способ контроля и определения средней длины стеблей льняной тресты

Классы МПК:G01N33/36 текстильных материалов 
D01B1/14 трепание, например льна; декортикация 
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке лубяных культур" Российской академии сельскохозяйственных наук (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-01-21
публикация патента:

Способ определения средней длины стеблей льняной тресты, включающий контроль световых характеристик и расчет длины стеблей в ленте на основе построения кривой распределения световых характеристик по ширине слоя и нахождения координат точек перегиба на восходящем и нисходящем участках кривой. При этом контроль производится применительно к движущемуся по освещенной снизу светопропускающей поверхности слою стеблей, над которым расположены светочувствительные датчики для определения величины светового потока, пропущенного слоем стеблей. Предложенный способ позволяет осуществлять процесс контроля в условиях движущегося слоя, что обеспечивает возможность автоматизированного контроля и без ущерба в производительности работы оборудования. Способ не требует значительных капитальных вложений и прост в эксплуатации. 4 ил., 1 табл.

способ контроля и определения средней длины стеблей льняной тресты, патент № 2363947 способ контроля и определения средней длины стеблей льняной тресты, патент № 2363947 способ контроля и определения средней длины стеблей льняной тресты, патент № 2363947 способ контроля и определения средней длины стеблей льняной тресты, патент № 2363947

Формула изобретения

Способ контроля и определения средней длины стеблей льнотресты, включающий контроль световых характеристик и расчет длины стеблей в ленте на основе построения кривой распределения световых характеристик по ширине слоя и нахождения координат точек перегиба на восходящем и нисходящем участках кривой, отличающийся тем, что контроль производится применительно к движущемуся по освещенной снизу светопропускающей поверхности слою стеблей, над которым расположены светочувствительные датчики для определения величины светового потока, пропущенного слоем стеблей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области оценки и контроля свойств лубоволокнистых материалов и может быть использовано для контроля средней длины стеблей лубяных культур.

Существующие способы контроля свойств лубоволокнистых материалов в основном базируются на применении сложных методов измерения, выполняемых вручную, и поэтому получаемые результаты субъективны.

Известен способ контроля и определения средней длины и их разброса по вершиночным и комлевым концам, включающий измерение и расчет параметров стеблей. При этом контроль производят при движущемся слое, путем определения его толщины в нескольких точках по ширине, с последующим разделением совокупности значений толщины на две группы, одна из которых включает измерения вблизи вершиночных концов стеблей, а другая - комлевых. Каждую из совокупностей аппроксимируют интегральной функцией нормального закона распределения с последующим расчетом средней длины стеблей и среднеквадратических отклонений по их вершиночным и комлевым концам [1].

Недостатком способа [1] является необходимость создания механической системы контроля, характеризующаяся сложностью реализации на практике, значительной стоимостью и воздействием рабочих органов системы контроля на слой.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ контроля и определения средней длины стеблей льнотресты, включающий контроль световых характеристик и расчет длины стеблей в ленте на основе построения кривой распределения световых характеристик по ширине слоя и нахождения координат точек перегиба на восходящем и нисходящем участках кривой [2]. Указанный известный способ по своей технической сущности наиболее близок к заявляемому и поэтому предлагается в качестве прототипа.

Недостатком указанного способа [2] является необходимость получения цифрового изображения, подверженного влиянию бликов и теней при фотографировании слоя льнотресты. Наличие бликов и теней существенно влияет на точность результатов, так как блики могут быть интерпретированы как белый участок, а тени - как темный.

Задачей изобретения является упрощение способа контроля и снижение продолжительности анализа при определении структурных параметров слоя льняной тресты.

Технический результат, вытекающий из решения указанной задачи по созданию способа контроля и определения средней длины стеблей льнотресты, включающего контроль световых характеристик и расчет длины стеблей в ленте на основе построения кривой распределения световых характеристик по ширине слоя и нахождения координат точек перегиба на восходящем и нисходящем участках кривой, согласно изобретению, достигается тем, что контроль производится применительно к движущемуся по освещенной снизу светопропускающей поверхности слою стеблей, над которым расположены светочувствительные датчики для определения величины светового потока, пропущенного слоем стеблей.

Проведение контроля в условиях движения слоя льнотресты по освещенной снизу поверхности позволяет исключить влияние постороннего света, бликов и теней на результат измерения. Расположение над движущимся слоем светочувствительных датчиков позволяет фиксировать световой поток, прошедший через слой стеблей в межстеблевых пространствах. Это приведет к повышению точности в определении распределения концевых участков стеблей (вершиночных и комлевых) по ширине слоя.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен один из возможных способов реализации предлагаемого способа контроля и определения средней длины стеблей льняной тресты.

Пример конкретного выполнения. Слой стеблей 1 движется по светопропускающей поверхности 2, освещенной снизу источником света 3. Зона измерения закрыта кожухом 4, исключающим влияние внешних источников света. Система светочувствительных электронных датчиков 5, установленных в ряд, определяет величину светового потока, пропущенного слоем тресты. Ширина слоя стеблей 110 см, количество датчиков 21, расстояние между ними 5 см. Более плотные участки слоя тресты будут пропускать меньшую часть света, чем менее плотные (в частности, разреженная зона вершиночных концов). Те же участки, на которых тресты нет вообще, пропустят весь световой поток. Система контроля получает данные от датчиков, усредняет их по длине слоя для определенного участка и выдает информацию о распределении освещенности по ширине. В таблице 1 представлены данные одного замера всеми датчиками. Подобные замеры производят через каждые 0,1 с.

Таблица 1

Распределение освещенности по ширине
Расстояние от левого края, см5 1015 2025 3035 4045 5055
Освещенность, лк 700 680625 493197 9646,5 33,531 3433
Расстояние от левого края, см60 65 7075 8085 9095 100105 способ контроля и определения средней длины стеблей льняной тресты, патент № 2363947
Освещенность, лк 3764,5 112174,5 241393 630695 700700 способ контроля и определения средней длины стеблей льняной тресты, патент № 2363947

Данные от всех замеров совместно анализируются. Конечным результатом анализа будет являться зависимость интенсивности светового потока по ширине слоя. Вид зависимости показан на фиг.2.

Из графика следует, что в средней части слоя, где плотность слоя высока, освещенность наименьшая. Это объясняется малой светопропускаемостью из-за высокой плотности стеблей в этой зоне слоя тресты.

Далее из максимального значения интенсивности вычитают значения интенсивности света во всех точках. В итоге получают график, представленный на фиг.3.

Он характеризует способность слоя тресты поглощать свет при прохождении света через слой. Очевидно, что полученный результат напрямую зависит от указанных выше структурных параметров слоя, а именно от средней длины стеблей и их разброса по вершиночным и комлевым концам.

Далее производят численное дифференцирование зависимости, представленной на фиг.3. Итогом этой операции является график зависимости (фиг.4), включающий в себя две гауссианы, одну в комлевой, другую в вершиночной зоне. Каждая из гауссиан описывает вероятность того, что координата комля или вершины имеет некоторое значение. Максимум каждой гауссианы соответствует наиболее вероятному значению координаты комлей или вершин стебля. Соответственно разность наиболее вероятной координаты вершин и наиболее вероятной координаты комлей представляет собой наиболее вероятное значение средней длины.

Путем простого вычитания координат максимумов гауссиан получаем среднюю длину 65 см.

Предложенный способ позволяет осуществлять процесс контроля в условиях движущегося слоя, что обеспечивает возможность автоматизированного контроля и без ущерба в производительности работы оборудования. Способ не требует значительных капитальных вложений и прост в эксплуатации.

Источники информации:

1. Дроздов Ю.В., Лапшин А.Б., Пашин Е.Л. Способ контроля и определения средней длины стеблей льняной тресты и их разброса по вершиночным и комлевым концам. Патент РФ № 2196986 МКИ 7G01N 33/36, G01В 5/02, № 2001100971/12.

2. Румянцева И.А., Пашин Е.Л. Способ контроля и определения средней длины стеблей льняной тресты и их разброса по вершиночным и комлевым концам.

Патент РФ № 2304872 МКИ 7G01N 33/36, G01В 5/02, № 2006103537/12.

3. Ипатов А.М. Теоретические основы механической обработки стеблей лубяных культур. - М.: Легпромбытиздат, 1989.

4. Виноградова А.Е. Совершенствование метода оценки качества льняной тресты. // диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Класс G01N33/36 текстильных материалов 

способ определения драпируемости материалов для одежды -  патент 2528876 (20.09.2014)
способ определения закрепленности петли в структуре трикотажного полотна -  патент 2526112 (20.08.2014)
способ бесконтактной полиполяризационной идентификации и определения состава и качества шерсти и растительных волокон -  патент 2524553 (27.07.2014)
устройство для оценки раздвигаемости нитей текстильных материалов -  патент 2519028 (10.06.2014)
способ оценки токсичности продукции из полимерных и текстильных материалов -  патент 2518306 (10.06.2014)
устройство для оценки повреждаемости нитей текстильных материалов при шитье -  патент 2516894 (20.05.2014)
способ измерения геометрических параметров структуры текстильных материалов -  патент 2508537 (27.02.2014)
способ определения силы трения текстильных полотен -  патент 2502982 (27.12.2013)
устройство для измерения продольной и поперечной деформации легкодеформируемых трикотажных полотен -  патент 2499257 (20.11.2013)
способ оценки миграции пухо-перовой смеси и устройство для его осуществления -  патент 2497113 (27.10.2013)

Класс D01B1/14 трепание, например льна; декортикация 

Наверх