棉包垛探測儀的研究與應(yīng)用*

賀 波 李 兵 劉 琦 董一凡 楊磊平 譚 睿 董德良 李曉亮 楊 波 石 恒

(1 中儲(chǔ)糧成都儲(chǔ)藏研究院有限公司 610091)

(2 中國儲(chǔ)備棉管理有限公司 100032)

(3 中儲(chǔ)棉山東諸城有限公司 262200)

(4 中儲(chǔ)棉四川有限公司 618400)

1 研究背景

棉花是紡織加工的重要原料，在全球貿(mào)易和社會(huì)消費(fèi)中占有重要的地位[1]。為確保棉花種植者的利益和棉花產(chǎn)業(yè)的安全，國家相繼出臺(tái)了棉花“臨時(shí)收儲(chǔ)”和“目標(biāo)價(jià)格補(bǔ)貼”等政策[2]。中國儲(chǔ)備棉管理有限公司是承擔(dān)國家棉花市場宏觀調(diào)控職能的政策性企業(yè)[3]，公司在對社會(huì)承儲(chǔ)單位進(jìn)行檢查或庫內(nèi)人員日常巡查時(shí)，較難發(fā)現(xiàn)棉包垛底層棉包霉變、棉包垛空心等異常情況[4、5]，這給儲(chǔ)備棉存儲(chǔ)質(zhì)量帶來了較大安全隱患。

檢查人員需要一種棉包垛探測儀器，能夠深入棉包垛內(nèi)部進(jìn)行可視化探查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部霉變、空心等異常情況，以便及時(shí)處理，充分確保儲(chǔ)備棉存儲(chǔ)質(zhì)量安全，避免國家財(cái)產(chǎn)遭受損失。

2 國內(nèi)外現(xiàn)狀

國內(nèi)棉庫在棉包垛檢查時(shí)，經(jīng)常采用手電向棉包垛底部或者縫隙里探照進(jìn)行觀察，這種方法可視度低，觀察深度有限，不能準(zhǔn)確觀察棉包垛內(nèi)部真實(shí)情況。目前，國內(nèi)外均沒有專門針對棉包垛內(nèi)部異常情況探測的儀器，雖然現(xiàn)階段有用于其他行業(yè)的探測檢查儀器，例如：生命探測儀、管道探測儀等，但該類探測儀一般售價(jià)較高，不能定向觀察，而且在棉包垛中使用信號(hào)不穩(wěn)定，所以沒有應(yīng)用于儲(chǔ)備棉行業(yè)。

2.1 V6DM生命探測儀

V6DM生命探測儀采用便捷式5 m伸縮桿，1080P數(shù)字高清探頭，6個(gè)LED燈，HDMI高清視頻輸出，適用于人力不能達(dá)到或者狹小空間的救援工作。V6DM生命探測儀利用探頭的可視化功能，可以起到非常好的情況探測作用，節(jié)省救援時(shí)間，最大可能避免人員傷亡。

2.2 SYANSPAN管道攝像頭

SYANSPAN管道攝像頭標(biāo)配20 m彈性高強(qiáng)度纖維管，高清攝像頭，12個(gè)高亮白光LED燈，適用于各種管道疏通。SYANSPAN管道攝像頭通過可視鏡頭了解管道內(nèi)的情況，有針對性地采取有效方案排除管道障礙，提高工作效率，節(jié)省成本投入。

3 研究內(nèi)容

3.1 技術(shù)路線

通過調(diào)研，為了實(shí)現(xiàn)棉包垛內(nèi)部檢查，需要利用長桿將攝像頭送入棉包垛縫隙，實(shí)現(xiàn)可視化探查。儀器應(yīng)包括功能區(qū)、伸縮桿、攝像頭、軟線和顯示屏五個(gè)部分，如圖1所示。

圖1 儀器組成

3.1.1 功能區(qū) 功能區(qū)完成信號(hào)轉(zhuǎn)換，并可操作切換攝像頭。功能區(qū)設(shè)有顯示屏接口，供線連接使用；同時(shí)還具有無線連接功能，通過WiFi信號(hào)發(fā)射，顯示屏連接WiFi信號(hào)，即可收到實(shí)時(shí)圖像。

3.1.2 伸縮桿 伸縮桿采用碳纖維材料，重量輕，強(qiáng)度高；伸縮桿全部伸出時(shí)長度達(dá)4 m，能夠滿足棉包垛內(nèi)部探測需求；伸縮桿全部縮回時(shí)長度僅有0.7 m，攜帶方便。

3.1.3 攝像頭 攝像頭采用頂端和側(cè)面雙鏡頭，使用時(shí)可隨時(shí)切換，方便觀察前方和側(cè)面情況；攝像頭端嵌入可調(diào)亮度LED燈，保證在黑暗環(huán)境中能夠得到清晰的圖像。

3.1.4 軟線 在棉庫實(shí)際測試中發(fā)現(xiàn)，棉包垛對無線信號(hào)的傳輸存在干擾，所以在伸縮桿內(nèi)部需要采用軟線有線傳輸，軟線能夠隨著伸縮桿長度的變化進(jìn)行方便快捷的整理。

3.1.5 顯示屏 顯示屏用個(gè)人手機(jī)代替，在手機(jī)上安裝專用APP后，通過有線或無線連接棉包探測儀。通過APP可以查看、保存檢查的圖像、視頻資料，并記錄檢查時(shí)間。

3.2 儀器結(jié)構(gòu)

棉包垛探測儀包括伸縮桿，伸縮桿前部設(shè)置有攝像頭以及用于照明的補(bǔ)償光源[6]，尾部設(shè)有信號(hào)轉(zhuǎn)換器和鏡頭切換按鈕。棉包垛探測儀可與手機(jī)線連接也可以通過信號(hào)轉(zhuǎn)換器無線連接(圖2)。為方便操作和觀察，儀器單獨(dú)配備了手機(jī)支架。

圖2 儀器結(jié)構(gòu)

3.3 使用步驟

3.3.1 使用前準(zhǔn)備好棉包垛探測儀、待連手機(jī)、手機(jī)支架。

3.3.2 將手機(jī)置于手機(jī)支架上，調(diào)整好手機(jī)支架高度。

3.3.3 將棉包垛探測儀與手機(jī)通過軟件連接，然后打開信號(hào)轉(zhuǎn)換器。

3.3.4 使用時(shí)，將伸縮桿調(diào)整到合適長度，將其前端伸入到棉包垛內(nèi)部需要探查的地方。打開手機(jī)軟件，通過軟件進(jìn)行拍照或攝像，拍攝的圖像、視頻自動(dòng)存儲(chǔ)在手機(jī)軟件上。通過鏡頭切換按鈕切換攝像頭?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)伸縮桿長度，檢查不同位置的情況?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)攝像頭焦距，調(diào)整圖像清晰度。

3.3.5 一個(gè)位置檢查完后，拿出伸縮桿，移至另一檢查位置，重復(fù)上述步驟檢查。

3.3.6 儀器使用完后，應(yīng)妥善保存。

3.4 注意事項(xiàng)

3.4.1 使用前，確保棉包垛探測儀、手機(jī)功能正常，確保手機(jī)、信號(hào)轉(zhuǎn)換器電量充足。

3.4.2 使用時(shí)，伸縮桿移動(dòng)應(yīng)緩慢，保證拍攝圖像清晰，避免碰撞棉包。

3.4.3 拍攝的圖像中是否存在異常情況，需人工觀察圖像判斷。

3.4.4 檢查結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)對儀器進(jìn)行整理，信號(hào)轉(zhuǎn)換器應(yīng)補(bǔ)充電量。

4 應(yīng)用示范

項(xiàng)目組建立了中儲(chǔ)棉四川有限公司和中儲(chǔ)棉西安有限公司兩個(gè)應(yīng)用示范點(diǎn)。

4.1 中儲(chǔ)棉四川有限公司應(yīng)用示范

在中儲(chǔ)棉四川有限公司的應(yīng)用示范中，檢查人員將棉包垛探測儀伸入到棉包垛底部和中部的縫隙中，能夠較清楚地查看到棉包垛內(nèi)部是否存在霉變和空心的情況，有利于檢查人員早檢查、早發(fā)現(xiàn)、早處理。檢查人員表示：棉包垛探測儀對確保儲(chǔ)備棉的存儲(chǔ)質(zhì)量安全具有積極的作用，值得推廣。

4.2 中儲(chǔ)棉西安有限公司應(yīng)用示范

在中儲(chǔ)棉西安有限公司的應(yīng)用示范中，檢查人員利用伸縮桿，將攝像頭伸入棉包垛內(nèi)部進(jìn)行拍照、攝像，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)棉包垛內(nèi)部的異常情況，較以往相比，解決了目測難以發(fā)現(xiàn)棉包垛內(nèi)部霉變、空心等異常情況的問題。

5 結(jié)論

通過在兩個(gè)應(yīng)用示范點(diǎn)的試驗(yàn)，棉包垛探測儀達(dá)到了研究的目的，解決了檢查人員難以發(fā)現(xiàn)棉包垛內(nèi)部霉變、空心等異常情況的問題。棉包垛探測儀為國家主管部門和各地儲(chǔ)備公司進(jìn)行質(zhì)量安全檢查提供了一種方便、快捷的技術(shù)手段，下一步，將進(jìn)一步擴(kuò)大棉包垛探測儀的推廣應(yīng)用范圍，充分發(fā)揮其可視化探測的作用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)棉包垛內(nèi)部問題，及時(shí)處理，確保儲(chǔ)備棉存儲(chǔ)質(zhì)量安全，避免國家財(cái)產(chǎn)遭受損失。