带。
其次，在步骤S120所述的基于图样检测对应的电极隔膜成品的物理性质的具体实现方式为：
步骤S121、基于图像特征提取算法检测电极隔膜成品两侧边线是否存在分支，若存在分支则将该电极隔膜成品标记为残次品，所述两侧边线存在的分支用于表征边缘缝制不合格导致的豁口，豁口会导致缝合线成为并非一条而是两条开裂线；
步骤S122、若两侧边线均不存在分支，则截取每张图样中超出电极隔膜成品后端部3-5cm区域的截图，该区域为束缚带被风机吹到传送带上的区域，依靠束缚带与传送带的颜色区别较大能够轻易识别出其根数；
若多张图样中任意一个图样中的束缚带的根数满足预设数值时，判定当前的电极隔膜成品为合格品；
若多张图样中束缚带的根数均小于预设数值，则随意挑选一个图样，标记为第一异常图样，并截取第一异常图样中电极隔膜成品后端部6-10cm区域的截图，记为第一异常截图，这种情况通常出现在风机风压不足导致束缚带未被吹动，可能依旧附着在电极隔膜成品上表面，此时需要进一步检测束缚带在电极隔膜成品表面的固定区域，进而进一步准确判断束缚带数量；
步骤S123、将第一异常截图转换为灰度图，并对灰度图进行梯度锐化处理，以突出位于电极隔膜成品上表面的束缚带图像特征，进而识别锐化处理后的灰度图中的束缚带数量，进而计算得到当前电极隔膜成品对应的束缚带数量，若束缚带数量与预设数值相同，则判定当前电极隔膜成品为合格品，并记录一次检测异常日志；若束缚带数量小于预设数值，则判定当前电极隔膜成品为残次品，即先用颜色类图像算法处理进行束缚带与电极隔膜袋的特征区分，然后基于形状类如条状类图像特征提取算法识别束缚带的根数；
步骤S124、检测第一时间段内检测异常日志出现的次数，若大于预设阈值，则发送第一预警指令，以使维护人员调整风机的朝向或运行功率。
实施例2：本实施例用于进一步说明电极隔膜成品的制备方法，包括：
胶液调配：将阻燃纤维氯乙烯-丙烯腈共聚物13%、二甲基甲酰胺62%-60%、二甲基亚砜18%、石墨烯6-8和聚乙烯基吡烙烷酮1%依次加入反应罐中，加热至50℃±5，溶解、搅拌后待用；
导开复膜蒸发：将胶液注入复膜槽内，开启联动复膜机，将基布按1.5米/min的速度经经导开架导开进入胶槽内，经挤压辊成膜后在空气中以1.5米/min的速度10分钟后徐徐进入冷水池中进行相转化；
冷水浴、热水浴：在冷水池走15分钟，进入热水池中继续走15分钟，出热水池，进入80℃±5的立式烘箱内；进入冷水、热水池中除了完成相转化外，还需要将复合膜中的溶剂充分溶入水中排出；
烘干卷取：20分钟后出烘箱完成卷取；
缝制：将烘干后的复合膜布根据图纸进行裁切，按缝纫要求进行缝制；其尺寸要求为1150X120mm的长方形袋。
实施例3：本实施例用于提供一种电极隔膜检测系统，所述系统包括：
制备模块，用于依次通过胶液调配、导开复膜蒸发、冷热水浴、烘干取卷和缝制制得电极隔膜成品，并通过传送带依次输送至归集处；
其中，制备模块还包括检测子模块，所述检测子模块用于在电极隔膜成品通过传送带检测区时，通过设于传送带上方的工业摄像头获取多张电极隔膜成品的图样，并基于多张图样对电极隔膜成品的物理性质进行检测，其中所述物理性质包括尺寸大小、缝合缺陷和部件缺陷。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种电极隔膜检测方法，其特征在于，所述方法包括：
依次通过胶液调配、导开复膜蒸发、冷热水浴、烘干取卷和缝制制得电极隔膜成品，并通过传送带依次输送至归集处；
其中，在电极隔膜成品通过传送带检测区时，通过设于传送带上方的工业摄像头获取多张电极隔膜成品的图样，并基于多张图样对电极隔膜成品的物理性质进行检测，其中所述物理性质包括尺寸大小、缝合缺陷和部件缺陷；
其中，所述在电极隔膜成品通过传送带检测区时，通过设于传送带上方的工业摄像头获取多张电极隔膜成品的图样，并基于多张图样对电极隔膜成品的物理性质进行检测，包括：
基于颜色类的图像特征提取算法识别电极隔膜成品的前端，并在识别成功后基于卡尔曼滤波算法实时跟踪并预测电极隔膜成品的前端到达传送带检测区中的第一触发标识线对应的第一触发时间，并基于第一触发时间设置风机提升功率的启动时间，以使电极隔膜成品后端的束缚带连接位进入到传送带检测区中的第一观测区域内时，风机对电极隔膜成品上表面提供预设的检测用风压，其次使位于第一观测区域内的多个束缚带处于动态变化状态；
在电极隔膜成品后端的束缚带连接位进入到第一观测区域内时，通过工业摄像头截取至少两张不同时刻的电极隔膜成品的图样，并基于图样检测对应的电极隔膜成品的物理性质，并在电极隔膜成品存在实质性物理缺陷的情况下，标识并通过后端的分离机构剔除该电极隔膜成品。
2.根据权利要求1所述的电极隔膜检测方法，其特征在于，所述基于图样检测对应的电极隔膜成品的物理性质，包括：
基于图像特征提取算法检测电极隔膜成品两侧边线是否存在分支，若存在分支则将该电极隔膜成品标记为残次品，所述两侧边线存在的分支用于表征边缘缝制不合格导致的豁口；
若两侧边线均不存在分支，则截取每张图样中超出电极隔膜成品后端部3-5cm区域的截图，并基于颜色类图像识别算法标识束缚带的根数；
若多张图样中任意一个图样中的束缚带的根数满足预设数值时，判定当前的电极隔膜成品为合格品；
若多张图样中束缚带的根数均小于预设数值，则随意挑选一个图样，标记为第一异常图样，并截取第一异常图样中电极隔膜成品后端部6-10cm区域的截图，记为第一异常截图；
将第一异常截图转换为灰度图，并对灰度图进行梯度锐化处理，以突出位于电极隔膜成品上表面的束缚带图像特征，进而识别锐化处理后的灰度图中的束缚带数量，进而计算得到当前电极隔膜成品对应的束缚带数量，若束缚带数量与预设数值相同，则判定当前电极隔膜成品为合格品，并记录一次检测异常日志；若束缚带数量小于预设数值，则判定当前电极隔膜成品为残次品；
检测第一时间段内检测异常日志出现的次数，若大于预设阈值，则发送第一预警指令，以使维护人员调整风机的朝向或运行功率。
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