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研祥EIP基于粘胶长丝浴内监测系统设计及应用

时间:2010-03-14 来源:未知 编辑:电气自动化技术网 点击:次 字体设置:
1. 引言
    粘胶纤维良好的服用性能一直受到人们的青睐,高质量粘胶长丝的市场需求量不断上升,尤其是加入WTO、纺织配额取消之后,国际对高档粘胶长丝的需求量猛增。由于我国的长丝质量达不到国际标准,出口受到限制,其中一个重要原因是由于粘胶长丝单丝不足造成布料染色不均。粘胶长丝数量不足是由于在长丝成丝过程中,喷丝板中部分喷丝孔堵孔造成捻合单丝根数缺少。快速在线检测喷丝板是否堵孔,实时监测单丝数目,可以较好的解决上述问题。
    为实现实时监测单丝数目,本文利用机器视觉检测技术,采用外置光源对粘胶长丝照射,由光学系统成像至CCD上,实时采集酸浴内长丝图像,通过IPC工业计算机及图像采集卡获取图像数据,实时显示至监控屏幕上。同时,粘胶长丝图像经过图像增强及阈值分割后,长丝的形态特征被突显出来;用特定的算法识别粘胶长丝并计算出其数目;根据计数结果,判别长丝产品合格与否。
2.      粘胶长丝浴内监测系统研究目标
2.1系统研发目标
⑴ 研究喷丝动态成像系统和照明系统,实现喷丝过程的光学成像;
⑵ 将酸浴中的光学图像转换为方便于人们观测的可视图像;
⑶ 开发图像处理软件系统,实现对粘胶长丝的相关识别和判别计数;
⑷ 保证系统在酸浴中部分结构不受腐蚀影响。
2.2系统技术指标
⑴ 该系统需适应环境指标
酸浴温度:50℃
酸浴深度:400mm
酸浴透明度:400-500mm
酸浴组成:硫酸:130±1g/l
硫酸锌:11±0.5g/l
硫酸钠:260-270g/l
⑵ 喷丝孔径φ0.06-φ0.08mm
⑶ 喷丝孔数18-60
⑷ 单丝检测精确度为97%
⑸ 功能实现:a获取清晰的喷丝图像,具有良好的可视性
b实现计算机图像处理,指示喷丝数量
c喷丝板检测实现计算机管理(编号、数据存储等)
d仪器小型化,便于巡回检测
3.   粘胶长丝浴内监测系统的结构设计
粘胶长丝浴内监测硬件系统主要有以下部分构成:
①系统照明光源
②CCD摄像头
③机械微调装置
④控制柜
电源控制板
⑥图像采集卡
⑦工业计算机
⑧液晶显示器
    CCD实时采集接收屏上的图样,输出视频信号。由计算机系统控制的视频采集卡对CCD输出的视频信号进行实时捕捉,显示至监视器屏幕便于实时监控酸浴内喷丝板的工作情况,截取细丝图像,向长丝计数系统输出用于图像分析的图片。工业计算机系统用于监测系统的整体控制,为测试软件的运行提供硬件基础。系统的硬件结构如图3.1所示。
 

 
图3.1 粘胶长丝浴内监测系统硬件结构
    根据系统技术指标,本系统的控制监视部分要在粘胶长丝酸浴附近工作,其环境温度高,空气潮湿,周围机器振动较大,且有高频信号干扰,条件极为恶劣。为保证监控系统正常工作,工控计算机的选择是极为重要的,本文采用的是研祥工控机,型号为IPC-6806W-E(A3),其优点是结构紧凑、设计合理、便于扩展外接采集卡;具有较好的抗震、抗干扰、防尘耐高温的特性,能够克服酸浴附近的恶劣条件而稳定工作;满足在线监控与长丝计数算法的运算需求。另外,本系统的成像探头部分要在酸液内工作,需要将系统光源及CCD摄像头密封在耐酸塑料ABS制成的防腐外壳中;为方便粘胶长丝的成像调节,在酸浴外加置了机械微调装置;将采集卡、电压控制板、工业计算机以及液晶显屏封装在控制柜中,实现仪器的小型化,便于循环检测。系统的控制柜和浴内CCD摄像探头与光源机构如图3.2、3.3所示。
 

图3.2控制柜结构        图3.3 浴内CCD探头与光源机构

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