基于边缘计算的砂砾粒径测量系统

砂砾的浓度是评价沙尘暴等风沙气象危害程度的重要因素,而沙尘浓度是砂砾的外在表现,客观精确地测量砂砾的粒度分布对于风沙流动研究和荒漠化防治有重要意义。以砂砾的粒度分布作为研究对象,搭建基于边缘计算的砂砾粒径测量系统。感知层中,砂砾经振动平台均匀落入暗室,线阵相机采集的图像经数据层读取,在全局阈值分割、形态学处理后获取砂砾目标,使用连通域标记、最小外接圆、最小外接矩形算法测量直径;边缘部署基于PyQt5开发的上位机软件,融入粒径检测算法,提高算法执行效率。采用(3.000±0.005)mm标准规格钢珠,针对3种算法开展砂砾粒径测量系统精度评价实验分析。实验结果表明,连通域标记法在精度、速度表现最好,测量平均误差为0.070 mm,最大误差为0.151 mm。最后,对3种不同规格砂砾开展粒径分布测试实验,粒径识别准确率在95.5%以上,边缘计算设备对分辨率为3 993×4 096图片的计算时间分布在46.1~50.7 ms。研究证明,本系统具有较高的检测精度和检测效率,可以满足科研观测等现场实验的基本要求,具有良好的应用价值。

利用光子探测分析法研究超微细材料表面特征

采用光子探测分析法,对自制的两类超微细材料———超细重质碳酸钙粉体和以超细改性重质碳酸钙粉体为填料的聚氯乙稀塑料薄膜的粒径分布和表面形貌进行了研究,并将所得结果与采用传统的微区分析方法———扫描电子显微分析所得的结果进行比较.结果表明:对于亚微米材料的粒径分析,利用光子技术的动态光散射法更精确;对于超微细材料在塑料中的分散性能的研究,激光共聚焦扫描二维数字成像分析比扫描电镜具有更大的优越性.据此,得到了一种表征超微细材料表面特征的新方法.

独立模式反演算法在激光粒度测试中的应用研究

粒度反演算法是基于米氏散射理论的激光粒度仪的关键技术。针对独立模式迭代反演算法对噪声太敏感,以至于在实际应用中出现粒度测量失真的问题,提出采用5点3次数据平滑算法对其反演进行处理,同时以VISUALC^(++)6.0为开发平台,编写测试软件对算法进行仿真研究,并与粒度真实分布进行了对比。结果表明,特征粒径D_(10),D_(90)的误差分布小于5%,D_(50)的误差分布小于3%,说明数据平滑处理后的反演结果能够反映粒度的真实分布,解决了探测光能误差使粒度测量结果失真的难题,基本满足了现代粉体工业粒度测量的精度高、抗干扰性能强、稳定可靠等要求。

共轴两焦面探测信号的激光粒度测试

为了提高激光粒度仪测量宽分布范围粒径的能力，根据衍射原理，提出扩大测试动态范围的方法。该方法使用共轴的双透镜，在两个焦平面同时探测信号，将这些信号合成后经数据处理得到粒子尺寸分布。模拟计算表明，使用两个100mm焦距的透镜和两个32环的多元探测器可测量粒径为1-2000μm的颗粒，动态范围为2000：1。这种方法在不需更换镜头、不改变探测器轴向位置的情况下可以测量较大量程内的粒径分布。

纳米颗粒粒径测量的非负最小二乘法算法分析及改进

介绍用于光子相关光谱法颗粒粒径分布计算中的非负最小二乘法,并对其进行改进,增加自动搜索反演范围功能。通过数值模拟分析,比较了在无噪声和多种噪声水平影响下非负最小二乘法和自动搜索反演范围的最小二乘法对单分散和双分散颗粒系的反演结果。研究表明:自动搜索反演范围的最小二乘法用于颗粒粒径的计算能获得更加准确的结果。

选矿自动化中矿浆粒度的在线检测

在线检测矿流粒度分布对指导生产操作和获取最佳经济效益至关重要。本文介绍了ＰＳＭ４００和ＰＳＩ２００两种不同类型的在线粒度分析仪的原理、配置、应用技术和应用效果。永平铜矿在实践中总结了ＰＳＭ４００型超声波粒度分析仪的频率选择和标定方法。ＲＳＩ２００型粒度分析仪直接线性测量具有无可比拟的优越性，应用前景广阔。

生料球粒度在线检测方法研究

水泥窑生料球粒度大小对水泥质量具有直接影响，目前尚无生料球粒度在线检测手段。本文基于计算机图象识别技术，提出一种在线测定生料球粒度的新方法，解决了料球图象识别的关键问题——料球的边缘检测。并以此组成生料球粒度在线检测系统，其输出可作为现有生料球预加水控制系统的反馈信号，以便实现闭环控制。对比实验表明，系统给出的粒度分布及平均粒度与实际粒度分布及平均粒度基本吻合。

料球粒径的非接触检测方法

本文介绍一种基于计算机视觉技术的水泥生料球粒径非接触检测方法，该方法可以在线检测料球的平均粒径及粒径分布，并可作为现有预加水成球控制系统的反馈信号，从而实现预加水成球的闭环控制。实验结果表明。

超微及纳米材料中光子探测技术的应用研究

采用高灵敏度微弱发光探测、动态光散射法测量、激光共聚集扫描二维数字成像分析等光子探测分析方法,对自制的超微材料、纳米材料进行了研究,并和传统的扫描电子微区分析结果作比对,结果表明这可以成为一种研究超微材料、纳米材料表征的全新方法和手段,而且纳米颗粒对水样品的吸附性数据能够用于区分水的来源与水质。

用于光子相关光谱颗粒粒度测量的实数编码混合遗传算法

提出一种自动缩小反演范围的实数编码混合遗传算法,并用于光子相关光谱颗粒粒度测量中.该算法利用混沌遍历性质,融入模拟退火算法,具有较强的局部搜索能力.通过数值模拟,讨论在无噪声和多种噪声水平影响下单分散颗粒系的反演结果;分析90 nm聚苯乙烯标准颗粒样品的实验测量数据.结果表明,反演的粒径分布在峰值位置、峰宽度、峰对称性等方面很接近颗粒的真实分布,具有较强的抗噪声干扰能力.

动态光散射颗粒测量中相关函数最优截断点的确定

从动态光散射信号中反演纳米颗粒粒度分布,结果准确性和重复性受测量的自相关函数数据点影响,数据点长度不同会导致不同的反演结果。为了解决该问题,提出了一种根据拟合自相关函数的均方根误差来截断自相函数的方法,该方法通过设置拟合误差阈值来自适应地选择最佳自相关函数数据点数。实验结果表明,使用均方根误差阈值方法获得的颗粒粒度分布比其他方法获得的结果具有更高的准确性和更好的重复性。

球团粒度的在线检测

球团粒度大小对球团质量具有重要影响,采用基于小波理论的计算机图像处理技术,研究出一种在线测定堆积球团粒度的方法,解决了球团图像识别的关键问题———球团的边界提取。并以此为基础构造了球团粒度在线检测系统,输出信号可反馈控制配料和造球机的工作,以便生产出高质量的球团矿。实验结果表明,系统计算的粒度分布及平均粒度与实际粒度分布及平均粒度基本吻合。

在线粒度检测在煤泥水系统中的应用

煤泥水的性质随煤种、产地、采煤方法、运输方式、选煤手段、原煤中细粒含量、次生煤泥性质和数量、可溶性盐类的种类和数量,以及所用水质的变化而变化,且直接影响到煤泥水的沉降特性、絮凝性质、过滤效果及脱水后的产品水分含量等。针对煤炭开发与水资源利用形成的尖锐矛盾,在选煤厂中急需实现对煤泥水系统的在线粒度检测。目前针对不同煤泥水的粒度在线检测方式主要有激光、超声、接触测量等,本文通过对比不同粒度测量方式的应用特点、适用范围,以及各种测量方式在产品级上的使用情况,针对煤泥水系统的特性,选择基于线性检测原理的直接接触式测量的BPSM_MS在线粒度仪作为煤泥水处理系统的在线粒度检测仪器,通过先进的在线检测分析方式实现煤泥水系统的关键参数在线检测与分析,研究煤泥水粒度特性的时空变化特征及对异常工况的分析及报警技术,为煤泥水系统的过程智能控制提供重要的参数依据。