基于影像测量仪的试验筛自动测量方法探究

刁 艳

深圳市计量质量检测研究院 广东 深圳 518000

所谓试验筛实际上指的就是对颗粒物料的分粒度情况进行分析的筛选工具,其现在已经被广泛的应用到了化工、冶金、地质勘探、自来水以及医药等各行各业。但是,通过对实际情况进行分析可以发现,目前我国常用的试验筛测量方法却依旧有一定问题存在,测量准确度也相对较低。为了有效转变这种情况,进一步提升测量准确度,相关工作人员开发出了基于影像测量仪的试验筛自动测量方法。利用这种新的方法展开工作能够进一步提升筛选分析工作质量,并为后续工作的顺利展开提高更为真实可靠的依据。所以,本文展开基于影像测量仪的试验筛自动测量方法探究有着重要的现实意义。

一、我国原来常用的试验筛校准测量方法介绍

随着时代的快速发展,试验筛也被越来越多的应用到了工业生产里面,其主要功能就是按照相关规范标准展开对颗粒物料的筛分以及力度分析,而且物料粒度更是影响产品质量的最主要因素之一。现在我国已经对试验筛的校准方法做出了如下规范：首先,假如试验筛的网孔数量低于20的话,相关工作人员应该利用显微镜对所有网孔都进行检查,并以检查结果为依据对试验筛性能做出准确判断;其次,如果试验筛网孔数量在20个以上的话,采用的基本上都是抽样检查法,即便是抽取的网孔数量再多,同样也是有比较大的误差存在,结果的随机性也相对更强。因此,根本没有办法做出更为准确的判断。同时,过去我国在进行测量时所用的设备基本上都是投影仪或者显微镜,需要校准人员采取手工的方式展开工作,不仅需要花费比较大的时间和精力,校准工作效率也较差,校准结果也非常容易受到检测工作人员主观性的影响,给后续工作展开造成了非常大的消极影响。

在应用常规仪器展开测量工作的时候,相关工作人员基本都是通过把米字线按压在网孔边缘进行测量。这主要是由于仪器视觉范围比较狭窄,准确发现大尺寸不稳的难度也比较大。因此,在进行校准工作过程中也没有办法有效解决主观随意的问题,必须要工作人员展开人工对线操作,效率相对较低。为了有效解决这种情况,相关人员提出了通过机器视觉方式展开试验筛的自动校准,这种想法也为该工作的自动化发展起到了重要的推动作用。而影像测量指的则是通过机密几何量的有效利用展开测量工作,通过这种方法的有效利用可以对所捕获到的图像展开数字化处理,并完成相应坐标点的提取以及工件参数的计算。这种校准方法根本不需要触碰试验筛,可以有效放大的网孔和视角,通用性也相对更强。所以,其能够被更为广泛的应用到各行各业。

另外,通过影响测量仪的有效利用校准和监测试验筛网孔的时候,可以先利用一些通用的测量工具展开像是线段提取等工作,并有效测量全部网孔。因此,测量的随意性也相对更强。然而,应用这种方法同样需要对所有网孔进行手工检测,检测过程相对来讲也非常复杂。所以,相关工作人员还应该从影响测量仪入手展开工作,先利用计算机进行程序编写,以此来推动平台展开自动运动,推动其向着全自动的方向发展,从而更加高效的完成试验筛的自动测量工作,进而为筛选分析工作的顺利展开提供更有力的支持和保障。

二、基于影像测量仪的试验筛自动测量方法探究

(一)边缘点捕获方法探究。通过对采集工作的实际情况进行分析可以发现,噪声会对采集卡所得的图像信息造成非常大的影响。因此,在正式进行检测以前,应该通过技术的有效利用展开图像处理。而随机选用像是高斯滤波器等对应型号的滤波器可以使噪声问题得到有效解决。然后在滤波结束以后展开边缘点的计算工作,并使用Sobel梯度算子来获取相关边缘点信息。同时,通过阀值设置的方式还可以使边缘强度的检测结果变得更加可靠,而且通过梯度算子所得到的基本上都不是单像素边缘,而利用抑制操作可以将其转变成单像素。由于这个时候的边缘像素级别较高,会导致计算误差出现极大程度的增加。在这种时候应用插值法展开边缘计算能够使计算正确性得到更大程度的提高。

(二)网孔边缘拟合方法探究。虽然,通过边缘检测算子的有效利用可以直接完成图像全部边缘信息等边缘数据的直接输出。但是,通过这些数据的有效利用却根本没有办法直接被用作所需网孔内侧边缘的计算工作。而要想完成对所有连通区域的充分检测,则需要对边缘区里面的边缘数据展开连通检测,并应用八领域连通区技术从起始点入手,按照顺时针房展进行相邻边缘点的搜索。之后把下一边缘点当做起点展开后续搜索工作,直至再次遇到起始点或者没有边缘点为止。然后再把边缘点的方向信息情况将方向基本相同的点划分成一组,最终得到4个分组。最后,再利用最小二乘法拟合出相应的边缘线段,得出网孔四边边缘的几何表示。除此之外,利用这种方式所获取的边缘线段并不会受到镜头视野大小的影响,假如网孔尺寸比视野范围大的话,软件完全可以推动机台沿着边缘方向展开自动运动到下一个位置继续进行搜索,直至完成网孔4个边缘的全面搜索为止,这样才可以保证网孔全部边缘的搜索工作都处在完整状态拟合出相应线段。

(三)网孔孔径的计算方法探究。按照相关规范要求,在进行试验筛校准的时候应该对经向网孔尺寸即网孔内上下两条对边的距离、纬向网孔尺寸即网孔内左右两条对边的尺寸以及丝径即相邻网孔间相邻边缘的距离3种距离进行计算。上述3种距离都实际上都属于两条线段间距离的计算。从理论角度入手进行分析可以发现,两条平行直线间的距离都是直线上的点到另一条直线的垂直距离。然而,在进行两条平行线段设计的过程中,因为测量、加工以及线段拟合等误差因素的影响,最终计算结果的平行几率非常低。同时,因为受到受力形变的影响,试验筛的网孔对边平行的可能性更是微乎其微。而且在实际使用过程中,还会有极大可能产生对边长度不等、没有对正等问题。如图1所示为两线段常见的位置关系情况,其中图1(a)代表的是对边长度、平行情况以及位置都处于最理想的状态;图1(b)代表的则是对边平行,但是长度以及位置不理想的状态：图1(c)代表的则是对边不平行,但是长度、位置理想的状态;图1(d)代表的则是对边平行、长度以及位置都不理想的最一般状态。而图2则是图1(d)的距离计算示意图。通过对上述情况进行分析可以发现,这几种方式都没有办法完成两线实际距离关系的如实反应。

图1 两线段位置关系

图2 两线段之间的距离计算形式

(四)网孔自动搜索方法探究。在影响测量仪机台上面放置试验筛的时候,根本没有办法达到横平竖直的要求。在做好相应网孔测量以后,接下来的网孔位置很有可能就处在现网孔的斜向方向。所以,在进行测量的时候,应该设置专门的网孔搜索功能,以此来避免手工找正操作可能造成的事物,从而进一步提高校准效率。另外,在展开基于影像测量仪的试验筛自动测量方法探究的过程中,应该利用方向预估的方式展开方向搜索工作,并按照上一步所得到的网孔边缘方向以及长度情况展开工作,综合考虑被检试验筛的边缘输入长度从网孔中心为止展开计算工作,从而得到更为精确的下一网孔检测起始位置,进而为筛选分析工作的顺利展开提供更有力的支持和保障。

(五)校准流程探究。按照相关规范要求。在展开校准工作的时候,首先应该由操作者进制定两个网孔作为起始检测点,然后根据(三)以及(四)两个程序展开循环操作,并分别向着经纬两个方向展开10个网孔的连续搜索以及40个网孔的经纬向尺寸以及丝径的平均值计算。另外,在完成检测工作以后,相关工作人员应该将所得尺寸数据与标准数据进行对比,以此来判断试验筛是否处于合格状态,并完成相应检测报告的自动生成。

三、结束语

总而言之,随着时代的快速发展,人们对试验筛测量精度的要求也越来越高,传统测量方法所暴露出的问题也越来越多,很难满足人们的实际需要。而通过基于影像测量仪的试验筛自动测量方法利用则能够有效解决这些问题,使测量工作质量以及效率得到有效提高,并且这种方法通用性极强,可以被广泛的应用到五金、塑胶以及电子等行业当中,为我国现代化事业的发展建设提供更有力的支持和保障。