[发明专利]一种薄膜热收缩率的自动测量方法

说明书

本发明涉及一种薄膜热收缩率的自动测量方法，包括：将薄膜样品采用基于负压吸附法的薄膜固定夹具进行固定，利用工业相机采集光源系统照明下的薄膜样品图像；利用图像处理分析系统对获取的薄膜样品图像进行预处理，去除薄膜图像中的干扰和噪声；通过图像分析系统识别薄膜样品图像边界，测量边界长度并进行数据优化；按照步骤(1)‑(3)，分别测量烘烤前和烘烤后的薄膜样品边界长度。本发明利用负压吸附原理解决薄膜难易快速固定的难题，利用计算机视觉技术，实现薄膜加热前后长度的自动测量，并快速准确的计算出薄膜的热收缩率，符合行业标准且准确、可靠。

技术领域

本发明涉及薄膜物理性能检测技术领域，针对薄膜受热收缩特性而提出的薄膜测量方法，具体是一种薄膜热收缩率的自动测量方法。

背景技术

薄膜指由多种高分子材料经过共挤、拉伸等工艺过程而成型的一种塑性材料，其具有透明度和光泽度高，材料无毒、分子结构稳定等优点，且具有隔绝气味及水分的功能。有鉴于此，薄膜已经被广泛应用于食品包装、烟用包装等行业。薄膜热收缩率是指薄膜在一定温度条件下和一定时间内尺寸的变化率，它是薄膜特性一项重要技术指标。薄膜的受热收缩的特性直接影响产品外包的美观，适当的热收缩率可使产品外包具有更紧、更均匀的包裹性，避免包装封面产生褶皱和包装不完全等问题；同时兼顾热封性能，以保证包装具有良好的紧贴效果。

薄膜的热收缩率对食品、卷烟等产品有着重要影响，薄膜的热收缩率检测和控制是相关产品生产过程一个必不可少的环节。通常，各企业或检测机构采用的测量手段和工具差异较大，且测试过程的不确定性较大，以至于各企业或检测机构间数据可比性较差，很难实现对卷烟薄膜包装材料质量的准确控制。

现行的薄膜热收缩率的测试方法主要是人工测量，主要依据是国家质量监督局和国家管委会联合发布的国家标准GBT 10003-2008《普通用途双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜》所述测试办法，其规定的薄膜热收缩性测试方法是：先沿薄膜宽度方向均匀裁取100mm×100mm正方形样品，标出并准确量取横、纵方向上薄膜的长度，然后将薄膜样品放置在粘有滑石粉的托盘上，放入烘箱里加热5分钟，取出冷却至实验环境温度后测量热收缩后的尺寸，计算横、纵向热收缩率。人工测量方法存在如下主要问题：(1)操作人员采用钢板尺测量薄膜长度，人为干扰大，测量精度低；(2)测量过程操作复杂，不能自动计算和记录薄膜的热收缩率，效率低且劳动强度大。

相关研究人员已经致力于具有自动化检测功能的薄膜热收缩率测量方法的研究。如在专利CN 103308548 A《一种烟用包装膜热收缩率测量方法》中，将薄膜裁切成细长条状，然后利用拉力和长度变化来测量薄膜的热收缩性，但该测量方法仅适用于测量细长条状薄膜，局限性大，且不能准确反应片状薄膜的纵向和横向的热收缩性，与标准GBT 10003-2008《普通用途双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜》规定不相符。在专利CN 205593949U《利用光学图像技术测量薄膜薄片热收缩率的装置》中，介绍了基于光学图像技术的薄膜热收缩率测量方法，但薄膜在加热过程中会产生褶皱和扭曲，而该专利并未考虑薄膜褶皱和扭曲的情况下的薄膜加持或固定方法。此外，该专利中所描述的基于薄膜图像识别方法，在较差光线环境中并不能有效识别薄膜边界，与此同时，该专利仍依托传统划线法，薄膜前处理过程繁琐，且线宽和线平行度会直接造成测量的不准确。在专利CN106324019A《薄膜热收缩率的改进测定方法》中，仅仅描述了薄膜加热的办法，而未具体说明测量方法。

综上所述，现在薄膜相关生产和使用企业或检测机构急需一种能够符合标准、快速、准确的测量方法。

发明内容

本发明的目的是针对薄膜热收缩率测量过程中存在的问题，提出了一种薄膜热收缩率的自动测量方法，利用负压吸附原理解决薄膜难易快速固定的难题，并利用计算机视觉技术，实现薄膜加热前后长度的自动测量，并快速准确的计算出薄膜的热收缩率，符合行业标准且准确、可靠。

本发明通过以下技术方案来实现的：