CN210071670U - 一种基于机器视觉的煤泥尾矿灰分测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于机器视觉的煤泥尾矿灰分测量装置，适用于煤炭检测领域使用。包括测量箱和单片机，测量箱为不透明的长方体结构，测量箱中部设有挡板，挡板将测量箱内部分为前后两部分空间，挡板下方留有连接前后两部分的开口，其中测量箱前半部分空间上设有清洗装置和煤泥水采集装置，测量箱后半部分空间内顶部设有信息采集装置，测量箱前半部分空间底部设有搅拌器，测量箱后半部分空间靠近挡板处从上至下设置有浮球液位计，测量箱的后半部分空间的尾部上设有排水装置；其结构简单，测量效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种煤泥尾矿灰分测量装置，尤其适用于一种煤炭检测领域使用的基于机器视觉的煤泥尾矿灰分测量装置。
背景技术
灰分测量装置主要是为了解决浮选生产时，药剂添加的问题。传统的测量装置，依赖高温灼烧，测量灼烧后留的无机物的的百分比。而目前所常用煤泥尾矿灰分测量装置存在着测量时间长，滞后大，所以煤泥尾矿灰分测量装置的研发和应用有着很大的研究价值和前景。
现有的检测装置的机构大概分为两种，一种为在密闭容器里进行燃烧，测剩下的无机物，但是燃烧过程无法实时监测被测物料的变化，另一种通过放射源监测，吃方法使用放射源，对环境具有危害性，需要核工业部门审批，费时费力。
实用新型内容
针对上述技术目的，提供一种结构简单，尾煤灰分测量精准，有效降低生产成本，实时检测，性能稳定的基于机器视觉的煤泥尾矿灰分测量装置。
为实现上述技术目的，本实用新型的基于机器视觉的煤泥尾矿灰分测量装置，它包括测量箱和控制电脑，测量箱为不透明的长方体结构，测量箱中部设有挡板，挡板将测量箱内部氛围前后两部分空间，挡板下方留有连接前后两部分的开口，其中测量箱前半部分空间上设有清洗装置和煤泥水采集装置，测量箱后半部分空间内顶部设有信息采集装置，测量箱前半部分空间底部设有搅拌器，测量箱后半部分空间靠近挡板处从上至下设置有浮球液位计，测量箱的后半部分空间的尾部上设有排水装置；单片机的输出端通过线路分别与水泵、电磁阀、电机和搅拌器的输入端相连接，单片机的输入端与浮球液位计的输出端相连接，单片机还通过线路与PC电脑连接。
所述清洗装置包括进水管，进水管上设有水泵，煤泥水采集装置包括泥煤水管，泥煤水管上设有电磁阀，所述信息采集装置包括环形灯，环形灯的中部下方设有摄像机，摄像机通过线路连接有PC电脑，所述排水装置包括闸门，闸门上设有控制闸门开合的电机。
所述清洗装置设置在测量箱前半部分空间的头部，所述煤泥水采集装置设置在检测线前半部分空间的侧面，清洗装置与煤泥水采集装置之间间隔90度。
所述浮球液位计包括浮球部分和变送器部分，其中浮球部分部分设置在检测箱中，变送器部分设置在检测箱上方。
所述环形灯为LED灯，环形灯直径为18CM，光照适中，不会对摄像机因亮斑而形成扰，环形灯的照明光束的光轴与置于检测箱中的被测样品法线至间的夹角成45度角，所述摄像机型号为海康威视球形网络相机，型号 DS-2DF7274-ALL。
有益效果：
本实用新型记载的煤泥尾矿灰分测量装置，通过工业摄像机在合理的照明的装置下，获取煤泥尾矿液体照片，可以快速测量煤泥尾矿灰分，通过电脑经过合适的程序对尾矿照片特征进行提取，经过分析得出灰分值数据，并将灰分值数据进行显示，实现了煤泥尾矿的自动灰分测量。使用方便方便，经济性好；2）检测箱为长方形箱体，作为加药箱使作为被测样品的尾矿煤泥水成分均匀，防止矸石等杂质沉底，检测效果更加稳定；3）摄像机上方设有环形灯作为补光装置，有效增强摄像机采集煤泥尾矿数据的强度，适应与各种光照环境下使用；4）使用电脑对采集数据进行加强，挑选和分析，直接检测煤泥尾矿的灰分，检测速度快。
附图说明：
图1为本实用新型的煤泥尾矿灰分测量装置内部结构示意图；
图中：1-水泵，2-进水管，3-电磁阀，4-泥煤水管，5-挡板，6-单片机，7-电机，8-浮球液位计，9-环形灯，10-摄像机，11-闸门，12-搅拌器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步说明：
如图1所示，本实用新型的基于机器视觉的煤泥尾矿灰分测量装置，包括测量箱和控制电脑，测量箱为不透明的长方体结构，测量箱中部设有挡板5，挡板5将测量箱内部氛围前后两部分空间，挡板5下方留有连接前后两部分的开口，其中测量箱前半部分空间上设有清洗装置和煤泥水采集装置，测量箱后半部分空间内顶部设有信息采集装置，测量箱前半部分空间底部设有搅拌器12，测量箱后半部分空间靠近挡板5处从上至下设置有浮球液位计8，测量箱的后半部分空间的尾部上设有排水装置；所述清洗装置设置在测量箱前半部分空间的头部，所述煤泥水采集装置设置在检测线前半部分空间的侧面，清洗装置与煤泥水采集装置之间间隔90度，所述浮球液位计8包括浮球部分和变送器部分，其中浮球部分部分设置在检测箱中，变送器部分设置在检测箱上方，所述清洗装置包括进水管2，进水管2上设有水泵1，煤泥水采集装置包括泥煤水管4，泥煤水管4上设有电磁阀3，所述信息采集装置包括环形灯9，环形灯9的中部下方设有摄像机10，摄像机10通过线路连接有PC电脑，所述排水装置包括闸门11，闸门11上设有控制闸门11开合的电机7，所述环形灯9为LED灯，环形灯9直径为18CM，光照适中，不会对摄像机10因亮斑而形成扰，环形灯9的照明光束的光轴与置于检测箱中的被测样品法线至间的夹角成45度角，所述摄像机10型号为海康威视球形网络相机，型号 DS-2DF7274-ALL；
单片机6的输出端通过线路分别与水泵1、电磁阀3、电机7和搅拌器12的输入端相连接，单片机6的输入端与浮球液位计8的输出端相连接，单片机（6）还通过线路与PC电脑连接。
煤泥尾矿灰分测量装置进行工作时，先由单片机6控制电磁阀3打开，控制煤泥水流入水槽里。煤泥水的液位高度由电磁液位计8采集，并反馈给单片机6，煤泥水的液位达到设订高度时，单片机6控制电磁阀关闭，并控制搅拌器12进行搅拌，单片机6对井上pc电脑发送信号，使pc电脑控制摄像机10进行工作，采集煤泥图像数据，进行分析。采集完毕后单片机6控制电机7工作，打开闸门11将煤泥水放出，同时单片机控制水泵1向水槽里进水进行清洗，清洗完成后关闭水泵1。利用电磁液位计8检测到水槽中积水流干净后，单片机6控制水闸1关闭。
本实用新型所采用的技术方案是：测量箱采用长方形不透明箱子，在箱子安装照明装置，在检测过程中，一个环形的照明装置为煤泥尾矿图片数据提供必要的光照强度，煤泥尾矿图片数据的灰度特征和颜色调整可以反映灰分值大小。在单位时间，工业摄像机提取到一定的照片数据，使用电脑读取照片，再对煤泥尾矿照片数据进行增强处理，从中选出最清晰的照片数据，作为支持向量机的输入数据，支持向量机根据数据库的数据推理，得出单位时间内的煤矿浮选的灰分值。
所述单片机6采用86系列单片机作为中央处理单元，辅助ADC0809，EPROM2732,74LS373芯片组成的一个单片机最小系统，用以：产生方波型PWM波，采用恒压频比控制方式。工作原理：A/D转换器将设定好的输出电压转换为与频率大小对应的数字量，送给单片机6，之后单片机6根据接收到的数据大小，及运算关系产生相应的150°的矩形波，并与谐振电路进行混频，最后将波送给驱动电路，以驱动电机7的工作。驱动电路控制搅拌器12工作，使其以合适速度工作。对于其余电机和水泵，则是以信号控制其运作。
单片机和ADC0809直接相连接。由START和ALE互连可使ADC0809在接收模拟量路数地址时启动工作。START启动信号由单片机的/WR和P2.2经或门产生。当/WR和P2.2皆为低电平时，单片机可使START和ALE变成高电平，从而启动ADC0809工作。在/RD和P2.2皆为低电平时，单片机可从ADC0809接收A/D转换后的数字量。
摄像机用USB线与PC机连接。将图片数据输入给PC机。
PC电脑通过监控摄像头10实时监控浮选槽工况，煤泥尾矿灰分测量装置对图像像素质量要求并不高，传入网络像素仅为 500×500，依次读取摄像头图像，连续 7 秒，每秒取 1 帧；接着对 7 帧图像进行模糊度检测，选取最清晰图像作为反馈；后续分为两道流程并行处理：一是将图像送入卷积神经网络模型进行工况分类，二是对图像进行增强处理提高图像质量后，进行计算；最终，将所得结果显示件，完成整个工作步骤。
Claims (4)
1.一种基于机器视觉的煤泥尾矿灰分测量装置，与PC电脑相连接，其特征在于：它包括测量箱和单片机（6），测量箱为不透明的长方体结构，测量箱中部设有挡板（5），挡板（5）将测量箱内部分为前后两部分空间，挡板（5）下方留有连接前后两部分的开口，其中测量箱前半部分空间上设有清洗装置和煤泥水采集装置，测量箱后半部分空间内顶部设有信息采集装置，测量箱前半部分空间底部设有搅拌器（12），测量箱后半部分空间靠近挡板（5）处从上至下设置有浮球液位计（8），测量箱的后半部分空间的尾部上设有排水装置；
所述清洗装置包括进水管（2），进水管（2）上设有水泵（1），煤泥水采集装置包括泥煤水管（4），泥煤水管（4）上设有电磁阀（3），所述信息采集装置包括环形灯（9），环形灯（9）的中部下方设有摄像机（10），摄像机（10）通过线路与PC电脑连接，所述排水装置包括闸门（11），闸门（11）上设有控制闸门（11）开合的电机（7）；
单片机（6）的输出端通过线路分别与水泵（1）、电磁阀（3）、电机（7）和搅拌器（12）的输入端相连接，单片机（6）的输入端与浮球液位计（8）的输出端相连接，单片机（6）还通过线路与PC电脑连接。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的煤泥尾矿灰分测量装置，其特征在于：所述清洗装置设置在测量箱前半部分空间的头部，所述煤泥水采集装置设置在检测线前半部分空间的侧面，清洗装置与煤泥水采集装置之间间隔90度。
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的煤泥尾矿灰分测量装置，其特征在于：所述浮球液位计（8）包括浮球部分和变送器部分，其中浮球部分部分设置在检测箱中，变送器部分设置在检测箱上方。
4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的煤泥尾矿灰分测量装置，其特征在于：所述环形灯（9）为LED灯，环形灯（9）直径为18CM，光照适中，不会对摄像机（10）因亮斑而形成扰，环形灯（9）的照明光束的光轴与置于检测箱中的被测样品法线至间的夹角成45度角，所述摄像机（10）型号为海康威视球形网络相机，型号 DS-2DF7274-ALL。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113192050A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-07-30 | 神华神东煤炭集团有限责任公司 | 一种煤泥水在线监测装置、方法及电子设备 |
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