(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211017292.0 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 江苏科技大学 地址 212100 江苏省镇江市丹徒区长晖路 666号 申请人 江西中烟工业有限责任公司 (72)发明人 顾丛汇　杜明铺　许冰洋　杨俊杰　 赵海超　刘源　张军　万宇超　 胡俐帆　钟宇生　欧阳敏　李园园　 王华君　周会舜　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 袁姝 (51)Int.Cl. G06T 7/62(2017.01)G06T 7/90(2017.01) F26B 3/08(2006.01) F26B 21/00(2006.01) F26B 21/06(2006.01) (54)发明名称 流化床纤丝状颗粒群发生聚团的检测处理 方法及实验系统 (57)摘要 本发明公开了一种流化床纤丝状颗粒群发 生聚团的检测处理方法， 采用像素面积法精确的 对聚团进行三维识别， 其用于捕捉流化床烟丝实 验过程中柔性丝状颗粒在密相区的三维重叠部 分。 实验装置采用了三块弧度分别为75 °～80°、 60°～65°、 50°～55°的引流板使颗粒均匀化， 该 图像判别方法主要包括有如下步骤： 步骤一、 同 步拍摄流化床烟丝冷态实验； 步骤二、 图像信息 载入PC端； 步骤三、 删减背景； 步骤四、 灰度处理； 步骤五、 获取二值化阈值； 步骤六、 一次取反色； 步骤七、 寻找连通域、 计算面积并染色； 步骤八、 删除小面积； 步骤九、 得出目标聚团图像与面积。 该系统与方法能够分析实验过程中烟丝聚团在 提升管区域内的形成、 面积大小以及聚团缠绕变 化全过程。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115457110 A 2022.12.09 CN 115457110 A 1.一种流 化床纤丝状颗粒群发生聚团的检测处 理方法， 其特 征在于包括以下步骤： 步骤一： 在实验系统上进行流化床烟丝冷态实验， 纤丝状颗粒通过引流板均匀吹入提 升管， 使用高速摄影机一和高速摄影机二分别对提升管的YZ坐标面和XZ坐标面进行拍摄， 记录烟丝的流动状态， 并同时对YZ坐标面和XZ坐标面补光； 步骤二： 将高速摄影机一和高速摄影机二获取的图像信号载入PC端， PC系统从大量的 图像资料库里通过每一帧信号识别码筛选出同一信号时刻内高速摄相 机一拍摄得到的YZ 坐标面的图像与高速摄影机二拍摄得到的XZ坐标面上的图像， 并组合模拟成三维图像对其 运算； 步骤三： 对 模拟得出的三维图像通过 形态学运 算和减法运 算， 减去背景图像； 步骤四： 对所减去 背景的图像进行 灰度处理； 步骤五： 用自动获取阈值的算法获取二 值化阈值， 对灰度处 理后的图像进行二 值化； 步骤六： 对二 值图像进行一次颜色取反； 步骤七： 寻找连通域、 计算面积并染色， 采用像素面积法对不同阈值的颗粒和聚团的像 素值进行计算得到图像中颗粒与聚团的面积， 并对颗粒与聚团染色区分， 其中， 0～1500像 素值染为颜色一， 标记为小颗粒； 1500～3000像素值染为颜色二， 标记为大型颗粒； 大于 3000像素值染为颜色三， 标记为目标聚团； 步骤八： 删除染色后YZ坐标面或者XZ坐标面内颗粒的图像 中小于设定阈值像素面积的 部分， 即删除单 粒子部分； 步骤九： 对删除小于阈值面积部分后的图像进行二次颜色取反， 最终得到纤丝状颗粒 聚团图像以及聚团面积数据， 结束运 算。 2.根据权利要求1所述的流化床纤丝状颗粒群发生 聚团的检测处理方法， 其特征在于： 高速摄影机一和高速摄影机二在拍摄前均经过参数初始 化处理， 并且高速摄影机一和高速 摄影机二的首发信号均同步， 高速摄影机一和高速摄影机二的拍摄区域为实验系统的密相 区。 3.根据权利要求1所述的流化床纤丝状颗粒群发生 聚团的检测处理方法， 其特征在于： 在步骤八中， 设定阈值面积为3000～3500像素， 当YZ坐标面和XZ坐标面内颗粒面积S均大于 设定阈值时， 选取识别面积较大的一 坐标面进行运 算。 4.根据权利要求1所述的流化床纤丝状颗粒群发生 聚团的检测处理方法， 其特征在于： 实验所用烟丝尺寸 为7.6mm×0.9mm～15mm×0.9mm。 5.根据权利要求1所述的流化床纤丝状颗粒群发生 聚团的检测处理方法， 其特征在于： 在步骤四中， 图像上的像素点的灰度值设置为0或25 5。 6.一种使用权利要求1～5任一所述的流化床纤丝状颗粒群发生聚团的检测 处理方法 的实验系统， 包括流化床， 其特征在于： 还包括面光源灯一(8)、 面光源灯二(7)、 补光灯一 (10)、 补光灯二(13)、 高速摄影机一(11)、 高速摄影机二(12)、 集线器(14)、 PC端(15)， 流化 床的提升管的XZ坐标面和 YZ坐标面上分别安装有面光源灯一(8)、 面光源灯二(7)， 高速摄 影机一(11)朝向流化立管的XZ坐标面设置于流化立管的一侧， 其一侧设置有补光灯一 (10)， 高速摄影机二(12)朝向流化立管的YZ坐标面设置于流化立管的一侧， 其一侧设置有 补光灯二(13)， 高速摄影机一(11)、 高速摄影机二(12)分别通过集线器(14)与PC端(15)信 号连接。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115457110 A 27.根据权利要求6所述的流化床中纤丝状颗粒发生聚团的检测 处理的实验系统， 其特 征在于： 提升管下端 连接引流管(9)， 引流管(9)内包括三块弧形的、 从下至上依次间隔斜置 的低位板(91)、 中位板(92)、 高位板(93)， 低位板(91)与引流管(9)内底壁的间距为5cm～ 7cm， 中位板(92)与低位板(91)的间距为12cm～14cm， 高位板(93)与中位板(92)的间距为 7cm～9cm。 8.根据权利要求7所述的流化床中纤丝状颗粒发生聚团的检测 处理的实验系统， 其特 征在于： 低位板(91)、 中位板(92)、 高位板(93)的弧度分别为75 °～80°、 60°～65°、 50°～ 55°。 9.根据权利要求7所述的流化床中纤丝状颗粒发生聚团的检测 处理的实验系统， 其特 征在于： 低位板(91)、 中位板(92)、 高位板(93)的相对两侧边分别与引流管(9)两内侧壁榫 接， 榫接间隙为0.5～1.5m m。 10.根据权利要求7所述的流化床中纤丝状颗粒发生 聚团的检测处理 的实验系统， 其特 征在于： 流化床还包括风机(1)、 储料仓(2)、 抽拉板(3)、 螺母(4)、 卸料器(5)、 卸料仓(6)、 旋 风分离器(16)、 承载容器(17)、 回流管(18)、 调节阀一(19)、 调节阀二(20)， 引流管(9)的另 一端通过通风管与风机(1)连接， 提升管的上端通过一弯管连通旋风分离器(16)， 旋风分离 器(16)的底部与承 载容器(17)连通， 旋风分离器(16)的顶部通过回流管(18)连通通风管侧 壁， 回流管(18)上间隔安装有调节阀一(19)、 调节阀二(20)， 储料仓(2)设置于卸料仓(6)上 方， 两者通过螺母(4)连接， 且连接处设有抽拉板(3)， 卸料器(5)安装于卸料仓(6)内的上 部， 卸料仓(6)的底部与引流管(9)的上侧壁连通。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115457110 A 3