基于计算机视觉的实时监测聚合物颗粒混合过程在旋转鼓中的实验和数值研究

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 过程控制 过程控制

背景情况:

• 在旋转鼓中混合聚合物颗粒物可能导致分离,降低工艺效率.
• 实时监控对于实施防止颗粒分离的纠正措施至关重要.
• 评估混合状态的现有方法可能是计算密集和缓慢的.

研究的目的:

• 开发和验证实时视觉系统,用于监测旋转鼓混合器中的聚合物颗粒混合.
• 为计算混合指数引入一种新的以中心点为基础的模型.
• 为了提高计算效率,并通过负担得起的硬件实现实时处理.

主要方法:

• 开发一个以中心体为基础的模型,用于实时测定混合指数.
• 图像处理技术的实施,用于分析粒子分布.
• 使用离散元件方法 (DEM) 模拟的视觉系统的验证.

主要成果:

• 基于中心体的模型有效地解决了无需复杂的图像处理的辐射粒子分离问题.
• 该系统实现了高处理速度,超过每秒68个图像.
• 这种新方法比传统的方法 (如灰级共发生矩阵和莱西指数) 快得多 (2.8x到21.6x).
• 实时监控是可行的,使用低成本的单板电脑和网络摄像头.

结论:

• 开发的视觉系统提供了一种高效准确的实时监控旋转鼓混合的方法.
• 基于中心体的模型为评估聚合物颗粒分离提供了一个计算效率高的解决方案.
• 这项技术可以提高处理颗粒物材料的流程控制和效率.