SE518394C2 - Metod för bestämning av andelen trämaterial i en barkström - Google Patents

Description

518 394 2 I enlighet med uppfinning uppnås detta syfte, och en metod enligt uppfinningen kännetecknas av att en barkström som kommer ut från avbarkningen mäts på optisk väg med avseende på dess vithet, och mätresultatet används som bas för bestämning på mjukvaruväg medelst en databehandlingsenhet, av mängden trämaterial i barkströmmen, och av att avbarkningsprocessen styrs utifrån mängden trämaterial som fastställts i barkströmmen.

Det bör understrykas att i denna ansökan avser termen vithet ej enbart olika grå varianter, utan också färgseparering.

Realtidsmätningen av barkströmmen i enlighet med uppfinningen för bestämning av andelen trärnaterial som finns i barkströmmen erbjuder i ett genomsnittligt vedrenseri en möjlighet till besparing av l till 2% av den totala mängden trä, vilket motsvarar 5000 till 40 000 fastkubikmeter trä per år, beroende på renseriets storlek.

Förutom detta avser uppfinningen en metod för bestämning av andelen trämaterial i en barkström som levereras till en förbränningsprocess, och för styrning av förbränningsprocessen utifrån nämnda data för optimering av förbränningsprocessen.

Särskilt i kraftverk vid sågverk, massa- och pappersfabriker, vilka bränner en blandning av bark- och trämaterial utgör fluktuation hos värmevärdet hos blandningen som skall brännas ett problem. Den mest betydande faktorn avseende påverkan på värmevärdet är fukten hos blandningen som skall brännas, men också fluktuation hos de relativa andelarna av t.ex. bark- och trämaterial i blandningen som skall brännas påverkar värmevärdet.

I den uppfinníngsenliga metoden löses inverkan av fluktuationer av de relativa andelarna av bark- och trämaterial på värmevärdet på så sätt att i en barkström mäts på optisk väg dess vithet och mätresultatet används som bas för bestämning, på mjukvaruväg, av andelen trämaterial i barkströmmen, och att mängden trämaterial som bestämts i barkströmmen används som bas för beräkning av värmevärdet för det material som finns i barkströmmen och för styrning av förbränningsprocessen enligt vad som krävs utifrån nämnda värde. 518 394 3 Föredragna vidareutvecklingar framgår av underkraven.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas i närmare detalj med hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka: Fig. l schematiskt visar ett vedrenseri utrustat för metoden enligt en utföringsform av uppfinningen, Fig. 2 visar ett svart-vitt originalfoto taget i en barkström, samt formning av bilden efter en itereringsprocess.

Ifigur 1 betecknar hänvisningssiffran 1 en roterbar avbarkningstrumma, varvid träden som skall avbarkas levereras in i denna genom en av dess ändar medelst en inmatningstransportör 2, varvid det avbarkade trädet kommer ut från den andra änden på en utmatningstransportör 3.

Rotation av trumman 1 ger upphov till att stockarna rullar och stöter emot varandra, varvid barken avlägsnas från deras ytor och matas ut från trumman 1 genom barkhål (visas ej) som anordnats i trummanteln, och ned på en bandtransportör 4 anordnad under trumman 1. Beroende på processinställningarna lossar samtidigt från träden mer eller mindre av själva trämaterialet, varvid trämaterialet representerar träförluster då det matas ut genom barkhålen tillsammans med barken.

För att fotografera en ström av trä som faller ned på bandtransportören 4 som anordnats nedanför trumman 1 och rör sig på denna i pilens 5 riktning, har en kamera 6 och nödvändiga belysningsenheter 7 anordnats ovanför bandtransportörens 4 utmatningsånde.

Kameran 6 är ansluten till en bildbehandlingsenhet 8, som använder graden av vithet i bildelementen hos en bild tagen av kameran 6 som bas för bestämning, på mjukvaruväg, av mängden trämaterial i barkströmmen. 518 394 4 Bildbehandlingsenheten 8 är anpassad att alstra en utsignal 9 för styrning av avbarkningsprocessen. Mest föredraget är det om utsignalen 9 är anpassad att automatiskt styra avbarkningsprocessen.

Mätningen av en barkström utförs huvudsakligen som en realtidsmätning och företrädesvis utförs mätningen på en barkström som befinner sig i rörelse.

Naturligtvis är det också möjligt att plocka upp prover och fotografera dessa i stationärt tillstånd.

Bfldbehandlingen fel-igår enng: fefljande.

F örinställda tröskelvärden för vithet används som bas för att skilja ut stora delar av trârnaterial från små delar av bark och bakgrunden (transportbandet).

Om till exempel vitheten ligger mellan O och 256, vari, med avseende på vitheten, noll representerar svart, och 256 representerar vitt, inställs förbestämda tröskelvärden, baserade på experiment, för specifika träsorter, till exempel vid 120 och 200, varvid 200-256 representerar trä, och 1-120 representerar bark. 2. Vitheten hos bildelementen som identifierats som bark eller trä ställs in vid minimum eller maximum, d.v.s. bark vid värdet O och trä vid värdet 256. 3. Den nya bilden som utformats i föregående steg, analyseras medelst ett medelvärdesfilter, som studerar hela bilden i små sektioner och beräknar en genomsnittlig vithet ur varje sektion. Genomsnitts- eller medelvärdet används som bas för bestämning av bildsektionen såsom endera trä, bark eller oidentifierad för inväntande av nästa cykel. Denna sekvens separerar små träbitar från stora barkbitar.

Om medelvärdet ligger inom ett intervall som definierats som trä (200-256) eller som bark (O-120), representeras sådana intervall som bark=O och trä=256.

Sekvenserna 1 till 3 upprepas tills samtliga pixlar bestämts, eller ett förvalt antal iterationer nås. 518 394 5 Funktionen hos detta system baseras på det faktum att områdena, vilka bestäms som endera bark eller trä, påverkar de medelvärden som erhålls från medelvärdesfiltret under nästa iterationscykel, varvid varje cykel således tillhandahåller ett mer komplett resultat.

Fig. 2a avbildar ett exempel på en originalbild som tagits av en barkström.

Fig. 2b visar en originalbild som motsvarar ñg. 2a och som behandlats medelst bildbehandlingsenheten 8, efter den första iterationscykeln. Utifrån vitheten är det möjligt att i termer av det relativa antalet av bildelement som bestäms som trä, bark eller odefinierade, beräkna att andelen trä är 12%, andelen bark är 33,1%, varvid mer än hälften, eller 54,8% består av områden som fortfarande ej definierats.

I fig. 2c illustreras originalbilden (fig. 2a) i samma form som fig. 2b efter 20 slutförda iterationscykler. Utifrån vitheten är det möjligt att beräkna att andelen trä är 27,4%, andelen bark är 70,5%, varvid andelen av alltjämt odeñnierade områden ej är större än 2,1%.

I fig. 1 avbildas en metod och en anordning för minskning av träförluster i en avbarkningsprocess. Dock kan uppfinningens grundkoncept även användas t.ex. på ett sådant sätt att en barkström på en bandtransportör 4 såsom visas i fig. l, som rör sig till bränning, analyseras såsom beskrivits i samband med fig. 1, men vad som beräknas efter bestämning av andelen trämaterial är värmevärdet för materialet i barkströmmen och förbränningsprocessen styrs utifrån detta.

Claims (2)

1. 518 394 PATENTKRAV l. Metod för bestämning av andelen trämaterial i en barkström som kommer ut från avbarkning, och för styrning av en avbarkningsprocess utifrån nämnda data i och för minskning av träförluster i avbarkningsprocessen, i vilken metod vitheten hos en barkström som kommer ut från avbarkning mäts på optisk väg, och mätresultatet används som bas för att, på mjukvaruväg, medelst en databehandlingsenhet fastställa andelen av trämaterial i barkströmmen, van/id avbarkningsprocessen styrs utifrån den fastställda mängden trämaterial i barkströmmen, kännetecknad av att en bild som tas av barkströmmen analyseras med avseende på vithet, och proceduren för fastställande av andelen trämaterial är som följer: a) vitheten hos varje bildelement i en bild som indelats i bildelement definieras medelst åtminstone en tredelad numerisk skala, vars ändpunkter är m och n, varvid en ändpunkt avsätts att representera bark, och den andra trä; b) för ett bildelement eller en pixel sätts värdet till m, då pixeln har en vithet i intervallet m-a, där m och en pixel sätts till värdet n då pixeln har en vithet i intervallet b-n, där a och pixelns värde hålls oförändrat då pixeln har en vithet inom intervallet a-b, varvid a och b representerar tröskelvärden som bestämts experimentellt för den aktuella träsorten; c) bilden som produceras i steg B behandlas som bildsektioner medelst ett rnedelvårdesfilter, varvid bildsektionen består av ett antal pixlar, varvid medelvärdesñltret används för att definiera ett vithetsmedelvärde för varje pixel i bilden, och de således erhållna medelvärdena används som bas för klassiñcering av samtliga pixlar i en bild med samma värde m eller n, i enlighet med steg B, eller med ett oförändrat värde, om den ligger i intervallet a-b; d) sekvensen A-C upprepas tills samtliga pixlar har klassificerats eller tills ett förvalt antal iterationer nåtts, och 518 394 7 e) andelen av pixlar som klassificerats såsom representerande trä beräknas i termer av totalt antal pixlar i en bild i syfte att uttrycka andelen trä i barkströmmen.

2. Metod för bestämning av andelen trämaterial i en barkström som matas till en förbränningsprocess, och för styrning av förbränningsprocessen utifrån nämnda data i och för optimering av förbränningsprocessen, i vilken metod vitheten hos en barkström som kommer ut från avbarkning mäts på optisk väg, och mätresultatet används som bas för att, på mjukvaruväg, medelst en databehandlingsenhet fastställa andelen av trärnaterial i barkströmmen, varvid den definierade mängden trärnaterial i barkströmmen används som bas för beräkning av värmevärdet för materialet i barkströmmen och för styrning av förbränningsprocessen utifrån vad som erfordras av detta värde, kännetecknad av att en bild som tas av barkströmmen analyseras med avseende på vithet, och proceduren för fastställande av andelen trämaterial är som följer: a) vitheten hos varje bildelement i en bild som indelats i bildelement definieras medelst åtminstone en tredelad numerisk skala, vars ändpunkter är m och n, varvid en ändpunkt avsätts att representera bark, och den andra trä; b) för ett bildelement eller en pixel sätts värdet till m, då pixeln har en vithet i intervallet m-a, där m och en pixel sätts till värdet n då pixeln har en vithet i intervallet b-n, där a och pixelns värde hålls oförändrat då pixeln har en vithet inom intervallet a-b, varvid a och b representerar tröskelvärden som bestämts experimentellt för den aktuella tråsorten; c) bilden som produceras i steg B behandlas som bildsektioner medelst ett medelvärdesfilter, varvid bildsektionen består av ett antal pixlar, varvid medelvärdesfiltret används för att definiera ett vithetsmedelvärde för varj e pixel i bilden, och de således erhållna medelvärdena används som bas för klassificering av samtliga pixlar i en bild med samma värde m eller n, i enlighet med steg B, eller med ett oförändrat värde, om den ligger i intervallet a-b; d) sekvensen A-C upprepas tills samtliga pixlar har klassificerats eller tills ett förvalt antal iterationer nåtts, och 518 394 e) andelen av pixlar som klassificerats såsom representerande trä beräknas i termer av totalt antal pixlar i en bild i syfte att uttrycka andelen trä i barkströmmen.