CN113267363A - 圆筒混合机制粒效果在线检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种圆筒混合机制粒效果在线检测方法。所述的方法包括下述步骤：S1、监测烧结原料的进料速度；S2、监测圆筒混合机出料口的皮带的运行速度；S3、定时采集出料口皮带输送机的料面图像；S4、依据料面图像进行分析，并计算混合机制粒效果的分项评价指标和综合评价指标。本发明通过设置入口进料速度检测、出口图像检测装置和出料口皮带输送机，实现了对圆筒混合机出口处的物料图像进行可靠的在线采集和分析，制定图像评价指标对制粒效果进行定量评价，实现对混合机制粒效果的在线检测。

Description

圆筒混合机制粒效果在线检测方法

技术领域

本发明涉及一种圆筒混合机制粒效果在线检测方法

背景技术：

铁矿石烧结是现代钢铁冶金流程中的重要环节，其最主要生产环节是在台车式烧结机上将混合均匀的小颗粒状原料点火燃烧，使其熔合成块状烧结矿。为保证烧结矿结结块的强度和化学成分，需要原料在烧结机上得到充分燃烧。烧结生产的多种原料进入烧结机前必须为混合均匀、呈颗粒状、湿度适中的混合料。其中，混合均匀是为了保证物料化学成分的一致性；颗粒状是为了保证燃烧时具有足够的透气性，增加物料外表面，提升燃烧的一致性；湿度适中主要是为了提高混合料形成颗粒时的物理强度，提升制粒效果。圆筒混合机就是铁矿石烧结生产流程中进行混合制粒的关键设备，被称为烧结厂四大主机之一，其主要用途是将粉矿、燃料、熔剂按一定的比例混合，形成散状的颗粒物送入烧结机进行烧结。

圆筒混合机一般分为一次混合机和二次混合机。一次混合机是将物料按比例混合均匀和湿润，二次混合机是使物料形成水分均匀、透气性良好的颗粒状物体，故也被称之为制粒机。圆筒混合机通过皮带输送机将物料从进料端口送入圆筒。由于圆筒安装有一定的倾斜度并做匀速圆周运动，因此物料在筒体内呈螺旋状的滚落过程中混匀，潮湿、制粒，再由排料端口将物料送到皮带输送机。

圆筒混合机主要由筒体、传动装置、挡托轮支承装置、辅助装置和罩壳平台漏斗等部件构成。传统的混合制粒生产过程中，圆筒混合机的筒体长度固定，传动装置采用高压电机工频驱动，安装支承的倾斜角度也是固定的，所以并没有有效手段对混合制粒过程进行控制。同时，混合机的制粒效果无法通过简单的物理量进行测量和描述，导致圆筒混合机的生产只能通过人工观察进行监测，而无法自动定量在线检测。这种烧结原料混合生产过程的不可测不可控状态，使得难以实现该过程的精确过程控制，铁矿石烧结过程的混合料制备质量无法保证，会出现局部散料或大块粘连料的情况，影响了烧结后续生产过程的正常运行，从而降低烧结矿成品的质量稳定。

发明内容

本发明目的在于提出一种圆筒混合机制粒效果在线检测方法，通过设置入口进料速度检测、出口图像检测装置和出料口皮带输送机，实现了对圆筒混合机出口处的物料图像进行可靠的在线采集和分析，制定图像评价指标对制粒效果进行定量评价，实现对混合机制粒效果的在线检测。

本发明的圆筒混合机制粒效果在线检测方法，所述的方法包括下述步骤：

S1、监测烧结原料的进料速度；

S2、监测圆筒混合机出料口的皮带输送机的运行速度；

S3、定时采集出料口皮带输送机的料面图像；

S4、依据料面图像进行分析，并计算混合机制粒效果的分项评价指标和综合评价指标。

进一步的，所述的进料速度是按照下述公式计算的：

其中，m₀为烧结原料供料速度，单位为(t/h)；W₀为称重传感器测量值，单位为(t)；s₀，为测速传感器测量值，单位为(m/h)；l₀，为称重传感器测量的有效长度范围，单位为(m)。

进一步的，所述的计算圆筒混合机出料口的皮带的运行速度是按下述公式计算的；

其中，m₀，为烧结原料供料速度，单位为(t/h)；h₁，为料层厚度目标值，单位为(m)，s_p，为出料口的皮带运行速度，单位为(m/h)；ρ为混合料密度，单位为(t/m³)；w为出料口皮带输送机面宽度，单位为(m)。

进一步的，图像采集周期的计算公式如下：

其中，T为采样周期，单位为(s)，h₂为摄像头拍摄画面的宽度，单位为(m)；k为采样率，k∈(0,1]；s_p，为出料口的皮带运行速度，单位为(m/h)。

进一步的，所述的料面图像进行分析包括：对采集的料面图像进行形状轮廓提取操作，获取图像中主要物体的轮廓，然后在轮廓提取的基础上，对画面中的凸图形进行识别；

其中，凸图形判别方法如下：

凸图形轮廓曲线用函数y＝f(x)表示，其中(x,y)为轮廓点的坐标，则轮廓点满足条件f′(x)>ε的就被视为近似凸图形，其中ε为近似度阈值，ε≤0；

对图像中的近似凸图形进行计数，并测量近似凸图形的轮廓最大内径。

进一步的，所述的制粒效果的分项评价指标包括：颗粒物数量指标、颗粒物尺寸指标和颗粒物均匀度指标；

其中，颗粒物数量指标γ₁计算公式如下：

其中，n₁为近似凸图形数量，n₀为目标数量；

颗粒物尺寸指标γ₂计算公式如下：

其中，n₁为近似凸图形数量；d_i为每个近似凸图形的轮廓最大内径；d₀为目标最大内径；i为近似凸图形的序号，i＝{1,…,n₁}；

颗粒物均匀度指标γ₃计算公式如下：

其中，σ(d_i)为d_i的标准差；μ(d_i)为d_i的均值；i为近似凸图形的序号，i＝{1,…,n₁}。

进一步的，所述的制粒效果综合评价指标γ计算公式如下：

其中，γ_j为上一步骤计算得到的制粒效果分项判别指标，ω_j为第j项判别指标的权重，j＝{1,2,3}。

进一步的，还包括步骤：

S5、判断评价指标是否需要人工修正，如果需要人工修正的话，则对制粒效果的分项评价指标和综合评价指标计算参数进行优化；如果不需要人工修正的话，该综合评价指标作为混合机制粒效果在线检测结果使用。

传统的生产过程中，圆筒混合机进行加水、搅拌和制粒，得到的颗粒状烧结混合料只能测定其含水率，而至关重要的形状、粒度大小、散料比例等指标却无法在线检测和定量评价。传统的人工检验，主要是通过肉眼观察颗粒大小和分布的方式对混合料是否合格进行评判，图像分析的方法是代替肉眼观察的有效手段之一，所以本发明通过图像分析和特征提取，构造了对烧结混合料制粒效果的定量评价指标，使烧结过程的圆筒混合机生产实现在线检测和定量评估。

在现有的圆筒混合机及辅助机构中，物料以堆叠状态进行生产和运输，颗粒状物料和粉状物料混杂在一起，所以直接采集的图像存在遮挡过多等干扰因素，造成检测精度不高的问题，所以本发明提出了一种辅助检测机构，提高了检测精度，增强了定量评价标准的可靠性。

出料口皮带输送机和图像采集的关键参数设置对检测效果有比较大的影响，为了提高在线检测的可靠性，本发明提出了混合机出口检测关键参数和入口物料检测相关联的计算方法，提高了检测结果的可靠性。

传统检测过程中，圆筒混合机制粒效果通常采用自然语言描述的方式记录，或者采用合格和不合格两种标签进行标记，这样的检测判别方式缺少连续量化指标对其进行记录。因此，本发明提出一种以颗粒物数量指标、颗粒物尺寸指标和颗粒物均匀度指标三者复合而成制粒效果综合评价指标，实现了圆筒混合机制粒效果的数值化评价。

本发明通过设置入口进料速度检测、出口图像检测装置和出料口皮带输送机，实现了对圆筒混合机出口处的物料图像进行可靠的在线采集和分析，制定图像评价指标对制粒效果进行定量评价，实现对混合机制粒效果的在线检测。

采用上述方法的本发明具有以下优点：

1.由于传统的检测方法难以有效的在线检测混合机制粒效果，而本发明提出的基于图像分析的圆筒混合机制粒效果在线检测方法，通过控制物料厚度后进行视觉检测的方式，实现了圆筒混合机生产过程的实时在线检测。

2.本发明提出的通过出料口皮带输送机改变料层厚度进行视觉检测的方式，改善了物料堆叠遮挡造成的视觉分析困难的现象，提高了视觉检测的精度和可靠性。

3.本发明提出的制粒效果综合评价指标，对混合机生产进行了连续量化评价，使混合机生产过程有了在线反馈信号，可以通过构建反馈控制系统，实现混合机生产的工艺过程控制。

4.本发明提出的颗粒物数量指标、颗粒物尺寸指标和颗粒物均匀度指标，从数量、质量、均匀性等多方面对混合料进行综合评价，较完整的评判了混合机制粒效果。

5.本发明提出的，基于轮廓提取对料面图像进行分析的方法，可以快速对在线样本的快速分析，算法简单可靠，不依赖价格较高的专业分析软件，对在线检测服务器硬件要求低，利于以较低成本构建混合机制粒效果在线检测系统的软硬件。

6.本发明提出的，根据混合机进料速度检测确定出料口皮带输送机速度、驱动变频器频率设定值和图像采样周期的方法，将混合机检测系统的参数与烧结生产的工艺过程参数结合起来，既避免了参数设定的随意性，又可以灵活有序的调节检测率，有效的提高检测系统可靠性。

7.本发明提出的，在人工监督下通过制粒效果基准值修正和单项指标权重修正，对圆筒混合机制粒效果综合评价指标进行修正的方法，为不同烧结生产线圆筒混合机在线检测系统的快速调节和稳定运行提供了的便利，使本发明具有快速推广的能力。

附图说明

图1本发明的检测和硬件系统示意图。

图2为本发明的检测系统原理图。

图3本发明的制粒效果在线检测工作流程图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1和图2所示，在圆筒混合机进料口处的皮带上设置称重检测和皮带速度检测装置，用来计量混合机进料速度。在圆筒混合机出料口设置一条出料口皮带输送机输送机，混合后物料将首先落到由变频器驱动的出料口皮带输送机输送机上，通过提高该皮带输送机的运行速度，可以将皮带上的料层摊薄，为视觉检测提供必要的条件。在出料口皮带输送机输送机上设置摄像头、遮光罩、辅助光源等图像检测设备，采用定时拍照的方式，将出料口皮带输送机输送机上的物料图像传输到在线检测服务器。在线检测服务器对现场采集的定格图像进行分析，通过提取料面图像中的形状和轮廓，分别计算图像中满足凸集条件的形状个数和这些形状的轮廓内径，并构造混合料中的颗粒物数量指标、尺寸指标和均匀度指标这三个评价判据，再通过分项加权计算得到圆筒混合机制粒效果综合评价指标。生产初期可以人工评判分项判据和综合评价指标是否合理，并根据经验对评价指标中的参数进行修正，使在线检测结果满足当前生产线的特性和生产要求。

圆筒混合生产使用的原料是经过加水和预混合后的半成型烧结原料，输出的产品的是呈颗粒状的烧结混合料。圆筒混合生产的主体设备是圆筒混合机、进出料皮带和附属检测装置。原料经过进料皮带送到圆筒混合机筒体内，圆筒混合机筒体会转动，原料经过加水搅拌后，从卸料口的料斗排出筒体，经过检测后由混合料外运皮带送到烧结机处。本发明设计的圆筒混合机在线检测方法，在圆筒混合机入口的进料皮带上安装称重和皮带速度检测装置，该装置对混合机进料速度进行计量。在圆筒混合机卸料口下方增设一条变频器驱动的出料口皮带输送机，该皮带会由在线检测服务器计算根据烧结供料速度计算变频器的速度设定值，从而调节皮带的物料运输速度，使混合料在皮带上呈厚度均匀的薄料层分布状态，为视觉识别提供了必要条件。在出料口皮带输送机处设置图像采集设备，图像采集设备为摄像头，可以配合遮光罩、辅助光源等使用，图像采集设备按物流速度以一定的频率采集料面图像，送到在线检测服务器，进行分析处理。在线检测服务器会从料面图像中提取出形状和物体边缘等特征信息，并根据这些特征信息计算制粒效果的各评价指标。出料口皮带输送机的速度设定值和图像采集装置的采样频率也是由在线检测服务器实时计算并下发给驱动变频器和摄像头。对于在线检测量化指标的计算结果，设置了人工指导系统对计算结果进行评价和参数修正，保证调试过程和物料品种切换过程中，检测结果的有效性。在该系统首次上线运行初期，可以定期人工抽检，判断在线检测结果与人工抽检结果是否有偏差，如果有偏差的话，就可以通过人工指导系统进行修正，经过一段时间的参数优化期，系统即可视为稳定运行，制粒效果评价指标就可以作为可信检测结果用于圆筒混合机的在线生产检测。

实施例1

本实施例的在线检测方法包括：

第一步：烧结原料通过进料皮带运送到混合机入口，在进料皮带处设置称重检测装置和速度检测装置，通过称重和皮带测速，得到烧结原料的进料速度。烧结原料在圆筒混合机中进行搅拌混合，形成颗粒状混合料。

第二步：圆筒混合机出料口的混合料落到出料口皮带输送机上，出料口皮带输送机通过变频器改变运行速度，从而调节料层厚度。

第三步：摄像头根据采集周期，定点定时采集出料口皮带输送机的料面图像，上传到在线检测服务器。

第四步：在线检测服务器对料面图像进行分析处理，提取图像的特征信息。

第五步：在线检测服务器根据料面图像的特征信息，计算混合机制粒效果的分项评价指标和综合评价指标。

本实施例的在线检测计算流程如下：

第一步：计算烧结原料供料速度。设烧结原料供料速度为m₀，单位为(t/h)；称重传感器测量值为W₀，单位为(t)；测速传感器测量值为s₀，单位为(m/h)；称重传感器测量的有效长度范围为l₀，单位为(m)；则为一种典型的烧结原料供料速度为m₀计算公式如下：

第二步：计算出料口皮带输送机的速度设定值。通过物料平衡原理，由于混合机料斗出料速度恒定，出料口皮带输送机上的料层厚度与皮带运行速度呈线性关系变化。皮带运行速度越快，皮带上的料层厚度越薄，而较薄的料层有利于提高粒度检测的准确性。所以根据皮带上需要的料层厚度计算出料口皮带输送机的速度设定值。

设烧结原料供料速度为m₀，单位为(t/h)；料层厚度目标值为h₁，单位为(m)，出料口皮带输送机设定运行速度为s_p，单位为(m/h)。一种典型的出料口皮带输送机设定运行速度s_p计算公式如下：

其中，ρ为混合料密度，单位为(t/m³)；w为出料口皮带输送机面宽度，单位为(m)。

第三步：忽略出料口皮带输送机电机转差率的影响，皮带运行速度与驱动变频器的频率可近似为线性关系，根据出料口皮带输送机速度设定值就可以计算出驱动变频器的频率设定值。

设出料口皮带输送机的驱动变频器频率设定值为f_p，单位为(Hz)。驱动变频器频率设定值f_p的计算公式如下：

其中，f_n为供电额定频率，单位为(Hz)；s_n为出料口皮带输送机额定速度，单位为(m/h)。

第四步：根据出料口皮带输送机的运行速度和检测采样率可以计算出图像采集周期，采样率越高，需要采集的图像就越多，采样周期越短。但是过高的采样周期会造成采集的图像重叠，造成计算资源的能力浪费。设采样周期为T，单位为(s)，本发明设计采样周期的计算公式如下：

其中，h₂为摄像头拍摄画面的宽度，单位为(m)；k为采样率，k∈(0,1]。

第五步：根据采样周期，定时拍摄出料口皮带输送机上的料面图像，并传送到在线检测服务器，由服务器对图像进行分析。

第六步：对采集的图像，进行形状轮廓提取操作，获取图像中主要物体的轮廓，然后在轮廓提取的基础上，对画面中的凸图形进行识别。本步骤中，凸图形的识别过程中，需要引入近似度条件，对不能严格满足凸图形条件，但能满足近似度条件的图形，也归类为凸图形。

这两种图形可以统称为近似凸图形。一种典型的近似凸图形判别方法如下：

设轮廓曲线可以用函数y＝f(x)表示，其中(x,y)为轮廓点的坐标，则轮廓点满足条件f′(x)>ε的就被视为近似凸图形，其中ε为近似度阈值，ε≤0。

第七步：对画面中的近似凸图形进行计数，并测量近似凸图形的轮廓最大内径。设画面中的近似凸图形数量为n₁，每个近似凸图形的轮廓最大内径设为d_i，其中，i为近似凸图形的序号，i＝{1,…,n₁}。

第八步：分别计算制粒效果判别的三个指标：颗粒物数量指标、颗粒物尺寸指标和颗粒物均匀度指标。

颗粒物数量指标定义为该混合料段中的颗粒物数量与目标数量的契合度。设γ₁为颗粒物数量指标。一种典型的颗粒物数量指标γ₁计算公式如下：

其中，n₁为近似凸图形数量，n₀为目标数量。

颗粒物尺寸指标定义为该混合料段中的颗粒物尺寸与目标尺寸的契合度。设γ₂为颗粒物尺寸指标。一种典型的颗粒物尺寸指标γ₂计算公式如下：

其中，n₁为近似凸图形数量；d_i为每个近似凸图形的轮廓最大内径；d₀为目标最大内径；i为近似凸图形的序号，i＝{1,…,n₁}。

颗粒物均匀度指标定义为该混合料段中的颗粒物尺寸大小的均匀度。设γ₃为颗粒物均匀度指标。一种典型的颗粒物均匀度指标γ₃计算公式如下：

其中，σ(d_i)为d_i的标准差；μ(d_i)为d_i的均值；i为近似凸图形的序号，i＝{1,…,n₁}。

第九步：计算制粒效果综合评价指标。

设制粒效果综合评价指标为γ，一种典型的制粒效果综合评价指标γ计算公式如下：

其中，γ_j为上一步骤计算得到的制粒效果分项判别指标，ω_j为第j项判别指标的权重，j＝{1,2,3}。

实施例2

本实施例的在线检测方法见图3：

第一步：烧结原料通过进料皮带运送到混合机入口，在进料皮带处设置称重检测装置和速度检测装置，通过称重和皮带测速，得到烧结原料的进料速度。烧结原料在圆筒混合机中进行搅拌混合，形成颗粒状混合料。

第二步：圆筒混合机出料口的混合料落到出料口皮带输送机上，出料口皮带输送机通过变频器改变运行速度，从而调节料层厚度。

第三步：摄像头根据采集周期，定点定时采集出料口皮带输送机的料面图像，上传到在线检测服务器。

第四步：在线检测服务器对料面图像进行分析处理，提取图像的特征信息。

第五步：在线检测服务器根据料面图像的特征信息，计算混合机制粒效果的分项评价指标和综合评价指标。

第六步：判断评价指标是否需要人工修正，如果需要人工修正的话，则对制粒效果的分项评价指标和综合评价指标计算参数进行优化。

第七步：评价计算模型已经完成参数优化，不需要人工修正的话，该综合评价指标就可以作为混合机制粒效果在线检测结果供用户使用。

本实施例的在线检测计算流程如下。

第一步：计算烧结原料供料速度。设烧结原料供料速度为m₀，单位为(t/h)；称重传感器测量值为W₀，单位为(t)；测速传感器测量值为s₀，单位为(m/h)；称重传感器测量的有效长度范围为l₀，单位为(m)；则为一种典型的烧结原料供料速度为m₀计算公式如下：

第二步：计算出料口皮带输送机的速度设定值。通过物料平衡原理，由于混合机料斗出料速度恒定，出料口皮带输送机上的料层厚度与皮带运行速度呈线性关系变化。皮带运行速度越快，皮带上的料层厚度越薄，而较薄的料层有利于提高粒度检测的准确性。所以根据皮带上需要的料层厚度计算出料口皮带输送机的速度设定值。

设烧结原料供料速度为m₀，单位为(t/h)；料层厚度目标值为h₁，单位为(m)，出料口皮带输送机设定运行速度为s_p，单位为(m/h)。一种典型的出料口皮带输送机设定运行速度s_p计算公式如下：

其中，ρ为混合料密度，单位为(t/m³)；w为出料口皮带输送机面宽度，单位为(m)。

第三步：忽略出料口皮带输送机电机转差率的影响，皮带运行速度与驱动变频器的频率可近似为线性关系，根据出料口皮带输送机速度设定值就可以计算出驱动变频器的频率设定值。

设出料口皮带输送机的驱动变频器频率设定值为f_p，单位为(Hz)。驱动变频器频率设定值f_p的计算公式如下：

其中，f_n为供电额定频率，单位为(Hz)；s_n为出料口皮带输送机额定速度，单位为(m/h)。

第四步：根据出料口皮带输送机的运行速度和检测采样率可以计算出图像采集周期，采样率越高，需要采集的图像就越多，采样周期越短。但是过高的采样周期会造成采集的图像重叠，造成计算资源的能力浪费。设采样周期为T，单位为(s)，本发明设计采样周期的计算公式如下：

其中，h₂为摄像头拍摄画面的宽度，单位为(m)；k为采样率，k∈(0,1]。

第五步：根据采样周期，定时拍摄出料口皮带输送机上的料面图像，并传送到在线检测服务器，由服务器对图像进行分析。

第六步：对采集的图像，进行形状轮廓提取操作，获取图像中主要物体的轮廓，然后在轮廓提取的基础上，对画面中的凸图形进行识别。本步骤中，凸图形的识别过程中，需要引入近似度条件，对不能严格满足凸图形条件，但能满足近似度条件的图形，也归类为凸图形。

这两种图形可以统称为近似凸图形。一种典型的近似凸图形判别方法如下：

设轮廓曲线可以用函数y＝f(x)表示，其中(x,y)为轮廓点的坐标，则轮廓点满足条件f′(x)>ε的就被视为近似凸图形，其中ε为近似度阈值，ε≤0。

第七步：对画面中的近似凸图形进行计数，并测量近似凸图形的轮廓最大内径。设画面中的近似凸图形数量为n₁，每个近似凸图形的轮廓最大内径设为d_i，其中，i为近似凸图形的序号，i＝{1,…,n₁}。

第八步：分别计算制粒效果判别的三个指标：颗粒物数量指标、颗粒物尺寸指标和颗粒物均匀度指标。

颗粒物数量指标定义为该混合料段中的颗粒物数量与目标数量的契合度。设γ₁为颗粒物数量指标。一种典型的颗粒物数量指标γ₁计算公式如下：

其中，n₁为近似凸图形数量，n₀为目标数量。

颗粒物尺寸指标定义为该混合料段中的颗粒物尺寸与目标尺寸的契合度。设γ₂为颗粒物尺寸指标。一种典型的颗粒物尺寸指标γ₂计算公式如下：

其中，n₁为近似凸图形数量；d_i为每个近似凸图形的轮廓最大内径；d₀为目标最大内径；i为近似凸图形的序号，i＝{1,…,n₁}。

颗粒物均匀度指标定义为该混合料段中的颗粒物尺寸大小的均匀度。设γ₃为颗粒物均匀度指标。一种典型的颗粒物均匀度指标γ₃计算公式如下：

其中，σ(d_i)为d_i的标准差；μ(d_i)为d_i的均值；i为近似凸图形的序号，i＝{1,…,n₁}。

第九步：计算制粒效果综合评价指标。

设制粒效果综合评价指标为γ，一种典型的制粒效果综合评价指标γ计算公式如下：

其中，γ_j为上一步骤计算得到的制粒效果分项判别指标，ωj为第j项判别指标的权重，j＝{1,2，3}。

第十步：制粒效果综合评价指标的人工修正环节。本步骤为抽检步骤，正常生产时不需要执行此步骤。

设ξ为设定的制粒效果综合评价指标γ的阈值。γ≤ξ时服务器程序判别混合矿制粒效果合格；γ>ξ时服务器程序判别混合矿制粒效果不合格。再计算机判别后，在经过人工检查对判别结论进行复核，如果二者结论一致，则认为制粒效果综合评价指标合理。如果结论不一致，则认为制粒效果综合评价指标不合理。在制粒效果综合评价指标不合理的情况下，根据偏差情况，对第八步、第九步计算参数进行修正。

对第八步计算过程，进行制粒效果基准值修正，调整计算步骤中的目标数量n₀、目标最大内径d₀，使颗粒数数量指标和颗粒物尺寸指标在正常状态下的数量级趋于一致。

对第九步计算过程，进行单项指标权重修正，调整各项指标的权重{ω₁，ω₂，ω₃}，使综合评价指标在正常状态下的数值趋于正态分布。

通过以上十个步骤，就可以在线获取合理的制粒效果综合评价指标γ作为混合机生产的在线检测量化指标。

Claims (8)

1.一种圆筒混合机制粒效果在线检测方法，其特征在于，所述的方法包括下述步骤：

S1、监测烧结原料的进料速度；

S2、监测圆筒混合机出料口的皮带输送机的运行速度；

S3、定时采集出料口皮带输送机的料面图像；

S4、依据料面图像进行分析，并计算混合机制粒效果的分项评价指标和综合评价指标。

2.如权利要求1所述的圆筒混合机制粒效果在线检测方法，其特征在于，

所述的进料速度是按照下述公式计算的：

其中，m₀为烧结原料供料速度，单位为(t/h)；W₀为称重传感器测量值，单位为(t)；s₀，为测速传感器测量值，单位为(m/h)；l₀，为称重传感器测量的有效长度范围，单位为(m)。

3.如权利要求1所述的圆筒混合机制粒效果在线检测方法，其特征在于，所述的计算圆筒混合机出料口皮带输送机的运行速度是按下述公式计算的；

其中，m₀，为烧结原料供料速度，单位为(t/h)；h₁，为料层厚度目标值，单位为(m)，s_p，为出料口皮带输送机的皮带运行速度，单位为(m/h)；ρ为混合料密度，单位为(t/m³)；w为出料口皮带输送机面宽度，单位为(m)。

4.如权利要求1所述的圆筒混合机制粒效果在线检测方法，其特征在于，图像采集周期的计算公式如下：

其中，T为采样周期，单位为(s)，h₂为摄像头拍摄画面的宽度，单位为(m)；k为采样率，k∈(0,1]；s_p，为出料口皮带输送机的皮带运行速度，单位为(m/h)。

5.如权利要求1所述的圆筒混合机制粒效果在线检测方法，其特征在于，所述的料面图像进行分析包括：对采集的料面图像进行形状轮廓提取操作，获取图像中主要物体的轮廓，然后在轮廓提取的基础上，对画面中的凸图形进行识别；

其中，凸图形判别方法如下：

凸图形轮廓曲线用函数y＝f(x)表示，其中(x,y)为轮廓点的坐标，则轮廓点满足条件f′(x)>ε的就被视为近似凸图形，其中ε为近似度阈值，ε≤0；

对图像中的近似凸图形进行计数，并测量近似凸图形的轮廓最大内径。

6.如权利要求1所述的圆筒混合机制粒效果在线检测方法，其特征在于，所述的制粒效果的分项评价指标包括：颗粒物数量指标、颗粒物尺寸指标和颗粒物均匀度指标；

其中，颗粒物数量指标γ₁计算公式如下：

其中，n₁为近似凸图形数量，n₀为目标数量；

颗粒物尺寸指标γ₂计算公式如下：

其中，n₁为近似凸图形数量；d_i为每个近似凸图形的轮廓最大内径；d₀为目标最大内径；i为近似凸图形的序号，i＝{1,…,n₁}；

颗粒物均匀度指标γ₃计算公式如下：

其中，σ(d_i)为d_i的标准差；μ(d_i)为d_i的均值；i为近似凸图形的序号，i＝{1,…,n₁}。

7.如权利要求1所述的圆筒混合机制粒效果在线检测方法，其特征在于，所述的制粒效果综合评价指标γ计算公式如下：

其中，γ_j为上一步骤计算得到的制粒效果分项判别指标，ω_j为第j项判别指标的权重，j＝{1,2,3}。

8.如权利要求1所述的圆筒混合机制粒效果在线检测方法，其特征在于，还包括步骤：

S5、判断评价指标是否需要人工修正，如果需要人工修正的话，则对制粒效果的分项评价指标和综合评价指标计算参数进行优化；如果不需要人工修正的话，该综合评价指标作为混合机制粒效果在线检测结果使用。

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