[发明专利]一种基于机器视觉自调整制备高分子微粒的装置

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉自调整制备高分子微粒的装置，包括计算机，所述计算机通过串口控制脉冲激光器，所述脉冲激光器的前方设置有衰减器，所述衰减器前方设置有反射镜，所述反射镜下方设置有凸透镜，所述凸透镜下方设置有承载件，所述承载体的下表面镀有牺牲层，所述牺牲层下表面设置有高分子材料，所述承载体下方设置有移动装置，所述移动装置包括三维精密移动平台和设置于所述三维精密移动平台上的夹具，所述夹具一端的下方设置有光源，所述夹具一端的上方设置有工业相机，所述工业相机所采集的信息通过串口传输至计算机。本发明用机器视觉检测替代人工检测，可以持续大量检测，准确高效并能实现对高分子微粒加工参数的自动调整。

技术领域

本发明涉及一种制备高分子微粒过程中的微粒尺寸检测及加工参数自动调整技术，尤其涉及一种基于机器视觉自调整制备高分子微粒的装置，属于机器视觉检测技术领域和微纳加工领域。

背景技术

微粒化制备技术除了在粉末燃烧、喷射干燥、气体雾化、喷射沉积、喷墨打印和快速成形生产等生产领域中有广泛的应用，在基础科学研究中有极其重要的意义，如流体力学、紊流机制。该技术在航空、冶金、电子封装、化工、医药等行业有广泛应用。特别是生物细胞培养领域，因为动物细胞贴壁生长的特性需要载体有表面光滑、尺寸均匀的特性。

在制备高分子的微粒时，对微粒的尺寸要求非常高，精确在微米级。微粒尺寸受加工工艺、参数以及环境因素等影响，在制备过程中需要精确控制加工参数。在目前的实际生产过程中，采用如图1的过程人工检测微粒尺寸进而调整参数。

采用机器视觉做为检测产品的方法在工业中已经有广泛的应用。例如下述介绍了相关内容：[1]李前坤.基于FPGA的微型零件尺寸检测系统研究.重庆:重庆大学,2014.5；[2]叶青松，肖军.基于机器视觉的实时丸药检测系统[J].电脑知识与技术，2008，(34)：1842-1844；[3]张兴华.基于机器视觉的目标识别与测量算法的研究.济南:山东大学,2012.3。

李前坤等^[1]设计了基于FPGA的微型零件尺寸检测系统，他的机器视觉系统分为了机械部分、光学部分以及基于FPGA的图像采集和处理部分。采用面阵CCD图像传感器组合其他的电路和电源作为图像采集装置，利用FPGA所具有的计算速度快、可重编程的灵活性特点作为系统控制和图像处理的处理芯片，进行微型零件尺寸检测。

叶青松等^[2]基于机器视觉设计了药丸的实时检测系统，运用数字图像处理及机器视觉技术，首先获取图像,然后依次进行预处理、目标识别、形状检测、尺寸检测和颜色检测,全部合格后判定为合格品,否则为不合格品。系统在Windows操作系统平台上利用Matlab和visual studio开发出了实时检测的原型软件,实现了全部检测功能,并具有良好的人机界面和系统扩展性能。

渗透泵控释(OPCR)药片是一种可以定速释放药物的新型药品，药物只能从释药孔中释放，药物的释放速度取决于药片表面释药孔的大小，药物的释放速度直接影响药品的效果，所以释药孔的尺寸大小必须严格控制在一定范围。目前一般都采用激光打孔技术来在药片表面打孔，释药孔的尺寸一般都是毫米级别甚至微米级别的。实际中，激光强度经常变化，导致释药孔的尺寸经常波动甚至偏离标准。为了保证药品的质量，必须测量释药孔的尺寸大小，剔除打孔不合格的药片。张兴华等^[3]将机器视觉技术引入渗透泵控释药片生产领域，利用由CMOS数字摄像机，工业镜头，光源等组成视觉模块获取目标药片及其释药孔的信息，经过图像处理，实现渗透泵控释药片及释药孔的识别和定位，同时自动计算释药孔尺寸大小，根据尺寸大小判断药片是否合格。最后根据批量释药孔尺寸的分析自适应的调节激光打孔机的激光强度，以使释药孔的大小尽可能的保持在一定误差范围内。