浮选气泡测量及其影响因素分析

针对浮选槽中含气率高、气泡重叠、变形,以及不断发生气泡兼并与破裂的情况,建立了一套浮选气泡测量系统,详细介绍了其原理及测量方法,并在2L XDF机械搅拌式浮选机上,分析了起泡剂用量和充气量对气泡粒度的影响规律。结果表明:使用该系统能够成功测量浮选槽中的气泡直径;气泡最小直径在充气量0.1m3/h,起泡剂用量12.5μL/L条件下测得,为0.32mm;气泡直径受充气量和起泡剂用量的综合影响,仲辛醇作为起泡剂的临界用量为12.5μL/L。

气液两相流中微气泡测量问题的预处理技术

气泡运动是气液两相流动中的基本问题,水利、海洋、环境等工程均涉及微气泡测量问题,且广泛应用于水的净化和污水处理。为确保微气泡测量工作取得良好效果,对单CCD摄影机获得的微气泡视频图像进行背景处理十分关键。对于图像背景处理,首先基于数学形态学的基本理论,选用两种不同算法:①基于选取不同结构元素的M atlab算法;②采用滚球法。二者通过实例进行算法比较,滚球法效果较为显著,但仍需改进,于是提出基于聚类分析的图像分割算法,并对该算法提出优化设计,采用黄金分割法进行最优搜索,加快运行速度,节省时间,并更好地实现背景估计,为微气泡测量后期工作奠定了良好基础。

水中气泡运动特性及测量

舰船尾流气泡特性的研究是研制水下声、光尾流探测装备的基础。从受力分析的角度出发,对水中气泡在上浮过程中的速度方程、径向运动方程进行了理论推导与数值计算,得到了水中气泡上浮过程中的半径、速度以及在水中停留时间的变化规律。采用空气泵产生压缩空气,并通过微孔陶瓷管释放的方法建立了水中气泡产生及控制平台,系统通过调节空压泵气压,产生不同大小、密度、运动速度的气泡源,并采用片光源、短曝光时间相机对不同气泡特性进行了测量分析。实验结果与数值计算、文献报道的结果较好地得到吻合,为舰船尾流气泡特性研究提供理论及实验基础。

气浮工艺中微气泡的数码显微动态测量

数码显微摄像系统是集显微动态摄像法与计算机技术于一体的一种先进的测量手段。为此研制了数码显微摄像系统并对气浮工艺中微气泡进行了在线动态测量。试验结果表明,该系统优于已开发的其他气泡测量方法,具有分辨率高、准确可靠、简单省时、可连续在线检测等特点,尤其适合于液相体系的瞬间测量。

基于片光源照明成像的水中群气泡特性测量

研究了舰船尾流分布特性规律,分析了图像法测量舰船尾流气泡参数的难点,提出了片光源照明、高速摄影技术结合的尾流气泡群测量方法.采用空气泵产生压缩空气,并通过微孔陶瓷管释放的方法建立了水中气泡产生及控制平台,系统通过调节空压泵气压,产生不同大小、密度、运动速度的气泡源,并采用片光源、短曝光时间(最小曝光时间为14μs)高速相机对不同气泡源进行了测量分析.结果表明:采用片光源照明、CCD照相技术可对气泡群进行清晰成像,空压泵压力的调节可获取不同尺寸、密度、运动速度的气泡源.

基于PLC控制气泡自动测量装置的研制

通过需求分析,研制了一款军用检测水幕弹产品发泡量的仪器。该仪器以PLC为控制核心,机械机构部分,从整体设计、局部设计再到详细设计的分层递阶思想展开,并应用三维实体软件对其进行干涉检验;控制部分,根据功能需求选择适当的电器元件,搭建系统控制平台,并选用梯形图语言编写控制程序,实现系统的自动控制。经过试验测试,该系统能够很好地实现精密测量和自动控制的要求。

动态气泡直径的远场干涉测量方法

利用气泡远场干涉对动态气泡直径进行测量,结果表明,当透明液体中的动态气泡经过激光束时必然在远场产生圆环状干涉条纹.对传统分光仪进行改制,用数码照相机代替望远镜,并连接计算机,组合成动态气泡直径测量系统,拍摄得到干涉条纹,对干涉条纹的角半径进行测量,并计算出气泡直径,测量相对差为1.1%.该系统还可对单个气泡束流或多个气泡束流进行气泡直径的统计.

基于激光视觉原理测量玻璃中气泡的尺寸

为了实现玻璃中气泡尺寸的在线测量,基于激光视觉原理,采用线结构激光器、线阵CCD相机和运动控制系统在实验室搭建玻璃气泡的动态测量系统。投射到玻璃表面的线结构激光光斑经变焦镜头成像在相机的光敏阵列上,相机的横向扫描与运动平台的纵向扫描配合,利用Sapera Cam Expert图像采集软件获得玻璃气泡的灰度图像;理论上讨论了图像的纵向和横向精度,给出了气泡图像失真的判断依据及工作像素时钟频率与玻璃板纵向运动速率之间的匹配关系;采集了不同纵向运动速率下气泡的灰度图像,利用Sapera Architect软件测量气泡图像的横向和纵向像素数,通过理论计算得出气泡的横向和纵向尺寸,并与直尺测量结果比较,发现纵向尺寸相对误差为0.18,横向尺寸相对误差为0.05。结果表明,在相机工作距离、焦距和像元尺寸确定的情况下在误差允许的范围内该系统可以用来测量气泡的横向尺寸。

平面图像里重叠微小气泡的分离及测量

目前,较准确地测量高密度、微米量级的微小气泡的方法为图像处理法,即利用CCD摄像机对其摄像来进行气泡测量。但在所获得平面图像里有部分气泡重叠,这会带来较大的测量误差。根据1台隔行CCD摄像机所摄得的平面图像里重叠气泡中各气泡像大多各自位于奇数扫描线和偶数扫描线上这一特征,分别对奇数和偶数扫描线上进行处理来分离重叠气泡,然后对同一物像进行识别和以物像的可见灰度像素对不可见像素进行校正来计算气泡的特征值,通过测量证明效果显著。

基于可视化粒子追踪和图像动态光散射技术的原位纳米气泡粒径测量

为实现对纳米气泡粒径的原位和实时测量,将可视化粒子追踪与图像动态光散射技术相结合,开发出一种新的测量方法.首先,基于可视化方法,利用暗场显微镜成像,得到纳米气泡的原位粒径分布.然后,采用图像动态光散射法,对纳米气泡制备过程进行实时粒径监测,并得到了样品池中纳米气泡在稳态下的纵向粒径分布.结果表明,与商用ZetaSizer纳米粒子测量仪相比,利用所提测量方法能够获得整个样品池中的纳米气泡粒径信息,实验数据更详细,结果更准确.因此,该测量方法是一种准确性较高、实时简单的测量技术,为准确测量纳米气泡和纳米粒子的粒径分布提供了一种新手段.

废纸脱墨浮选柱中气泡大小的测量方法

废纸脱墨浮选柱(简称:浮选柱)中的气泡大小对脱除废纸浆中的油墨颗粒和其他杂质颗粒的效率起着相当重要的作用,它不仅决定着气泡在浮选柱中的上升速度,而且直接影响到用于聚集油墨及其它杂质颗粒的气液界面的大小。但是由于废纸浆的成分复杂、纤维在浆中呈现网状结构、废纸浆的弱透光性和在纸浆中气泡的不断上升运动等原因,浮选柱中气泡大小的测量是一个相当复杂的问题,因而给浮选操作中气泡的大小控制带来很大的困难和盲目性。本文介绍了国外相关行业的类似气-液-固三相体系研究中使用的闪光X-射线法、声波检测法和带取样器的CCD照相法三种气泡大小测定的方法。

海底渗漏气泡流量测量过程的模糊控制

为了使海底天然气渗漏气泡流量测量过程具有稳定性和较高的测量精度,需要对气泡-水两相流介质的声场强度进行控制。根据测量装置的静态和动态特性以及声波线性传播方程,建立了声场强度的控制模型,针对被控环节的输入输出关系设计了模糊控制器。之后在MATLAB Simulink里面建立仿真模型,并进行了仿真实验。仿真结果表明,经过模糊控制器的调节,介质的声场强度可以跟踪被测介质中的气泡状态变化,其输出值的波动小于5%。该模糊控制器可用于海底渗漏气泡流量测量仪器的控制电路,从而实现了声波声场强度的控制。

海底天然气渗漏流量声学测量方法及初步实验研究

测量每年海底渗漏释放到海洋水体及大气中的具有温室效应的甲烷的量具有重要的科学意义。文章提出了测量前调整气泡状态并用透射声波波形-幅度参数测量渗漏气泡流量的新方法。通过空间频谱分析得出声波测量窗口高度小于气泡流每秒上升的距离时,文章所设计的声波传感系统可以有效地测量气泡流速。根据求解声波方程的Born近似方法得出了气泡直径与测量声波波长的关系,该关系是确定测量系统结构参数的依据。实验表明,采用蜂窝芯板为主的结构可把气泡调整为直径小于3mm且空间分布均匀的状态,气泡流速测量精度可达±2%,透射声波幅度与截面含气率有近线性关系;初步验证了气泡流量测量方法的可行性。

基于Sopc技术的气泡检测系统设计

在现代化学生产过程中,对气液两相流中参数的测定有着重要的意义。文中以电导探针法为基础,通过使用NIOSⅡ软核技术以及硬件描述语言实现了将整个测量通信系统整合在单片fpga上,实现了对鼓泡塔内气泡参数的快速测量,具有数据量大、实时性强、构造简单且易于实现的优点。

基于Zemax的外海观测光纤探针传感器探头结构的优化设计

光纤探针法是一种适合观测波浪破碎瞬间卷入微气泡羽流的方法,现有的观测探针探头多采用塑料、玻璃等材质,存在脆性大、损耗大、不耐低温、易腐蚀等缺点,拟设计一种蓝宝石光纤探针克服其局限性,提升探测性能。文章在介绍光纤探针传感器测量原理的基础上,采用光学仿真软件Zemax建立了光纤探针传感器探头的仿真模型,并利用模型对其每针的材质、形状、角度等结构设计关键因素进行了优化设计,由仿真结果确定了每针形状为圆锥形、传输材质为蓝宝石。该仿真结果将为后续光纤探针传感器系统的整体设计及光路优化奠定基础。

脱墨浆渣浮选柱气泡尺寸测量的研究

废纸脱墨浮选柱中的气泡大小对脱除废纸浆中的油墨颗粒和其他杂质颗粒的效率起着相当重要的作用,但是由于多种原因,浮选柱中气泡大小的测量是一个相当复杂的问题。本研究根据现有的试验条件,采用外部摄像的方法对浮选柱工作状态下的气泡进行了图像采集由于气泡成像的特点,为提高图像的成像质量,对相机参数和背景光源进行了对比试验,并在此基础上对气泡的图像进行了灰度化、滤波、边缘提取以及数学形态学等处理,最后提取到具有气泡特征的二值图像计算出了气泡的面积及当量直径。