本發(fā)明涉及一種蒸箱濕度估計(jì)裝置及方法，尤其涉及一種采用自動(dòng)比色估計(jì)蒸箱濕度的裝置及方法，屬于測(cè)量測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
汽蒸是把印染后的布料通過(guò)蒸汽消毒烘干，使染料固著在纖維上面，并帶走衣服上面殘留的化學(xué)成分的過(guò)程，汽蒸在密閉的蒸箱內(nèi)完成，蒸箱內(nèi)架有導(dǎo)輥，上下穿布，蒸箱箱體墻板采用不銹鋼板，并外嵌有保溫層。蒸箱內(nèi)彌漫高溫、高濕、高壓的蒸汽，蒸箱內(nèi)濕度計(jì)要求具有一定的精度、響應(yīng)速度、靈敏度和穩(wěn)定度。瑞士羅卓尼克公司生產(chǎn)的HC2系列工業(yè)耐高溫高壓溫濕度探頭，采用不銹鋼DN1.4305外殼材質(zhì)。但是價(jià)格昂貴，長(zhǎng)期暴露在高溫高壓環(huán)境中，使用壽命較短，一年內(nèi)需更換多枚溫濕度探頭，成本居高不下。為了提高高溫高壓環(huán)境下傳感器的使用壽命，現(xiàn)有技術(shù)大多采用傳感器保護(hù)管實(shí)現(xiàn)。公開(kāi)號(hào)為：CN102721482A的國(guó)內(nèi)實(shí)用新型專(zhuān)利《一種耐高溫高壓高濕度溫度傳感器》公開(kāi)了一種球形保護(hù)管，保護(hù)管內(nèi)充滿(mǎn)氧化鎂粉，尾端由密封塊密封，正極偶絲和負(fù)極偶絲的尾端穿過(guò)密封塊置于密封塊的外部，保證了在高溫、高壓、高濕度的惡劣環(huán)境下完全密封，從而保證傳感器可靠性與測(cè)溫精度，并且延長(zhǎng)使用壽命。另一種解決思路是將濕度探測(cè)裝置和檢測(cè)裝置分離，選用成本低的濕度探測(cè)裝置和蒸箱內(nèi)高溫高壓環(huán)境接觸，而檢測(cè)裝置則安裝在蒸箱外部，不直接接觸高溫高壓環(huán)境。由于濕度探測(cè)裝置成本低，可隨時(shí)更換。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種蒸箱濕度估計(jì)裝置。為了實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案采用自動(dòng)比色估計(jì)蒸箱濕度，其特征在于，結(jié)構(gòu)包括：濕度估計(jì)箱、小型負(fù)壓泵及遠(yuǎn)端服務(wù)器；其中濕度估計(jì)箱安裝在蒸箱側(cè)壁的檢測(cè)窗上，檢測(cè)窗開(kāi)口尺寸正好和濕度估計(jì)箱開(kāi)口尺寸相同，濕度估計(jì)箱通過(guò)密封圈封住蒸箱的檢測(cè)窗，防止檢測(cè)期間蒸汽泄露；其中濕度估計(jì)箱通過(guò)氣連軟管和小型負(fù)壓泵相連，小型負(fù)壓泵的作用是將濕度估計(jì)箱中的泄露蒸汽抽空，防止污染濕度估計(jì)箱內(nèi)檢測(cè)設(shè)備；其中濕度估計(jì)箱通過(guò)通信連接和遠(yuǎn)端服務(wù)器相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)端服務(wù)器；所述濕度估計(jì)箱由可置換比色板、采樣暗箱、比色光源、比色相機(jī)及交互終端組成；其中可置換比色板分左右兩個(gè)區(qū)域：雙層玻璃夾板和單層玻璃夾板，雙層玻璃夾板內(nèi)嵌濕度比色卡，單層玻璃夾板內(nèi)嵌濕度試紙；濕度比色卡夾在雙層玻璃夾板內(nèi)，不接觸外部蒸汽；濕度試紙固定在單層玻璃夾板內(nèi)，暴露在外部蒸汽中；可置換比色板從上方插入濕度估計(jì)箱，單層玻璃夾板固定濕度試紙一側(cè)，蒸箱內(nèi)蒸汽與濕度試紙接觸，使之變色，但是由于可置換比色板遮擋在采集暗箱開(kāi)口處，蒸箱內(nèi)蒸汽大部分無(wú)法進(jìn)入采集暗箱；在更換可置換比色板時(shí)泄露進(jìn)入采集暗箱的蒸汽則被小型負(fù)壓泵抽空；其中比色光源和比色相機(jī)安裝在采集暗箱內(nèi)，比色光源產(chǎn)生穩(wěn)定照度的環(huán)境光；比色相機(jī)正對(duì)可置換比色板，經(jīng)過(guò)調(diào)焦之后，采集可置換比色板的濕度比色卡和濕度試紙的彩色圖像；其中交互終端由微處理器、液晶觸摸屏、通信模塊、彩色圖像采集模塊組成，彩色圖像采集模塊和比色相機(jī)相連，將比色圖像傳送至微處理器進(jìn)行運(yùn)算，微處理器固化有比色校對(duì)程序及比色濕度檢測(cè)程序，濕度檢測(cè)數(shù)值在液晶觸摸屏上顯示，液晶觸摸屏還實(shí)現(xiàn)指令輸入的人機(jī)交互功能；交互終端通過(guò)通信模塊的通信連接和遠(yuǎn)端服務(wù)器通信，傳送檢測(cè)數(shù)據(jù)，通信連接的通信方式為有線(xiàn)通信、無(wú)線(xiàn)通信、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中的任一種或者任意多種之組合。為了實(shí)現(xiàn)蒸箱濕度估計(jì)功能，本發(fā)明還提供了一種蒸箱濕度估計(jì)方法，具體步驟包括：一、校正過(guò)程步驟1.1、采樣濕度比色卡顏色分量；濕度比色卡不同色塊對(duì)應(yīng)不同的濕度值，在穩(wěn)定照度的環(huán)境光中，采樣濕度比色卡不同色塊的紅綠藍(lán)顏色分量，記為：{Ri，Gi，Bi，Hi}，其中Ri是第i檔色塊的紅色分量、Gi是第i檔色塊的綠色分量、Bi是第i檔色塊的藍(lán)色分量、Hi是第i檔色塊對(duì)應(yīng)的濕度標(biāo)稱(chēng)值；其中i＝1，2，..，N，N是比色卡色塊數(shù)量，是一個(gè)常數(shù)；步驟1.2、釋放蒸汽；逐步增加蒸箱內(nèi)部濕度；步驟1.3、等濕度間隔采樣濕度試紙顏色分量；記為：{rt，gt，bt}，其中rt是第t次采樣的紅色分量、gt是第t次采樣的綠色分量、bt是第t次采樣的藍(lán)色分量；步驟1.4、采樣標(biāo)準(zhǔn)濕度值；在每次采樣濕度試紙顏色的同時(shí)，采樣標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)的濕度值ht；步驟1.5、計(jì)算比色色差；第t次采樣的色差DIFFt計(jì)算公式：其中表示歸一化操作，因此DIFFt∈[0，1]，參考色塊i的選擇公式為：上式中令H0＝H1及HN+1＝HN；且算符是使(·)條件成立的i的取值；步驟1.6、三次樣條插值擬合；根據(jù)采樣點(diǎn)列{hi，DIFFt}分別在子區(qū)間上進(jìn)行三次樣條插值擬合；擬合之后的結(jié)果保存為色差校正表即以濕度值HUM的離散值n為下標(biāo)對(duì)應(yīng)的比色色差DIFF的表，式中Δhum為濕度離散間隔，為一常數(shù)，HUM為濕度值，符號(hào)表示向下取整；二、檢測(cè)過(guò)程步驟2.1、采樣濕度試紙顏色分量；{r，g，b}步驟2.2、采樣濕度比色卡顏色分量；{Ri，Gi，Bi}，i＝1，2，..，N步驟2.3、計(jì)算比色色差；分別計(jì)算和各色塊的色差：步驟2.4、取差值最小的三個(gè)色塊；n1、n2和n3依次為DIFFi最小的三個(gè)色塊的標(biāo)號(hào)，即滿(mǎn)足DIFFn1＜DIFFn2＜DIFFn3；步驟2.5、選擇查表區(qū)間；如果DIFFn2-DIFFn1＞DIFFn3-DIFFn1，則查表區(qū)間為n2與n3之間，并靠近n2一側(cè)；反之DIFFn2-DIFFn1＜DIFFn3-DIFFn1，則查表區(qū)間為n2與n1之間，并靠近n2一側(cè)；如果n1＝1或者n1＝N，則判斷如果DIFFn2-DIFFn1＞TH，則查表區(qū)間為小于n1或者大于n1，其中TH為閾值，經(jīng)驗(yàn)得到的常數(shù)；步驟2.6、查表得到濕度值；在查表區(qū)間內(nèi)比較色差校正表T，找到DIFFn1介于DIFF(n)和DIFF(n+1)之間對(duì)應(yīng)的濕度值HUM＝n·Δhum；以上步驟1.1至步驟1.6和步驟2.2在更新照明環(huán)境或檢測(cè)參數(shù)時(shí)執(zhí)行一次即可。綜上所述，本發(fā)明的有益技術(shù)特征在于：采用濕度探測(cè)裝置和檢測(cè)裝置分離的技術(shù)方案，選用成本低的濕度試紙和蒸箱內(nèi)高溫高壓環(huán)境接觸，而檢測(cè)裝置安裝在蒸箱外部，整體結(jié)構(gòu)模塊化程度高，成本低，安裝簡(jiǎn)便，具有廣闊的市場(chǎng)前景。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明一種蒸箱濕度估計(jì)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一種蒸箱濕度估計(jì)裝置的色卡校正步驟的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明一種蒸箱濕度估計(jì)方法的流程圖；圖4是本發(fā)明一種蒸箱濕度估計(jì)方法的校正曲線(xiàn)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例：本發(fā)明一種蒸箱濕度估計(jì)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(見(jiàn)附圖1)，其結(jié)構(gòu)包括：濕度估計(jì)箱112、小型負(fù)壓泵101及遠(yuǎn)端服務(wù)器107；濕度估計(jì)箱112安裝在蒸箱100側(cè)壁的檢測(cè)窗102上，檢測(cè)窗102開(kāi)口尺寸正好和濕度估計(jì)箱112開(kāi)口尺寸相同，濕度估計(jì)箱112通過(guò)密封圈116封住蒸箱100的檢測(cè)窗102，防止檢測(cè)期間蒸汽泄露；濕度估計(jì)箱112通過(guò)氣連軟管115和小型負(fù)壓泵101相連，小型負(fù)壓泵101的作用是將濕度估計(jì)箱112中的泄露蒸汽抽空，防止污染濕度估計(jì)箱112內(nèi)檢測(cè)設(shè)備；濕度估計(jì)箱112通過(guò)通信連接114和遠(yuǎn)端服務(wù)器107相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)端服務(wù)器107；所述濕度估計(jì)箱112由可置換比色板103、采樣暗箱113、比色光源104、比色相機(jī)105及交互終端106組成；其中可置換比色板103分左右兩個(gè)區(qū)域：雙層玻璃夾板110和單層玻璃夾板111，雙層玻璃夾板110內(nèi)嵌濕度比色卡108，單層玻璃夾板111內(nèi)嵌濕度試紙109；濕度比色卡108夾在雙層玻璃夾板110內(nèi)，不接觸外部蒸汽；濕度試紙109固定在單層玻璃夾板111內(nèi)，暴露在外部蒸汽中；可置換比色板103可從上方插入濕度估計(jì)箱112，單層玻璃夾板111固定濕度試紙109一側(cè)，蒸箱100內(nèi)蒸汽與濕度試紙109接觸，使之變色，但是由于可置換比色板103遮擋在采集暗箱113開(kāi)口處，蒸箱100內(nèi)蒸汽大部分無(wú)法進(jìn)入采集暗箱113；在更換可置換比色板103時(shí)泄露進(jìn)入采集暗箱113的蒸汽則被小型負(fù)壓泵101抽空；其中比色光源104和比色相機(jī)105安裝在采集暗箱113內(nèi)，比色光源104產(chǎn)生穩(wěn)定照度的環(huán)境光；比色相機(jī)105正對(duì)可置換比色板103，經(jīng)過(guò)調(diào)焦之后，采集可置換比色板103的濕度比色卡108和濕度試紙109的彩色圖像；其中交互終端106由微處理器、液晶觸摸屏、通信模塊、彩色圖像采集模塊組成，彩色圖像采集模塊和比色相機(jī)105相連，將比色圖像傳送至微處理器進(jìn)行運(yùn)算，微處理器固化有比色校對(duì)程序及比色濕度檢測(cè)程序，濕度檢測(cè)數(shù)值在液晶觸摸屏上顯示，液晶觸摸屏還實(shí)現(xiàn)指令輸入的人機(jī)交互功能；交互終端106通過(guò)通信模塊的通信連接114和遠(yuǎn)端服務(wù)器107通信，傳送檢測(cè)數(shù)據(jù)，通信連接114的通信方式為有線(xiàn)通信、無(wú)線(xiàn)通信、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中的任一種或者任意多種之組合；實(shí)施例：本發(fā)明一種蒸箱濕度估計(jì)裝置的色卡校正步驟的結(jié)構(gòu)示意圖(見(jiàn)附圖2)，其結(jié)構(gòu)包括：標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)201、濕度比色卡202、濕度試紙203，及校正計(jì)算機(jī)204；其中標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)201、濕度比色卡202、濕度試紙203都置于蒸箱200之中；標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)201為經(jīng)過(guò)計(jì)量檢定機(jī)關(guān)標(biāo)定過(guò)的電子式濕度測(cè)量計(jì)，優(yōu)選瑞士羅卓尼克公司生產(chǎn)的HC2系列工業(yè)耐高溫高壓溫濕度探頭；標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)201通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)連至校正計(jì)算機(jī)204；濕度比色卡202和濕度試紙203在不同蒸汽濕度值下的顏色檢測(cè)值傳送至校正計(jì)算機(jī)204，計(jì)算校正參數(shù)。如圖3所示，本發(fā)明一種蒸箱濕度估計(jì)方法的流程圖，具體步驟包括：一、校正過(guò)程步驟1.1、采樣濕度比色卡顏色分量300；濕度比色卡不同色塊對(duì)應(yīng)不同的濕度值，在穩(wěn)定照度的環(huán)境光中，采樣濕度比色卡不同色塊的紅綠藍(lán)顏色分量，記為：{Ri，Gi，Bi，Hi}，其中Ri是第i檔色塊的紅色分量、Gi是第i檔色塊的綠色分量、Bi是第i檔色塊的藍(lán)色分量、Hi是第i檔色塊對(duì)應(yīng)的濕度標(biāo)稱(chēng)值；其中i＝1，2，..，N，N是比色卡色塊數(shù)量，是一個(gè)常數(shù)；步驟1.2、釋放蒸汽301；逐步增加蒸箱內(nèi)部濕度；步驟1.3、等濕度間隔采樣濕度試紙顏色分量302；記為：{rt，gt，bt}，其中rt是第t次采樣的紅色分量、gt是第t次采樣的綠色分量、bt是第t次采樣的藍(lán)色分量；步驟1.4、采樣標(biāo)準(zhǔn)濕度值303；在每次采樣濕度試紙顏色的同時(shí)，采樣標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)的濕度值ht；步驟1.5、計(jì)算比色色差304；第t次采樣的色差DIFFt計(jì)算公式：其中表示歸一化操作，因此DIFFt∈[0，1]，參考色塊i的選擇公式為：上式中令H0＝H1及HN+1＝HN；且算符是使(·)條件成立的i的取值；步驟1.6、三次樣條插值擬合305；根據(jù)采樣點(diǎn)列{hi，DIFFt}分別在子區(qū)間上進(jìn)行三次樣條插值擬合；擬合之后的結(jié)果保存為色差校正表即以濕度值HUM的離散值n為下標(biāo)對(duì)應(yīng)的比色色差DIFF的表，式中Δhum為濕度離散間隔，為一常數(shù)，HUM為濕度值，符號(hào)表示向下取整；二、檢測(cè)過(guò)程步驟2.1、采樣濕度試紙顏色分量306；{r，g，b}步驟2.2、采樣濕度比色卡顏色分量307；{Ri，Gi，Bi}，i＝1，2，..，N步驟2.3、計(jì)算比色色差308；分別計(jì)算和各色塊的色差：步驟2.4、取差值最小的三個(gè)色塊309；n1、n2和n3依次為DIFFi最小的三個(gè)色塊的標(biāo)號(hào)，即滿(mǎn)足DIFFn1＜DIFFn2＜DIFFn3；步驟2.5、選擇查表區(qū)間310；如果DIFFn2-DIFFn1＞DIFFn3-DIFFn1，則查表區(qū)間為n2與n3之間，并靠近n2一側(cè)；反之DIFFn2-DIFFn1＜DIFFn3-DIFFn1，則查表區(qū)間為n2與n1之間，并靠近n2一側(cè)；如果n1＝1或者n1＝N，則判斷如果DIFFn2-DIFFn1＞TH，則查表區(qū)間為小于n1或者大于n1，其中TH為閾值，經(jīng)驗(yàn)得到的常數(shù)；步驟2.6、查表得到濕度值311；在查表區(qū)間內(nèi)比較色差校正表T，找到DIFFn1介于DIFF(n)和DIFF(n+1)之間對(duì)應(yīng)的濕度值HUM＝n·Δhum；以上步驟1.1至步驟1.6和步驟2.2在更新照明環(huán)境或檢測(cè)參數(shù)時(shí)執(zhí)行一次即可。如圖4所示，本發(fā)明一種蒸箱濕度估計(jì)方法的校正曲線(xiàn)示意圖。校正曲線(xiàn)400為分段擬合曲線(xiàn)，橫坐標(biāo)為相對(duì)濕度值HUM(％)408，縱坐標(biāo)為比色色差DIFF(％)409，色塊403對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱(chēng)濕度值排列在橫坐標(biāo)上；色塊對(duì)應(yīng)濕度值404和兩色塊間一半濕度值405為查表區(qū)間的分割線(xiàn)，采樣點(diǎn)401為擬合的控制點(diǎn)；實(shí)際檢測(cè)點(diǎn)402的比色色差值407經(jīng)過(guò)查表后得到對(duì)應(yīng)的濕度值406。