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试验筛及金属丝微机图像分析系统

试验筛、金属丝用于各行业的粉体的粒度分析，直接影响粒度组成的准确度。工业原料及样品中粉体占一半左右，在很多行业中粒度控制是重要的产品质量要素。如建材、玻璃、当温度影响较大时陶瓷、水泥、医药、食品，其粒度控制直接影响产品质量，在冶金选矿、煤炭选煤中粒度控制也是选后产品的主要技术指标。在科研、设计中对所处理的原料及所生产的产品的粒度组成是重要的设计计算数据。因此对粉状物蜂窝煤机料的粒度分析在国民经济中对生产、科研、设计具有重要的意义。

我国普遍一直用投影仪将试验筛、金属丝的孔及丝径放大后以人的眼睛识别，按刻度读出读数，这样的检验方法误差太大。我们研制出试验筛及金属丝微机图像分析系统，是用显微图像分析法对筛几何尺寸精密自动测定的仪器，适用于试验筛及金属丝的自动检测。

2 系统硬件结构

试验筛及金属丝微机图像分析系统是用显微图像分析法对筛几何尺寸精密自动测定的仪器，由显微镜及平台、CCD摄像头、图像卡、微机计算机系统、打印机、图像显示器、图像分析软件等组成，仪器的总体结构见图1所示。它适用于试验筛用金属丝编织方孔(GB)和工业用金属丝编织方孔筛(GB)质量符合性检验。

图1 系统的总体结构框图

显微镜部分包括放置样品的工作台，工作台的运动能使显微镜对样品被测范围进行扫描，显微镜上装CCD摄像头，显微镜的成像送到CCD摄像头的靶面上。

微机图像处理部分包括图像卡、计算机、图像显示器和打印机。图像卡把由CCD摄像头送入的模拟信号转换成数字图像送入计算机进行分析处理，同时也送入图像显示器加以显示。计算机的分析处理按试验筛及金属丝图像分析软件执行，分析处理的结果由打印机打印记录。

3 系统测量原理

试验筛及金属丝经显微镜、CCD摄像头和图像卡转换成数字图像送往计算机，采用图像处理技术来测量孔径、丝径和角度等参数。送入计算机的图像为黑白灰度图像，转换成黑白二值图像，如图2所示，图中黑色部分为金属丝，白色部分为筛孔。

图2 试验筛及金属丝图像

采用图像处理技术测定几何尺寸的原理是依据图像灰度和地址的转换，在阵列为512×512的存储器中有26万多个像素点，像素点代表的长度值由微标尺及总放大倍数确定，分割成黑白二值图像的几何尺寸由计算机采集计算物像所覆盖的像素点数及由微标尺定出的标定系数确定。

国标GB6004—85和GB5330—85规定了试验筛和金属丝的筛孔基本尺寸(W)，筛孔尺寸的极限偏差(X)，平均尺寸偏差(Y)及中间偏差(Z)，金属丝直径(d)及偏差。

任一筛孔的最大尺寸不得大于W+X。

X=2/3(W0.75)+4(W0.25)

筛孔的平均尺寸不得超过W+Y。

Y=1/27(W0.98)+1.6

筛孔尺寸在(W+X)和(W+弹簧Z)之间的筛孔数不得超过筛孔总数的6%。

Z=(X+Y)/2

4 系统软件构成

系统软件采用全汉化，鼠标操作，其主要功能见图3所示。它主要由国标GB和GB应采取HRC标度进行测试；硬度低于HRC20时利用HRB标度进行测试5内容浏览、准备、标定、测量、文件操作、打印数据等程序组成，可完成试验筛及金属丝方孔的金属丝直径、超大孔、大孔数、孔平均尺寸、筛经、纬丝垂直度的测量以及数据的存储和打印等功能。

图3 系统软件主菜单结构图

系统测量分为三个步骤：

4.1 准备

在准备阶段，输入送检的信息，如厂名、编号、时间、丝径和孔尺寸等，调整显微镜光源，采集筛图像，进行黑白图像的阈值调整。