专利名称：一种在线纸浆流量测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型特别涉及ー种在线纸浆流量測量装置。
背景技术：
在造纸エ业中，纸浆是水中悬浮着纸浆纤维和气体的三相流体。根据流变学理论，纸浆中的纤维以游离和团聚两种状态存在。趋于团聚形成所谓絮状纤维团是纸浆纤维的一个主要特点，纸浆中的大多数纤维在绝大多数浓度(除了浓度值极小)条件下都是以团聚状态存在；剩余的纤维以游离态独立地悬浮在水中。随着纸浆状态(如纸浆流速、纸浆添加物)的变化，两种形态的纤维之间会发生相互转化。因此不同区域的纸浆其外部特征不尽 相同。纸浆的速度流量是测量最多的物理量，纸浆流速的测量对于造纸生产线上的打浆、洗浆、计量、炒纸等几乎所有环节都有重要意义，目前，电磁流量计、数字图像技术(DIT)、超声波脉冲多普勒法(PUD)、核磁共振(NMR)法等多种方法被用于纸浆流速的測量。随着高速纸机的普及，这些方法或是因测量精度低、价格昂贵及使用条件的限制而越来越难以满足当前造纸生产的要求。
发明内容本实用新型的目地是利用纸浆在不同区域的外部特征不尽相同这ー特点，且利用纸浆形态在管道中能够保持一定距离的特性，提供ー种在线纸浆流量測量装置及其測量方法，以解决纸浆流速測量精度低，使用环境受限制的技术难题。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为ー种在线纸浆流量測量装置，其特征在于，包括摄像机A、摄像机B、LED光源A、LED光源B、二次仪表和电源，所述摄像机A与摄像机B分别设置在两个纸浆管道侧臂金属罩上，LED光源A与LED光源B分别设置在摄像机A与摄像机B的外圆圈上，所述电源与摄像机A、摄像机B、LED光源A、LED光源B和二次仪表连接供电，摄像机A与摄像机B分别连接ニ次仪表。所述纸浆管道侧臂金属罩为圆柱体结构，其罩体直径大于150mm。所述浆管道侧臂金属罩之间中心距离范围为40mm-60mm。本实用新型提供的装置，是通过对纸浆图像的互相关分析获得纸浆流经固定距离所需时间，进而获得纸浆的实时流速。该技术具有測量精度极高(误差率仅为0.2%)，不仅可以用于エ业现场中，还能够作为ー种标准流量计用于标定其它传感器的优势。
图I为本实用新型所述装置硬件结构示意图。其中，I-摄像机A，2-摄像机B，3-LED光源A，4-LED光源B，5-电源，6- 二次仪表，7-金属罩，8-玻璃片。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进ー步说明。如图I所示，本实施例描述了ー种在线纸浆流量測量装置，包括摄像机Al、摄像机B2、LED光源A3、LED光源B4、二次仪表6和电源5。在纸浆管道的侧壁开ー个圆形孔洞(直径大于150mm)，空洞上安装一块与纸浆管道形状相同的玻璃片8，从这里可以观测到纸浆的流动，玻璃片8上方安装ー个圆筒状的金属罩7，其作用是遮蔽外界光线的影响，在金属罩7的上方安置摄像机Al，摄像机Al的外圈是ー组环形LED光源A3，以便光线均匀地照射在纸浆表面上。相同安装方式，在纸浆管道侧壁另ー处开ー个圆形孔洞(直径大于150_)，两个金属圆筒的中心距离为L(L取O. 4-0. 6m之间)，空洞上安装一块与纸浆管道形状相同的玻璃片8，玻璃片8上方安装ー个圆筒状的金属罩7，在金属罩7的上方安置摄像机B2，摄像机B2的外圈是ー组环形LED光源B4。电源与摄像机A、摄像机B、LED光源A、LED光源B 和二次仪表连接供电，其连接方式均为现有传统电路连接手段，摄像机A与摄像机B分别连接二次仪表，同样其连接方式也为现有传统电路连接手段。本实用新型描述的测量装置，首先，摄像机A拍摄的图像数据ー帧一帧地依次保存在二次仪表的存储空间MEMORY中，图像数据依次为Ia(tn)、Ia(V1)、IA(tn_2)、…、IA(tn-m) *··> IA(tn-M)，其中tn表示当前时刻，I^1表示前ー个采样时刻，tn_m表示前Π1个时刻；其次，摄像机B拍摄的图像IB(tn)传送到二次仪表；第三，二次仪表将IB(tn)与存储空间MEMORY中的图像数据进行相似性依次比较，顺序为IA(tn_M)、…、IA(tn_J、…、IA(tn_2)、Ia(V1)、Ia(tn);第四，判断，当存储图像IA(tn_m)与IB(tn)的相似性高时，可以断定两幅图像拍摄的是同一段纸浆，两幅图拍摄的时间差为tn-tn_m ;最后，计算测量数据，相似性高时的
纸浆流速为-；—，流量是つ~^，其中S是纸浆管道横截面面积。具体的说，摄像机A和B的一帧图像IA(tn_m)和Ib (tn)，其数据以矩阵形式分别表示为
Pu Pu …Py ·" Pu P21 p22 …p2j …p2J
_5] IA(t _m)= · ニ ·」· nPn Pa …Pu …Pu
_ Pn Pu …Pij · · · Pu _
9 n…<1\]…
￠21 q22 ··· q2J .·· q2JIB(t )=......
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jin ダ/2 ·.· (in ··· qu-其中i和j分别表示图像的横、纵坐标，Pij和Qij分别是图像IJtnJ和Ib (tn)上坐标(i，j)点的灰度值。那么图IA(tn_m)和Ib(tn)的相似程度可以用它们的相关函数Rab表不
权利要求1.ー种在线纸浆流量測量装置，其特征在于，包括摄像机A、摄像机B、LED光源A、LED光源B、二次仪表和电源，所述摄像机A与摄像机B分别设置在两个纸浆管道侧臂金属罩上，LED光源A与LED光源B分别设置在摄像机A与摄像机B的外圆圈上，所述电源与摄像机A、摄像机B、LED光源A、LED光源B和二次仪表连接供电，摄像机A与摄像机B分别连接ニ次仪表。
2.如权利要求I所述的ー种在线纸浆流量測量装置，其特征在于，所述纸浆管道侧臂金属罩为圆柱体结构，其罩体直径大于150_。
3.如权利要求I所述的ー种在线纸浆流量測量装置，其特征在于，所述浆管道侧臂金属罩之间中心距离范围为40mm-60mm。
专利摘要本实用新型特别涉及一种在线纸浆流量测量装置，硬件由两套相同的摄像机和LED光源组成，安装在纸浆管道上对纸浆进行连续摄像。一个以DSP为核心的二次仪表介绍两台摄像机的图像数据，对两组数据进行互相关运算以确定纸浆流经两个摄像机所需的时间，从而计算出纸浆速度流量。这种测量装置具有精度高，成本低，使用方便的特点，因此具有广阔的发展前景。
文档编号G01F25/00GK202599450SQ20122025739
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者周强, 王碧德, 党乐, 王瑾 申请人:轻工业西安机械设计研究院
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