CN106018668B - 一种灰熔融性测试仪及其取像方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤质检测分析技术领域，尤其涉及一种灰熔融性测试仪及其取像方法。灰熔融性测试仪包括高温炉、炉管、背景板、取像组件以及圆盘形的灰锥托板，炉管设于高温炉内，灰锥托板设于炉管内，灰锥托板的下方设有用于驱动灰锥托板在炉管内旋转的旋转机构；取像组件用于获得灰锥托板上灰锥的图像；背景板位于灰锥托板的中部，且背景板的上边缘与炉管的顶部连接，背景板的下边缘位于灰锥托板上表面的下方，背景板为镜面反射器件，背景板的反射面朝向炉管的低温区，取像组件朝向背景板反射面的反射端。本发明的灰熔融性测试仪提高了测试效率，炉管结构简单。

Description

一种灰熔融性测试仪及其取像方法

技术领域

本发明涉及煤质检测分析技术领域，尤其涉及一种灰熔融性测试仪及其取像方法。

背景技术

灰熔融测试仪器是用于检测煤样灰锥的熔融性的仪器，灰锥的熔融性直接关系到电厂锅炉是否有烧结及烧结的严重程度，对锅炉及水泥立窑等安全使用的影响极大。目前的灰熔融测试仪中，煤样灰锥设置于托板上，而托板固定于托杯上。在测试过程中，托杯带动托板旋转，使煤样灰锥在高温炉管恒温区内旋转而均匀升温加热，直至煤样灰锥达到熔融状态。在此过程中，由摄像机构实时进行拍照取像，通过电脑或人工分析，得出煤样的变形、软化、半球及流动四个特征点的温度。

如图1所示，现有的灰熔融测试仪中，炉管101上靠近摄像机102的一侧设有取像管103，与取像管103相对的一侧设有背景管104，背景管104的空腔有效地防止了光的反射，形成明显区别于样品以及周围托板、炉管101的相对暗色背景，以便于摄像机102对样品的有效识别。背景管104的设置导致炉管101的设计复杂，可靠性降低。并且现有的灰熔融性测试仪为保证摄像机一次取像时仅拍摄到一个样品，需要透过靠近摄像机一侧的两个样品的间隙来拍摄远离摄像机的一个样品，导致放样数量有限。目前市场上60mm直径的样品托板，理论上只能放置5个国标的样品，托板利用率低，每次测试需要5个小时以上，测试功率要超过3千瓦，单次实验样品测试效率较低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决灰熔融性测试仪测试效率低且炉管设计复杂的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种灰熔融性测试仪，包括高温炉、炉管、背景板、取像组件以及圆盘形的灰锥托板，所述炉管设于所述高温炉内，所述灰锥托板设于所述炉管内，所述灰锥托板的下方设有用于驱动所述灰锥托板在所述炉管内旋转的旋转机构；所述取像组件用于获得所述灰锥托板上灰锥的图像；所述背景板位于所述灰锥托板的中部，且所述背景板的上边缘与所述炉管的顶部连接，所述背景板的下边缘位于所述灰锥托板上表面的下方，所述背景板为镜面反射器件，所述背景板的反射面朝向所述炉管的低温区，所述取像组件朝向所述背景板反射面的反射端。

根据本发明，所述炉管包括轴线与所述灰锥托板垂直的第一腔室以及轴线与所述灰锥托板平行的第二腔室，所述取像组件设置在第一腔室的下端。

根据本发明，所述炉管包括轴线与所述灰锥托板垂直的第一腔室以及轴线与所述灰锥托板平行的第二腔室，所述取像组件设置在第二腔室的开口端。

根据本发明，所述背景板采用蓝宝石制成。

根据本发明，所述背景板采用三棱镜制成。

根据本发明，所述背景板与所述炉管采用烧结方式连接。

根据本发明，所述背景板采用全反射棱镜制成。

本发明提供了一种上述的灰熔融性测试仪的取像方法，包括以下步骤：

S1，低温区的光线射入到背景板上形成暗色的反射面；

S2，驱动灰锥托板旋转；

S3，取像组件对位于所述背景板与所述取像组件之间的灰锥进行拍摄。

本发明还提供了另一种上述的灰熔融性测试仪的取像方法，包括以下步骤：

S1，低温区的光线射入到背景板上形成暗色的反射面；

S2，驱动灰锥托板旋转；

S3，取像组件根据背景板的反射光线对位于所述背景板与所述取像组件之间的灰锥进行拍摄。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本发明实施例提供的灰熔融性测试仪位于灰锥托板中部的背景板，背景板为镜面反射器件，炉管的低温区由背景板反射后形成相对暗色的背景，背景板所处的区域与测试的煤样灰锥对比明显，取像组件在高温下能够区分出煤样灰锥与背景板的特征图像差异，便于煤样灰锥的取像。如此设置，取像组件可以直接对位于背景板与取像组件之间的灰锥进行拍摄，灰锥托板上的灰锥设置时可以更加紧凑，每个灰锥托板上可以放置更多的灰锥，提高样品测试效率，同样的时间内能够测试更多的灰锥，提高了能量利用率。

附图说明

图1是现有技术中灰熔融性测试仪的俯视示意图；

图2是本发明实施例提供的灰熔融性测试仪的俯视示意图；

图3是本发明实施例一提供的灰熔融性测试仪的剖视示意图；

图4是本发明实施例二提供的灰熔融性测试仪的剖视示意图。

图中：101：炉管；102：摄像机；103：取像管；104：背景管；1：高温炉；2：炉管；21：第一腔室；22：第二腔室；3：背景板；4：取像组件；5：灰锥托板；6：灰锥。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图2和图3所示，本发明实施例提供的本发明实施例提供的一种灰熔融性测试仪，包括高温炉1、炉管2、背景板3、取像组件4以及圆盘形的灰锥托板5，炉管2设于高温炉1内，灰锥托板5设于炉管2内，灰锥托板5的下方设有用于驱动灰锥托板5在炉管2内旋转的旋转机构。取像组件4用于获得灰锥托板5上灰锥6的图像。具体地，炉管2包括灰锥腔21和与灰锥腔21垂直设置的取像腔22。灰锥托板5设于灰锥腔21内，灰锥腔21内灰锥6的图像透过取像腔22到达取像组件4，由取像组件4记录下灰锥6的图像。背景板3位于灰锥托板5的中部，且背景板3的上边缘与炉管2的顶部连接，背景板3的下边缘位于灰锥托板5上表面的下方，背景板3为镜面反射器件，背景板3的反射面朝向炉管2的低温区(即相对灰锥托板5所在区域温度较低的区域，也即炉管2中远离灰锥托板5的位置)，取像组件4朝向背景板3反射面的反射端。灰熔融性测试仪工作时灰锥托板5所在位置为高温区，温度高达1700℃，低温区的温度一般低于300℃，从颜色上来看，低温区呈现黑色，低温区的光线射入到背景板3的反射面后发生反射形成明显的暗色背景。在高温下，取像组件4能够区分煤样灰锥6和背景板的特征图像差异。

本发明实施例提供的灰熔融性测试仪位于灰锥托板5中部的背景板3，背景板3为镜面反射器件，炉管2的低温区由背景板3反射后形成相对暗色的背景，背景板3所处的区域与测试的煤样灰锥对比明显，取像组件4在高温下能够区分出煤样灰锥6与背景板3的特征图像差异，便于煤样灰锥6的取像。如此设置，取像组件4可以直接对位于背景板3与取像组件4之间的灰锥6进行拍摄，灰锥托板5上的灰锥6设置时可以更加紧凑，每个灰锥托板5上可以放置更多的灰锥6，提高样品测试效率，同样的时间内能够测试更多的灰锥6，提高了能量利用率。常规的直径60mm的灰锥托板5只能放置5个样品，若采用本发明提供的灰熔融性测试仪，同样直径60mm的灰锥托板5可以放置至少9个以上的样品；常规的直径80mm的灰锥托板5只能放置9个样品，若采用本发明提供的灰熔融性测试仪，同样直径80mm的灰锥托板5可以放置至少16个以上的样品，大大提高了测试效率，节省了大量能耗。相较于现有的炉管101一端设置取像管103，另一端设置背景管104，本实施例中的炉管2结构简单，提高了炉管2的高温抗裂性。

进一步地，如图2和图3所示，本实施例中的炉管2包括轴线与灰锥托板5垂直的第一腔室21以及轴线与灰锥托板5平行的第二腔室22，取像组件4设置在第二腔室22的开口端。第一腔室21和第二腔室22的开口端即远离灰锥托板5的一端为低温区，取像组件4设置在第二腔室22的开口端，背景板3将第一腔室21下方的黑色区域经反射形成一暗色背景，取像组件4在暗背景下拍摄出灰锥托板上灰锥的图像。

进一步地，本实施例中背景板3采用蓝宝石制成。具体地，本实施例中的背景板3也可以采用三棱镜制成。优选地，本实施例中的背景板3采用全反射棱镜制成。采用全反射棱镜可以将第一腔室21低温区和第二腔室22低温区的黑色区域全部反射，形成的暗色背景效果明显。需要说明的是背景板3并不限于此，背景板3也可以是其他在高温下可以产生稳定镜面反射的光线器件。

进一步地地，本实施例中的背景板3与炉管2采用烧结方式连接。采用烧结方式连接可靠，工艺简单。

实施例二

本实施例二与实施例一相同的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例二公开的内容，本实施例二是取像组件设置位置的另一种实施方式：

如图4所示，本实施例中取像组件4设置在第一腔室21的开口端。第二腔室22的开口端作为低温区，光线射入到背景板3的反射面并且灰锥托板5上灰锥6的图像也经背景板3反射到取像组件4中，取像组件4中得到暗背景下的灰锥6的图像。

实施例三

本实施例中提供了一种实施例一的灰熔融性测试仪的取像方法，包括以下步骤：

S1，低温区的光线射入到背景板3上形成暗色的反射面；

S2，驱动灰锥托板5旋转；

S3，取像组件4对位于背景板3与取像组件4之间的灰锥7进行拍摄。

实施例四

本实施例中提供了一种实施例二的灰熔融性测试仪的取像方法，包括以下步骤：

S1，低温区的光线射入到背景板3上形成暗色的反射面；

S2，驱动灰锥托板5旋转；

S3，取像组件4根据背景板3的反射光线对位于背景板3与低温区之间的灰锥7进行拍摄。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种灰熔融性测试仪，其特征在于：包括高温炉、炉管、背景板、取像组件以及圆盘形的灰锥托板，所述炉管设于所述高温炉内，所述灰锥托板设于所述炉管内，所述灰锥托板的下方设有用于驱动所述灰锥托板在所述炉管内旋转的旋转机构；所述取像组件用于获得所述灰锥托板上灰锥的图像；所述背景板位于所述灰锥托板的中部，且所述背景板的上边缘与所述炉管的顶部连接，所述背景板的下边缘位于所述灰锥托板上表面的下方，所述背景板为镜面反射器件，所述背景板的反射面朝向所述炉管的低温区，所述取像组件朝向所述背景板反射面的反射端。

2.根据权利要求1所述的灰熔融性测试仪，其特征在于：所述炉管包括轴线与所述灰锥托板垂直的第一腔室以及轴线与所述灰锥托板平行的第二腔室，所述取像组件设置在第一腔室的下端。

3.根据权利要求1所述的灰熔融性测试仪，其特征在于：所述炉管包括轴线与所述灰锥托板垂直的第一腔室以及轴线与所述灰锥托板平行的第二腔室，所述取像组件设置在第二腔室的开口端。

4.根据权利要求1所述的灰熔融性测试仪，其特征在于：所述背景板采用蓝宝石制成。

5.根据权利要求1所述的灰熔融性测试仪，其特征在于：所述背景板采用三棱镜制成。

6.根据权利要求1所述的灰熔融性测试仪，其特征在于：所述背景板与所述炉管采用烧结方式连接。

7.根据权利要求1所述的灰熔融性测试仪，其特征在于：所述背景板采用全反射棱镜制成。

8.一种如权利要求2所述的灰熔融性测试仪的取像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，低温区的光线射入到背景板上形成暗色的反射面；

S2，驱动灰锥托板旋转；

S3，取像组件对位于所述背景板与所述取像组件之间的灰锥进行拍摄。

9.一种如权利要求3所述的灰熔融性测试仪的取像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，低温区的光线射入到背景板上形成暗色的反射面；

S2，驱动灰锥托板旋转；

S3，取像组件根据背景板的反射光线对位于所述背景板与所述取像组件之间的灰锥进行拍摄。