專利名稱：煮糖罐晶粒形態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蔗糖生產(chǎn)工藝中蔗糖晶粒的監(jiān)測(cè)裝置，尤其涉及煮糖罐晶粒 形態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
煮糖罐也叫結(jié)晶罐，它是糖廠從糖漿制作糖晶粒的重要裝備之一。俗稱的煮糖過 程也就是糖的結(jié)晶工藝過程，為了結(jié)晶出顆粒大小均勻一致、致密結(jié)實(shí)、無(wú)并晶迭晶現(xiàn)象的 蔗糖晶粒，必須不斷地監(jiān)測(cè)罐內(nèi)的溫度、真空度、糖膏錘度和晶粒的形態(tài)，其中晶粒的形態(tài) 至今仍然采用手工取樣、目測(cè)辨識(shí)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(chǎn)生新的微小晶?！獋尉?，也就是一罐糖從開始結(jié)晶到結(jié)束要讓罐內(nèi)的 晶粒數(shù)量不增加而只是晶粒長(zhǎng)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?？焖匍L(zhǎng)大而不產(chǎn)生偽晶，這種平衡狀態(tài)是靠人工在線采 樣晶粒的形態(tài)并控制結(jié)晶的環(huán)境來(lái)達(dá)到的。由于結(jié)晶過程中煮糖罐內(nèi)糖膏的色澤變深、晶粒長(zhǎng)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，所以自始至終采用儀器觀察晶粒的形態(tài)有很 大的難度，目前只是對(duì)細(xì)小的晶種做一些放大觀察。另外，現(xiàn)場(chǎng)的在線觀察需要快速、準(zhǔn)確， 以便對(duì)結(jié)晶環(huán)境做及時(shí)調(diào)整。同時(shí)這種調(diào)整需要對(duì)晶粒形態(tài)分析方面經(jīng)驗(yàn)的支持。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種在線快速辨識(shí)、分析并提供控制參考 數(shù)據(jù)的煮糖罐晶粒形態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置。為解決上述問題，本實(shí)用新型所述的一種煮糖罐晶粒形態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征 在于該裝置包括蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件和監(jiān)控計(jì)算機(jī)；所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)安裝有蔗 糖晶粒圖像處理模塊，并通過監(jiān)控電纜與所述蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件相連。所述蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件設(shè)有一個(gè)視場(chǎng)環(huán)境外套，該視場(chǎng)環(huán)境外套的頭 部裝有一塊平玻璃；所述平玻璃的外面通過透射光源支架裝有沿中心軸線向內(nèi)照射的透射 光源，其內(nèi)側(cè)周圍裝有反射光源，該反射光源投向所述平玻璃；所述視場(chǎng)環(huán)境外套內(nèi)安裝有 顯微攝像機(jī)，其后部輸出所述監(jiān)控電纜。所述顯微攝像機(jī)沿軸向移動(dòng)調(diào)節(jié)物距，其視場(chǎng)在所述平玻璃的外表面位置；所述 視場(chǎng)調(diào)節(jié)范圍的直徑為4 16毫米。所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)為具有Windows操作系統(tǒng)的工控機(jī)或者辦公計(jì)算機(jī)。所述蔗糖晶粒圖像處理模塊由邏輯上劃分的處理單元、控制單元、顯示單元和存 儲(chǔ)單元組成，并相互傳遞數(shù)據(jù)。所述平玻璃的周邊設(shè)有密封件。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、使觀察各種視場(chǎng)環(huán)境下的晶粒形態(tài)成為可能[0013]由于本實(shí)用新型是將蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件直接安裝在煮糖罐上，并對(duì)晶 粒的視場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行處理，因此，使得通過計(jì)算機(jī)大屏幕觀察各種視場(chǎng)環(huán)境下的晶粒形態(tài)成 為可能。2、比手工采樣觀察快捷、直觀由于本實(shí)用新型是通過計(jì)算機(jī)大屏幕觀察晶粒的形態(tài)，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(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)形態(tài)圖像，而且還可以 看到提取的某個(gè)時(shí)刻的靜態(tài)圖像及特征增強(qiáng)后的圖像，同時(shí)還可以通過歷史圖像了解結(jié)晶 的變化趨勢(shì)，為有關(guān)的人員一起觀察切磋結(jié)晶出現(xiàn)的問題提供了有力的手段。3、可為結(jié)晶控制提供晶粒形態(tài)分析數(shù)據(jù)由于本實(shí)用新型包含有蔗糖晶粒圖像處理模塊，該模塊具有對(duì)晶粒的輪廓檢測(cè)、 大小測(cè)量、數(shù)量計(jì)算、微小晶粒圖像的擴(kuò)大與腐蝕等功能，因此，通過軟件預(yù)先歸納的煮糖 經(jīng)驗(yàn)可自動(dòng)生成一些晶粒的特征參數(shù)，同時(shí)還可以人工處理分析，有利于從各個(gè)角度評(píng)定 結(jié)晶的狀態(tài)，為調(diào)節(jié)控制結(jié)晶環(huán)境提供一種參量化的可比較的數(shù)值手段。4、歷史圖像為完善工藝過程提供了視覺手段由于本實(shí)用新型可顯示、存儲(chǔ)、查詢、調(diào)用一系列過程圖像，可以對(duì)不同批次、不同 罐體的煮糖質(zhì)量、耗時(shí)多少的分析提供晶粒變化過程的視覺手段，對(duì)晶種、糖漿、溫度、真空 和控制方法差異的影響做系統(tǒng)的對(duì)比分析，因此，是離線研究完善工藝方法的好幫手。5、有利于技術(shù)培訓(xùn)、有利于提高結(jié)晶質(zhì)量由于本實(shí)用新型采用多人可同時(shí)觀察的大屏幕，對(duì)難于掌握的晶粒形態(tài)辨識(shí)技術(shù) 的培訓(xùn)變得更加直觀和方便，可以在現(xiàn)場(chǎng)直接對(duì)比當(dāng)前圖像和其它各種狀態(tài)下的圖像差 別，因此，不但便于師徒技術(shù)交流、操作培訓(xùn)，而且也便于不同班組、不同經(jīng)驗(yàn)、不同方法操 作者之間的交流，有利于提高整體結(jié)晶質(zhì)量。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型的構(gòu)成及安裝示意圖。圖2為本實(shí)用新型中蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型中監(jiān)控計(jì)算機(jī)中安裝的蔗糖晶粒圖像處理模塊的構(gòu)成示意圖。圖4為本實(shí)用新型安裝有蔗糖晶粒圖像處理模塊的監(jiān)控計(jì)算機(jī)顯示器上顯示的 蔗糖晶粒圖像處理模塊的人機(jī)界面示意圖。圖中1_煮糖罐側(cè)壁2-蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件3-監(jiān)控電纜4-監(jiān)控計(jì) 算機(jī) 11-透射光源 12-透射光源支架 13-平玻璃14-視場(chǎng)環(huán)境外套 15-反射光源 16-顯微攝像機(jī)41-處理單元42-控制單元43-顯示單元44-存儲(chǔ)單元
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種煮糖罐晶粒形態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，包括蔗糖晶粒數(shù) 字顯微攝像機(jī)組件2和監(jiān)控計(jì)算機(jī)4。監(jiān)控計(jì)算機(jī)4安裝有蔗糖晶粒圖像處理模塊，并通過 監(jiān)控電纜3與蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件2相連。監(jiān)控計(jì)算機(jī)4為具有Windows操作系 統(tǒng)的工控機(jī)或者辦公計(jì)算機(jī)。[0029]其中蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件2設(shè)有一個(gè)視場(chǎng)環(huán)境外套14，該視場(chǎng)環(huán)境外 套14的頭部裝有一塊平玻璃13，該平玻璃13的周邊設(shè)有密封件，以便密封隔離；平玻璃13 的外面通過透射光源支架12裝有沿中心軸線向內(nèi)照射的透射光源11，其內(nèi)側(cè)周圍裝有反 射光源15，該反射光源15投向平玻璃13，透射光源11和反射光源15的亮度分別可以調(diào)節(jié)； 視場(chǎng)環(huán)境外套14內(nèi)安裝有顯微攝像機(jī)16，其后部輸出監(jiān)控電纜3。顯微攝像機(jī)16沿軸向 移動(dòng)調(diào)節(jié)物距，其視場(chǎng)在平玻璃13的外表面位置，視場(chǎng)調(diào)節(jié)范圍的直徑為4 16毫米。蔗糖晶粒圖像處理模塊由邏輯上劃分的處理單元41、控制單元42、顯示單元43和 存儲(chǔ)單元44組成，并相互傳遞數(shù)據(jù)。處理單元41具有對(duì)蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件2 發(fā)送來(lái)信號(hào)的處理功能、具有根據(jù)控制單元42輸入的參數(shù)對(duì)晶粒形態(tài)特征的增強(qiáng)處理與 計(jì)算的功能，控制單元42具有操作人員能輸入?yún)?shù)的人機(jī)界面，顯示單元43具有顯示當(dāng)前 實(shí)時(shí)圖像、自動(dòng)或手動(dòng)提取的靜態(tài)圖像、對(duì)特征增強(qiáng)處理過的圖像、按設(shè)定時(shí)間間隔記錄的 歷史圖像和預(yù)存儲(chǔ)的參考圖像的功能，存儲(chǔ)單元44具有存儲(chǔ)所選定圖像的功能。使用時(shí)，首先通過視場(chǎng)環(huán)境外套14外面的法蘭將蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件2 固定在煮糖罐側(cè)壁1上，其頭部伸入在煮糖罐內(nèi)；然后，通過蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件 2和監(jiān)控計(jì)算機(jī)4即可完成對(duì)蔗糖晶粒的在線監(jiān)控。
權(quán)利要求一種煮糖罐晶粒形態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于該裝置包括蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件(2)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)(4)；所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)(4)安裝有蔗糖晶粒圖像處理模塊，并通過監(jiān)控電纜(3)與所述蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件(2)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的煮糖罐晶粒形態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述蔗糖晶粒數(shù) 字顯微攝像機(jī)組件(2)設(shè)有一個(gè)視場(chǎng)環(huán)境外套(14)，該視場(chǎng)環(huán)境外套(14)的頭部裝有一塊 平玻璃(13)；所述平玻璃(13)的外面通過透射光源支架(12)裝有沿中心軸線向內(nèi)照射的 透射光源(11)，其內(nèi)側(cè)周圍裝有反射光源(15)，該反射光源(15)投向所述平玻璃(13)；所 述視場(chǎng)環(huán)境外套(14)內(nèi)安裝有顯微攝像機(jī)(16)，其后部輸出所述監(jiān)控電纜(3)。
3.如權(quán)利要求2所述的煮糖罐晶粒形態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述顯微攝像機(jī) (16)沿軸向移動(dòng)調(diào)節(jié)物距，其視場(chǎng)在所述平玻璃(13)的外表面位置；所述視場(chǎng)調(diào)節(jié)范圍的 直徑為4 16毫米。
4.如權(quán)利要求2所述的煮糖罐晶粒形態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述監(jiān)控計(jì)算機(jī) (4)為具有Windows操作系統(tǒng)的工控機(jī)或者辦公計(jì)算機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的煮糖罐晶粒形態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述蔗糖晶粒圖 像處理模塊由邏輯上劃分的處理單元(41)、控制單元(42)、顯示單元(43)和存儲(chǔ)單元(44) 組成，并相互傳遞數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求2所述的煮糖罐晶粒形態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述平玻璃(13) 的周邊設(shè)有密封件。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種煮糖罐晶粒形態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，該裝置包括蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件和監(jiān)控計(jì)算機(jī)；所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)安裝有蔗糖晶粒圖像處理模塊，并通過監(jiān)控電纜與所述蔗糖晶粒數(shù)字顯微攝像機(jī)組件相連。本實(shí)用新型比手工采樣觀察快捷、直觀，同時(shí)可為結(jié)晶控制提供晶粒形態(tài)分析數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01N15/00GK201724881SQ20102022472
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
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