煮糖罐晶粒形態在線監測方法
2024-01-25 02:35:15
專利名稱：煮糖罐晶粒形態在線監測方法
技術領域：
本發明涉及一種蔗糖生產工藝中蔗糖晶粒的監測方法，尤其涉及煮糖罐晶粒形態 在線監測方法。
背景技術：
煮糖罐也叫結晶罐，它是糖廠從糖漿製作糖晶粒的重要裝備之一。俗稱的煮糖過 程也就是糖的結晶工藝過程，為了結晶出顆粒大小均勻一致、緻密結實、無並晶迭晶現象的 蔗糖晶粒，必須不斷地監測罐內的溫度、真空度、糖膏錘度和晶粒的形態，其中晶粒的形態 至今仍然採用手工取樣、目測辨識判斷的方法。保證晶粒大小一致的有力措施就是控制在 煮糖過程中不要產生新的微小晶粒——偽晶，也就是一罐糖從開始結晶到結束要讓罐內的 晶粒數量不增加而只是晶粒長大，一旦有了偽晶就要把它融化掉，但不能把需要的晶粒也 融化掉，另一方面要讓需要的晶粒快速長大而不產生偽晶，這種平衡狀態是靠人工在線採 樣晶粒的形態並控制結晶的環境來達到的。由於結晶過程中煮糖罐內糖膏的色澤變深、晶粒長大、晶間距變小、糖膏透明度下 降、從甲糖膏到丙糖膏純度變低及黏度增大，所以自始至終採用儀器觀察晶粒的形態有很 大的難度，目前只是對細小的晶種做一些放大觀察。另外，現場的在線觀察需要快速、準確， 以便對結晶環境做及時調整。同時這種調整需要對晶粒形態分析方面經驗的支持。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種在線快速辨識、分析並提供控制參考數據 的煮糖罐晶粒形態在線監測方法。為解決上述問題，本發明所述的一種煮糖罐晶粒形態在線監測方法，包括以下步 驟(1)將蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件安裝在煮糖罐側壁預先設置的法蘭孔上，使 其頭部伸入所述煮湯罐內；同時，在所述蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件頭部的上前方安裝 清洗噴嘴；(2)在現場監控計算機中安裝蔗糖晶粒圖像處理模塊，並且將所述蔗糖晶粒數字 顯微攝像機組件用監控電纜連接到所述現場監控計算機的相應接口，然後運行所述蔗糖晶 粒圖像處理模塊；(3)接通所述蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件光源的電源，根據所述煮糖罐內糖膏 的種類調節所述蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件前面的透射光源和內裝反射光源的亮度；(4)觀察顯示器上按採樣周期不斷刷新的動態實時圖像，然後根據圖像效果和需 求調整圖像處理參數；(5)通過人機界面讀取已存儲的參考圖像，與當前的圖像作比對分析；(6)採用自動獲取或隨機手動獲取方式獲取當前實時圖像的靜態圖像，對該靜態 圖像中的晶粒特徵進行增強處理，並附加標識和測量尺度獲得特徵圖像；
(7)記錄或發送晶粒形態圖像特徵值到所述蔗糖晶粒圖像處理模塊中的存儲單兀。所述步驟(1)中的蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件安裝高度與所述煮糖罐手工採 樣器的高度一致。所述步驟(2)中的蔗糖晶粒圖像處理模塊內有可更改設定的圖像採集、處理及其 控制的參數。
所述步驟(2)中的現場監控計算機為具有Windows作業系統的工控計算機或辦公 計算機。本發明與現有技術相比具有以下優點1、使觀察各種視場環境下的晶粒形態成為可能由於本發明是將蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件直接安裝在煮糖罐上，並對晶粒的 視場環境進行處理，因此，使得通過計算機大屏幕觀察各種視場環境下的晶粒形態成為可 能。2、比手工採樣觀察快捷、直觀由於本發明是通過計算機大屏幕觀察晶粒的形態，因此，與人工取樣放在小玻璃 片上觀察相比較顯得更加快捷、直觀，不但可觀察到動態的實時形態圖像，而且還可以看到 提取的某個時刻的靜態圖像及特徵增強後的圖像，同時還可以通過歷史圖像了解結晶的變 化趨勢，為有關的人員一起觀察切磋結晶出現的問題提供了有力的手段。3、可為結晶控制提供晶粒形態分析數據由於本發明包含有蔗糖晶粒圖像處理模塊，該模塊內設定有從煮糖流程開始到結 束按規定時間間隔提取的歷史圖像及其控制參數，具有對晶粒的輪廓檢測、大小測量、數量 計算、微小晶粒圖像的擴大與腐蝕等功能，因此，通過軟體預先歸納的煮糖經驗可自動生成 一些晶粒的特徵參數，同時還可以人工處理分析，有利於從各個角度評定結晶的狀態，為調 節控制結晶環境提供一種參量化的可比較的數值手段。4、歷史圖像為完善工藝過程提供了視覺手段由於本發明通過顯示、存儲、查詢、調用一系列過程圖像，可以對不同批次、不同罐 體的煮糖質量、耗時多少的分析提供晶粒變化過程的視覺手段，對晶種、糖漿、溫度、真空和 控制方法差異的影響做系統的對比分析，因此，是離線研究完善工藝方法的好幫手。5、有利於技術培訓、有利於提高結晶質量由於本發明採用多人可同時觀察的大屏幕，對難於掌握的晶粒形態辨識技術的培 訓變得更加直觀和方便，可以在現場直接對比當前圖像和其它各種狀態下的圖像差別，因 此，不但便於師徒技術交流、操作培訓，而且也便於不同班組、不同經驗、不同方法操作者之 間的交流，有利於提高整體結晶質量。
具體實施例方式—種煮糖罐晶粒形態在線監測方法，包括以下步驟(1)將蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件安裝在煮糖罐側壁預先設置的法蘭孔上，使 其頭部伸入煮湯罐內；同時，在蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件頭部的上前方安裝清洗噴嘴， 在洗罐期間用水衝洗其頭部前面的玻璃。其中蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件安裝高度與煮糖罐手工採樣器的高度一致。(2)在現場監控計算機中安裝蔗糖晶粒圖像處理模塊，該模塊內有可更改設定的 圖像採集、處理及其控制的參數；將蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件用監控電纜連接到現場 監控計算機的相應接口，然後運行蔗糖晶粒圖像處理模塊。其中現場監控計算機為具有 Windows作業系統的工控計算機或辦公計算機。(3)接通蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件光源的電源，根據煮糖罐內糖膏的種類調 節蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件前面的透射光源和內裝反射光源的亮度，使觀察到的圖像
最清晰。(4)觀察顯示器上按採樣周期不斷刷新的動態實時圖像，然後根據圖像效果和需 求通過顯示器上提供的人機界面按鈕調整圖像處理參數。(5)通過人機界面讀取已存儲的參考圖像，與當前的圖像作比對分析。(6)按規定時間採用自動獲取或隨機手動獲取方式獲取當前實時圖像的靜態圖 像，根據人機界面中提供的功能對該靜態圖像中的晶粒特徵進行增強處理，並附加標識和 測量尺度獲得特徵圖像。(7)記錄或發送蔗 糖晶粒圖像處理模塊自動生成的以及操作員主觀分析判定的晶 粒形態圖像特徵值——晶粒的大小、數量、偽晶狀況等到蔗糖晶粒圖像處理模塊中的存儲 單元。
權利要求
一種煮糖罐晶粒形態在線監測方法，包括以下步驟(1)將蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件安裝在煮糖罐側壁預先設置的法蘭孔上，使其頭部伸入所述煮湯罐內；同時，在所述蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件頭部的上前方安裝清洗噴嘴；(2)在現場監控計算機中安裝蔗糖晶粒圖像處理模塊，並且將所述蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件用監控電纜連接到所述現場監控計算機的相應接口，然後運行所述蔗糖晶粒圖像處理模塊；(3)接通所述蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件光源的電源，根據所述煮糖罐內糖膏的種類調節所述蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件前面的透射光源和內裝反射光源的亮度；(4)觀察顯示器上按採樣周期不斷刷新的動態實時圖像，然後根據圖像效果和需求調整圖像處理參數；(5)通過人機界面讀取已存儲的參考圖像，與當前的圖像作比對分析；(6)採用自動獲取或隨機手動獲取方式獲取當前實時圖像的靜態圖像，對該靜態圖像中的晶粒特徵進行增強處理，並附加標識和測量尺度獲得特徵圖像；(7)記錄或發送晶粒形態圖像特徵值到所述蔗糖晶粒圖像處理模塊中的存儲單元。
2.如權利要求1所述的煮糖罐晶粒形態在線監測方法，其特徵在於所述步驟(1)中 的蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件安裝高度與所述煮糖罐手工採樣器的高度一致。
3.如權利要求1所述的煮糖罐晶粒形態在線監測方法，其特徵在於所述步驟(2)中 的蔗糖晶粒圖像處理模塊內有可更改設定的圖像採集、處理及其控制的參數。
4.如權利要求1所述的煮糖罐晶粒形態在線監測方法，其特徵在於所述步驟(2)中 的現場監控計算機為具有Windows作業系統的工控計算機或辦公計算機。全文摘要
本發明涉及一種煮糖罐晶粒形態在線監測方法，該方法包括以下步驟(1)將蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件安裝在煮糖罐側壁；(2)安裝蔗糖晶粒圖像處理模塊，並運行蔗糖晶粒圖像處理模塊；(3)接通蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件光源的電源，調節蔗糖晶粒數字顯微攝像機組件前面的透射光源和內裝反射光源的亮度；(4)觀察顯示器上按採樣周期不斷刷新的動態實時圖像，然後根據圖像效果和需求調整圖像處理參數；(5)通過人機界面讀取已存儲的參考圖像，與當前的圖像作比對分析；(6)獲得晶粒特徵圖像；(7)記錄或發送晶粒形態圖像特徵值。本發明快捷、直觀，可為結晶控制提供晶粒形態分析數據。
文檔編號G01B11/24GK101865672SQ20101019954
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月8日 優先權日2010年6月8日
發明者王旗 申請人:王旗