CN106770365A - 粉体样品杂质分析仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粉体样品杂质分析仪，包括进出料装置和平铺清扫装置，进出料装置包括设于铺料平台一端上方的漏斗和间歇下料机构以及出料斜斗；平铺清扫装置包括向前摊平而后回收粉体的平铺刮板和清扫刮板，两者前、后竖直设置并用弹性元件吊装于铺料平台上方悬伸的移动杆上，移动杆安装于螺母座上，螺母座旋合于铺料平台外设置的丝杆上，平铺、清扫刮板的前、后行程大于铺料平台的前、后端，于前、后最大行程处所述平铺刮板和清扫刮板的底端低于铺料平台；铺料平台上方设有向下对铺平粉体拍照的CCD相机，CCD相机并通过数据传输线连接显示处理终端。本发明的自动化程度高，识别杂质准确率高，体积小，安装简易，操作简单。

Description

粉体样品杂质分析仪
技术领域
本发明涉及粉料杂质检测分析领域，具体为一种粉体样品杂质分析仪。
背景技术
随着材料及相关产业的科技进步，粉体作为普通的工业原料，其应用范围在不断地扩展，人们对于粉体纯度也提出了日益严苛的要求，而目前对于粉体材料质量的分析很多都是由人工通过手动一点点刮开并摊平粉末然后通过肉眼识别来完成，由于视觉疲劳等各种个人因素，导致人工检测效率低，而且分析不准确，尤其针对于微纳颗粒状粉体的分析更是十分困难。
人工检测不仅精确度低，而且人工成本高，粉体飞扬至空气中易对于人体健康带来危害。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种替代人工的粉体样品杂质分析仪。
能够解决上述技术问题的粉体样品杂质分析仪，其技术方案包括对应于铺料平台设置的进出料装置和平铺清扫装置，其中：
所述进出料装置包括设于铺料平台一端上方的漏斗和与漏斗连接的间歇下料机构，所述间歇下料机构的出口下方设有将颗粒状粉体向铺料平台下料的出料斜斗。
所述平铺清扫装置包括将下料的颗粒状粉体从下料端向前摊平而后将摊平的颗粒状粉体向后回收的平铺刮板和清扫刮板，所述平铺刮板和清扫刮板前、后竖直设置并通过弹性元件吊装于铺料平台上方悬伸的移动杆上，所述移动杆安装于螺母座上，所述螺母座旋合于铺料平台外设置的丝杆上，所述平铺刮板和清扫刮板的前、后行程大于铺料平台的前、后端，于前、后最大行程处所述平铺刮板和清扫刮板的底端低于铺料平台。
所述铺料平台下料端的后下方设有粉体收集容器。
所述铺料平台上方设有向下对摊平的颗粒状粉体拍照的CCD相机或CMOS相机，所述CCD相机或CMOS相机由多脚相机架支撑安装并通过数据传输线连接显示处理终端，所述显示处理终端实时对CCD相机或CMOS相机传送来的图像数据进行图像处理，利用图像识别技术识别并标注出图像中杂质的位置，同时统计杂质颗粒的数量，并将处理好的图像和统计结果显示在显示处理终端的显示器上。
所述间歇下料机构的一种结构包括竖状柱形筒和横置于柱形筒内的柱形转门，所述柱形转门的上部为等腰三角形体，柱形转门的直径匹配柱形筒的前、后内壁宽度，柱形转门与柱形筒外的转盘同轴安装，所述转盘的顶部与柱形筒之间设有回位弹簧，于转盘的回位位置，柱形转门的上部等腰三角形体居中位于柱形筒内；柱形筒外设有转动转盘即转动柱形转门进行下料的控制机构，于柱形转门的下料位置，柱形转门的上部等腰三角形体偏转至柱形筒的前壁或后壁处。
所述控制机构的一种结构包括设于转盘底部的挡块和可前、后推动挡块而转动柱形转门的推块，所述推块设于推杆上且位于平铺刮板和清扫刮板前方，所述推杆设于移动杆或螺母座上。
为将颗粒状粉体铺平为适宜厚度，所述平铺刮板的底部设计为光滑的斜面；为将颗粒状粉体回收干净，所述清扫刮板的底部设计为粗糙的斜面。
所述多脚相机架的各支脚具有伸缩结构，以此调节CCD相机或CMOS相机的高度和水平位置。
为增补亮度而拍摄清晰的图像，所述CCD相机或CMOS相机的镜头上安装有补光光源。
所述显示处理终端采用个人电脑，则其图像识别技术为PC端软件。
所述显示处理终端采用平板电脑或手机，则其图像识别技术为APP第三方应用程序。
本发明的有益效果：
1、本发明粉体样品杂质分析仪可自动将待检测粉末摊开刮平到适宜的厚度，然后通过相机拍照并将图像实时传输到电脑上进行图像识别处理，识别出粉末图像中哪些位置上是杂质并将这些杂质的位置在图像上标注出来，统计每张图像上杂质的数量，实时将处理好已标明杂质位置的图像显示输出，同时也将统计的相关数据以及分析结果显示输出。
2、本发明可自动循环工作，并且可连续长时间工作，克服了人工检测方法中存在的效率不高、主观性强、准确率较低并且检测效率降和不能连续长时间工作的问题，大大提高了粉末杂质分析的效率，同时也避免了人工长时间接触一些粉末对健康会造成危害的问题。
3、本发明可实现全程自动上料、刮平、拍照、图像处理、杂质颗粒识别、杂质颗粒数量统计、图像和统计数据显示、信息存储以及粉末回收的整个过程，有效将机械结构、单片机控制、图像数据实时传输、图像软件识别和自动统计数据等结合在一起，大大提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的结构示意图。
图2为图1实施方式中进出料装置和平铺清扫装置的结构主视图。
图3为图2的俯视图。
图4为图2的侧视图。
图号标识：1、铺料平台；2、漏斗；3、间歇下料机构；4、出料斜斗；5、平铺刮板；6、清扫刮板；7、弹性元件；8、移动杆；9、螺母座；10、丝杆；11、CCD相机；12、多脚相机架；13、数据传输线；14、显示处理终端；15、柱形筒；16、柱形转门；17、转盘；18、回位弹簧；19、挡块；20、推块；21、推杆；22、补光光源；23、粉体收集容器；24、机架；25、铺料架；26、电机；27、传动架；28、行程开关。
具体实施方式
下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明粉体样品杂质分析仪，其结构包括设于机架24(框架结构)内的铺料平台1、进出料装置和平铺清扫装置以及设于机架24外的CCD相机11和显示处理终端14。
所述铺料平台1(台面颜色为白色)水平架设于铺料架25上，铺料平台1的后端(图1、图2中的左端)后下方设有粉体收集容器23，铺料平台1与粉体收集容器23之间的铺料架25上设有斜向导料板，如图1、图2所示。
所述进出料装置设于铺料平台1后端中部上方，包括至上而下于机架24顶部横梁上安装的漏斗2、间歇下料机构3和出料斜斗4，所述出料斜斗4自后上方向前下方倾斜；所述间歇下料机构3包括柱形筒15、柱形转门16和转盘17，所述柱形筒15竖直设置(上、下口分别连通漏斗2和出料斜斗4)，所述柱形转门16横向(左、右向)于柱形筒15内转动设置，柱形转门16的直径匹配于柱形筒15的前、后筒壁间距，柱形转门16的上部前、后切出斜面而形成等腰三角形体，所述转盘17于柱形筒15外侧(图4中的右侧)与柱形转门16同轴连接，转盘17的顶部通过竖直的回位弹簧18连接柱形筒15，于转盘17的回位位置，柱形转门16的顶部等腰三角形体处于柱形筒15内部中央而使柱形转门16关闭柱形筒15，转盘17的底部设有三角形状的挡块19，对应于挡块19设有前、后推动挡块19而转动转盘17的推块20(三角形状)，于推块20推开挡块19的位置，柱形转门16的顶部等腰三角形体偏转于柱形筒15的前筒壁或后筒壁处而与前筒壁或后筒壁之间形成条形下料间隙，如图1、图2、图4所示。
所述平铺清扫装置包括平铺刮板5和清扫刮板6、丝杆螺母传动机构以及电机26：
所述丝杆螺母传动机构包括相互旋合的丝杆10和螺母座9，所述丝杆10于前、后方向水平安装于铺料平台1外侧(图4中的右侧)的传动架27上，丝杆10的长度大于铺料平台1的前、后长度(图1、图2中的左、右端长度)，丝杆10的高度大于铺料平台1的高度，对应于螺母座9的前、后行程端均设有行程开关28，所述电机26于传动架27上安装并与丝杆10的后端连接，前、后行程开关28通过单片机分别控制电机26的正、反转，如图1、图2、图3、图4所示。
等长的平铺刮板5和清扫刮板6前、后竖直间隔固定连接，平铺刮板5和清扫刮板6的顶部连接在一竖直弹性元件7的底部，所述弹性元件7的顶部连接在与前、后方向垂直的移动杆8内端(悬伸端)上，安装就位的平铺刮板5和清扫刮板6对齐在出料斜斗4的位置，且平铺刮板5和清扫刮板6的底端面均低于铺料平台1的高度，平铺刮板5的底端面为光滑的斜面，清扫刮板6的底端面为粗糙的斜面，所述移动杆10的外端固定在螺母座9上，如图1、图2、图3、图4所示。
所述推块20设于推杆21前端，所述推杆21前、后向设置并通过悬伸杆安装于螺母座9上，安装就位的推块20向前超出平铺刮板5和清扫刮板6一端距离，如图1、图2所示。
所述CCD相机11(镜头向下)通过多脚相机架12(三角脚相机架)安装于机架24顶部并处于铺料平台1中部上方，所述多脚相机架12的各支脚具有伸缩结构，多脚相机架12可调节CCD相机11的高度和水平位置，CCD相机11的镜头上套装有补光光源22；所述CCD相机11通过数据传输线13连接机架24外侧的显示处理终端14，如图1、图3、图4所示。
本发明的工作步骤为：
1、电机26启动将螺母座9向后移出铺料平台1外，此时的平铺刮板5和清扫刮板6由弹性元件7回位在竖直位置。
2、将含有杂质的粉体放入漏斗2中，电机26启动反转，通过螺母座9带动平铺刮板5和清扫刮板6向前移动，推块20向前推动推块20而逆时针转动柱形转门16，间歇下料机构3通过出料斜斗4于铺料平台1上下料(左、右向的条形状粉堆)，下料完毕柱形转门16回位关闭间歇下料机构3。
3、螺母座9带动平铺刮板5和清扫刮板6继续向前移动，平铺刮板5和清扫刮板6触碰铺料平台1后端造成平铺刮板5和清扫刮板6整体倾斜，倾斜的平铺刮板5和清扫刮板6向铺料平台1上的条形粉堆运动，由于整体倾斜，因而只有平铺刮板5的底端光滑斜面与铺料平台1接触而将条形粉堆摊平成长方形粉层(具有适宜的厚度，使粉体颗粒在上、下方向不重叠)，平铺刮板5和清扫刮板6向前移出铺料平台1后则平铺结束，平铺刮板5和清扫刮板6恢复至竖直位置。
4、用CCD相机11(通过三角脚相机架调节好高度和水平位置，从而找到最佳的拍照视角，有必要时采用补光光源22进行补光)对长方形粉层进行拍照，拍摄的照片图像数据通过数据传输线13向显示处理终端14传送，所述显示处理终端14实时对CCD相机11传送来的图像数据进行图像处理，利用图像识别技术识别并标注出图像中杂质的位置，同时统计杂质颗粒的数量，并将处理好的图像和统计结果显示在显示处理终端14的显示器上并存盘，供操作人员随时读取。
所述显示处理终端14采用个人电脑，其图像识别技术为PC端软件。
所述显示处理终端14采用平板电脑或手机，其图像识别技术为APP第三方应用程序。
收缩三角脚相机架的三根伸缩支脚可以将整个CCD相机11以及三角脚相机架完全收纳于机架24内，不仅保护了CCD相机11，还减小了仪器的体积，以便于搬运。
5、螺母座9运行至丝杆10前端而触碰行程开关28，电机26反转带动平铺刮板5和清扫刮板6向后移动，平铺刮板5和清扫刮板6触碰铺料平台1前端造成平铺刮板5和清扫刮板6整体反向倾斜，倾斜的平铺刮板5和清扫刮板6向铺料平台1上已摊平的的长方形粉层运动，由于整体反向倾斜，因而只有清扫刮板6的底端粗糙斜面与铺料平台1接触而对粉层进行清扫，平铺刮板5和清扫刮板6向后移出铺料平台1后则清扫结束，平铺刮板5和清扫刮板6恢复至竖直位置，清扫的粉体经导料板落入粉体收集容器23，从而完成一次粉料的下料、铺平和回收；与此同时，推块20向后推动推块20而顺时针转动柱形转门16，间歇下料机构3通过出料斜斗4于铺料平台1上下料(条形状粉堆)，下料完毕柱形转门16回位关闭间歇下料机构3。
6、螺母座9运行至丝杆10后端而触碰另一个行程开关28，电机26反转带动平铺刮板5和清扫刮板6再次向前移动，重复上述第2、第3、第4、第5工作步骤，如此循环，从而将漏斗2中的全部粉体检测完毕。
第二次循环工作中，铺料平台1上的条状粉堆为间歇下料机构3的两次下料量。

Claims (8)

1.粉体样品杂质分析仪，其特征在于：包括对应于铺料平台(1)设置的进出料装置和平铺清扫装置，其中：
所述进出料装置包括设于铺料平台(1)一端上方的漏斗(2)和与漏斗(2)连接的间歇下料机构(3)，所述间歇下料机构(3)的出口下方设有将颗粒状粉体向铺料平台(1)下料的出料斜斗(4)；
所述平铺清扫装置包括将下料的颗粒状粉体从下料端向前摊平而后将摊平的颗粒状粉体向后回收的平铺刮板(5)和清扫刮板(6)，所述平铺刮板(5)和清扫刮板(6)前、后竖直设置并通过弹性元件(7)吊装于铺料平台(1)上方悬伸的移动杆(8)上，所述移动杆(8)安装于螺母座(9)上，所述螺母座(9)旋合于铺料平台(1)外设置的丝杆(10)上，所述平铺刮板(5)和清扫刮板(6)的前、后行程大于铺料平台(1)的前、后端，于前、后最大行程处所述平铺刮板(5)和清扫刮板(6)的底端低于铺料平台(1)；
所述铺料平台(1)下料端的后下方设有粉体收集容器(23)；
所述铺料平台(1)上方设有向下对摊平的颗粒状粉体拍照的CCD相机(11)或CMOS相机，所述CCD相机(11)或CMOS相机由多脚相机架(12)支撑安装并通过数据传输线(13)连接显示处理终端(14)，所述显示处理终端(14)实时对CCD相机(11)或CMOS相机传送来的图像数据进行图像处理，利用图像识别技术识别并标注出图像中杂质的位置，同时统计杂质颗粒的数量，并将处理好的图像和统计结果显示在显示处理终端(14)的显示器上。
2.根据权利要求1所述的粉体样品杂质分析仪，其特征在于：所述间歇下料机构(3)包括竖状柱形筒(15)和横置于柱形筒(15)内的柱形转门(16)，所述柱形转门(16)的上部为等腰三角形体，柱形转门(16)的直径匹配柱形筒(15)的前、后内壁宽度，柱形转门(16)与柱形筒(15)外的转盘(17)同轴安装，所述转盘(17)的顶部与柱形筒(15)之间设有回位弹簧(18)，于转盘(17)的回位位置，柱形转门(16)的上部等腰三角形体居中位于柱形筒(15)内；柱形筒(15)外设有转动转盘(17)即转动柱形转门(16)进行下料的控制机构，于柱形转门(16)的下料位置，柱形转门(16)的上部偏转至柱形筒(15)的前壁或后壁处。
3.根据权利要求2所述的粉体样品杂质分析仪，其特征在于：所述控制机构包括设于转盘(17)底部的挡块(19)和可前、后推动挡块(19)而转动柱形转门(16)的推块(20)，所述推块(20)设于推杆(21)上且位于平铺刮板(5)和清扫刮板(6)前方，所述推杆(21)设于移动杆(8)或螺母座(9)上。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的粉体样品杂质分析仪，其特征在于：所述平铺刮板(5)的底部为光滑的斜面；所述清扫刮板(6)的底部为粗糙的斜面。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的粉体样品杂质分析仪，其特征在于：所述多脚相机架(12)的各支脚具有可调节CCD相机(11)或CMOS相机高度和水平位置的伸缩结构。
6.根据权利要求1～3中任意一项所述的粉体样品杂质分析仪，其特征在于：所述CCD相机(11)或CMOS相机的镜头上安装有补光光源(22)。
7.根据权利要求1～3中任意一项所述的粉体样品杂质分析仪，其特征在于：所述显示处理终端(14)采用个人电脑，其图像识别技术为PC端软件。
8.根据权利要求1～3中任意一项所述的粉体样品杂质分析仪，其特征在于：所述显示处理终端(14)采用平板电脑或手机，其图像识别技术为APP第三方应用程序。
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