(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 202210996411.5 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 珠海华伦造纸科技有限公司 地址 519000 广东省珠海市香洲区香 华路 288号14栋10 04之一 (72)发明人 王玉　谭皓晓　颜思嘉　谭敏　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 杨振鹏 (51)Int.Cl. G01N 21/85(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 1/30(2006.01) G01N 1/38(2006.01) G01B 11/04(2006.01)G01B 11/10(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 7/60(2017.01) (54)发明名称 一种快速测量造纸纤维形态参数的系统及 其方法 (57)摘要 本发明公开一种快速测量造纸纤维形态参 数的系统及其方法， 包括箱体、 载物装置、 电机、 光源装置、 图像获取装置以及处理及显示装置。 箱体其上开设有透光口； 载物装置设置在箱体 上， 用于承载待测纤维样品的水悬浮物； 电机设 置在箱体内， 用于驱动载物装置进行旋转； 光源 装置设置在箱 体内， 用于通过透光口照射待测纤 维样品； 图像获取装置设置在箱体上， 用于获取 待测纤维样品的纤维图像， 并将放大后的纤维图 像传送到处理及显示装置； 处理及显示装置与图 像获取装置电连接， 用于对纤维图像进行处理， 得到待测纤维样品的各项参数并进行显示。 本发 明用于解决现有的测量设备容易出现粘附以及 堵塞的技术问题， 从而达到提高测量精度以及测 量效率的目的。 权利要求书3页 说明书7页 附图8页 CN 115308210 A 2022.11.08 CN 115308210 A 1.一种快速测量造纸纤维形态参数的系统， 其特 征在于， 包括： 箱体， 其上开设有透光口； 载物装置， 设置在所述箱体上， 用于承载待测纤维样品的水 悬浮物； 电机， 设置在所述箱体内， 用于驱动所述载物装置进行旋转； 光源装置， 设置在所述箱体内， 用于通过 所述透光口照射待测纤维样品； 图像获取装置， 设置在所述箱体上， 用于获取待测纤维样品的纤维图像， 并将放大后的 纤维图像传送到处 理及显示装置； 处理及显示装置， 与所述图像获取装置电连接， 用于对所述纤维图像进行处理， 得到待 测纤维样品的各项参数， 并进行显示； 其中， 所述各项参数包括纤维长度、 纤维宽度以及纤维粗度， 所述载物装置包括透 明载 物盘和透明转盘， 所述透明转盘与所述电机相连接， 并受所述电机的驱动进行旋转， 所述透 明载物盘设置在所述透明转盘上， 并在所述透明转盘的带动下进行旋转。 2.根据权利要求1所述的快速测量造纸纤维形态参数的系统， 其特征在于， 所述光源装 置包括： LED灯， 用于发出照射 光； 滤光片， 位于照射 光的出射 光路上， 用于过 滤所述照射 光。 3.根据权利要求1所述的快速测量造纸纤维形态参数的系统， 其特征在于， 所述图像获 取装置包括： 显微镜， 用于放大 所述待测纤维样品； 数码摄像机， 与所述显微镜相连接， 用于获取经所述显微镜放大后的纤维图像， 并将所 述纤维图像传送到所述处 理及显示装置； 立杆， 设置在所述箱体上； 调节部件， 可活动地设置在所述立杆上， 与所述显微镜相连接， 用于调节所述显微镜与 待测纤维样品之间的焦距。 4.根据权利要求3所述的快速测量造纸纤维形态参数的系统， 其特征在于， 所述处理及 显示装置包括： 计算机， 用于对所述数码摄像机传送的灰度图像矩阵进行处理， 得到待测纤维样品的 各项参数； 显示器， 用于 显示待测纤维样品的形态图像和各项参数测量结果； 其中， 所述计算机包括图像采集 卡， 用于从所述数码摄 像机采集灰度图像矩阵。 5.根据权利要求1所述的快速测量造纸纤维形态参数的系统， 其特征在于， 还包括控制 单元， 设置在所述箱体内， 分别与所述电机和所述光源装置电连接， 用于控制所述电机的转 速和所述 光源装置的亮度。 6.一种采用 如权利要求1 ‑5任一项所述的系统快速测量造纸纤维形态参数的方法， 其 特征在于， 包括以下步骤： 称取待测纤维样品， 利用染料对待测纤维样品进行染色， 得到染色待测纤维； 将所述染色待测纤维预分散在水 溶液中； 往所述水溶液中加入凝胶分散剂， 对所述染色待测纤维做进一步分散， 得到分散均匀 的纤维水 悬浮液；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115308210 A 2将所述纤维水悬浮液置于所述透明载物盘内， 所述透明载物盘在所述电机的驱动下， 进行旋转； 在旋转过程中， 通过所述图像获取装置采集不同测量视场下经放大后的纤维图像， 并 转换成灰度图像矩阵传送到所述处 理及显示装置； 通过所述处理及显示装置对所述灰度图像矩阵进行处理， 获得不同测量视场下所述待 测纤维样品的各项参数， 并进行显示； 其中， 所述各项参数包括纤维的长度、 纤维宽度以及纤维粗度。 7.根据权利要求6所述的快速测量造纸纤维形态参数的方法， 其特征在于， 在获得所述 待测纤维样品的纤维长度和纤维宽度时， 包括： 对所述灰度图像矩阵进行二 值化处理， 得到二 值化图像； 对二值化图像采用多级边缘检测算法进行边缘检测， 获得不同的待测纤维样品纤维图 像的封闭环绕线， 并赋予所述封闭环绕线不同的颜色值； 获取同一颜色值下的封闭环绕线的像素值， 将所述封闭环绕线的像素值乘以所述封闭 环绕线的长度系数 得到同一颜色值下的纤维周长； 赋予多个纤维图像与其封闭环绕线相同的颜色值， 获取同一颜色值下的纤维图像的像 素值， 将所述纤维图像的像素值乘以所述纤维图像的面积系数得到同一颜色值下的纤维面 积； 通过所述纤维周长和所述纤维面积， 求得纤维长度和纤维宽度； 其中， 所述像素值为纤维图像在显示器显示图像中占有的像素数量， 所述长度系数为 测量样品纤维在显示器中占据一个像素点对应的实际长度值， 所述面积系数为测量样品纤 维在显示器中占据一个 像素点对应的实际面积值。 8.根据权利要求7所述的快速测量造纸纤维形态参数的方法， 其特征在于， 在进行二值 化处理时， 包括： 对所述灰度图像矩阵进行转换， 输出一样品图像； 对所述样品图像求出最佳分割阈值； 根据最佳分割阈值， 将所述样品图像通过二 值公式实现二 值化， 得到二 值化黑白图像。 9.根据权利要求7所述的快速测量造纸纤维形态参数的方法， 其特征在于， 在求得纤维 长度和纤维宽度时， 包括： 将获取到纤维周长和纤维面积代入公 式1和公式2中， 从而求得纤 维长度和纤维宽度， 所述公式1和公式2具体如下： (a+b)*2＝ L      (公式1)； a*b＝S         (公式2)； 其中， L为周长， S为 面积， a为纤维长度， b为纤维宽度。 10.根据权利要求7所述的快速测量造纸纤维形态参数的方法， 其特征在于， 在获得所 述待测纤维样品的纤维粗度时， 包括： 将称取的待测纤维样品重量和干度代入公式3中， 求得单位面积的纤维重量， 公式3具 体如下： w＝W*g/p         (公式3)； 其中， W为称取的纤维样品重量， g为待测纤维样品的干度， p为透明载物盘的面积； 将所有获得的纤维长度进行相加得到纤维总长度， 将所述纤维总长度、 单位面积的纤权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115308210 A 3