RU2267117C1 - Method of determining time of mixing loose materials - Google Patents
Method of determining time of mixing loose materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267117C1 RU2267117C1 RU2004118760/28A RU2004118760A RU2267117C1 RU 2267117 C1 RU2267117 C1 RU 2267117C1 RU 2004118760/28 A RU2004118760/28 A RU 2004118760/28A RU 2004118760 A RU2004118760 A RU 2004118760A RU 2267117 C1 RU2267117 C1 RU 2267117C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixing
- mixture
- color
- determining
- sample
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике получения керамических и металлокерамических материалов, а именно к способам контроля гомогенности шихты, например, содержащих нанодисперсный металлический порошок, и может быть использовано в химической и фармацевтической промышленности.The invention relates to techniques for producing ceramic and cermet materials, and in particular to methods for controlling the homogeneity of a mixture, for example, containing nanosized metal powder, and can be used in the chemical and pharmaceutical industries.
Известен способ определения гомогенности шихты [Способ определения качества смешивания сыпучих материалов. А.с. СССР 347070. МКИ B 01 F 3/18, G 01 N 23/00 / Вехцюс Л.И., Ярашюнас К.И., опубл. 16.03.71.], включающий введение в смешиваемую массу кратко-живущих радиоактивных изотопов. Недостатком этого метода является сложность работы с кратко-живущими изотопами, необходимость специального оборудования для замеров радиоактивности в объеме шихты и неизбежные загрязнения шихты посторонними примесями.A known method for determining the homogeneity of the charge [Method for determining the quality of mixing bulk materials. A.S. USSR 347070. MKI B 01 F 3/18, G 01 N 23/00 / Vekhtsyus L. I., Yarashyunas K. I., publ. 03/16/71.], Including the introduction into the mixed mass of short-lived radioactive isotopes. The disadvantage of this method is the difficulty of working with short-lived isotopes, the need for special equipment for measuring radioactivity in the charge volume and the inevitable contamination of the charge with extraneous impurities.
Известен также способ определения однородности сыпучей смеси [Способ определения однородности сыпучей смеси. Заявка №2002106464, приор, от 12.03.02.//Иванова А.П. и др.], включающий операции пробоотбора, замер светорассеяния с помощью трех фотометрических приборов и преобразование оптической плотности в электрический сигнал, по величине которого и судят о степени однородности шихты.There is also known a method for determining the uniformity of a granular mixture [Method for determining the uniformity of a granular mixture. Application No. 2002106464, prior, dated 12.03.02.//Ivanova A.P. et al.], including sampling operations, light scattering measurements using three photometric devices, and the conversion of optical density into an electrical signal, the value of which is used to judge the degree of charge uniformity.
Недостатком этого способа является сложность аппаратурного оформления, недостаточная чувствительность и точность определения степени гомогенности шихты. Особенно это касается смесей, в которых один из компонентов является не макрокомпонентом, а добавкой в количестве, измеряемом единицами и десятыми долями процента. Кроме того, фотометрирование затруднено в смесях серого цвета, не имеющих явно выраженной окраски.The disadvantage of this method is the complexity of the hardware design, insufficient sensitivity and accuracy of determining the degree of homogeneity of the charge. This is especially true for mixtures in which one of the components is not a macro component, but an additive in an amount measured in units and tenths of a percent. In addition, photometry is difficult in gray mixtures that do not have a pronounced color.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ определения качества приготавливаемой смеси при оптимизации времени ее перемешивания [Способ приготовления формовочной смеси. А.с. SU 1106578 A, B 22 D 5/00, 07.08. 1984. - Бюл. №29// Курченко А.Б. и др.]. Способ включает измерение потребляемой мощности смесителя во время смешивания компонентов. Оптимальное время для выгрузки смеси определяют по минимуму потребляемой на перемешивание мощности, следующего после первого абсолютного максимума.Closest to the proposed invention is a method for determining the quality of the prepared mixture while optimizing its mixing time [Method for preparing the molding mixture. A.S. SU 1106578 A, B 22 D 5/00, 07.08. 1984. - Bull. No. 29 // Kurchenko A.B. and etc.]. The method includes measuring the power consumption of the mixer during mixing of the components. The optimal time for unloading the mixture is determined by the minimum power consumed by the mixing, following after the first absolute maximum.
Недостатком этого способа является сложность аппаратурного оформления и ограничение его применимости устройствами типа пропеллерной мешалки, потребляемая мощность которых существенно зависит от сопротивления материала движению лопастей, и не может быть применен для других аппаратов (смесители с коленчатым валом, устройства барабанного типа, двухвальные смесители и т.п.). Кроме того, чувствительность метода не позволяет решить задачу при добавлении к смеси крупнодисперсных частиц ультрадисперсного реагента в виде добавки в небольшом (0,1-5% мас.) количестве.The disadvantage of this method is the complexity of the hardware design and the limitation of its applicability by devices such as a propeller mixer, the power consumption of which substantially depends on the resistance of the material to the movement of the blades, and cannot be used for other devices (mixers with a crankshaft, drum-type devices, twin-shaft mixers, etc. P.). In addition, the sensitivity of the method does not allow to solve the problem when adding coarse particles of ultrafine reagent in the form of an additive in a small amount (0.1-5% wt.).
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение операции контроля степени однородности шихты с одновременным увеличением точности определения оптимально-необходимого времени гомогенизации.The task of the invention is to simplify the operation of controlling the degree of homogeneity of the mixture with a simultaneous increase in the accuracy of determining the optimal required homogenization time.
Поставленная задача достигается применением компьютерной цветовой модели RGB (Red - красный, Green - зеленый, Blue - синий) для обработки компьютерного изображения поверхностей образцов шихты, отобранных из смесительного устройства и сформованных в виде плоского цилиндра (таблетки).The task is achieved by using the computer color model RGB (Red - red, Green - green, Blue - blue) to process a computer image of the surfaces of the samples of the mixture taken from the mixing device and molded in the form of a flat cylinder (tablets).
Применение метода цветовых моделей основано на том, что в процессе смешивания шихт, содержащих высокодисперсные компоненты, например, оксидно-металлической шихты, содержащей нанодисперсный металл, происходит разрыхление агрегатов из нанодисперсных частиц и, вследствие этого, постепенное потемнение смеси. Практически все оксиды имеют белый цвет, многие силикатные материалы - окраску светлого тона (бежевые, светло-коричневые и т.д.). При совместном сухом помоле или перемешивании компонентов металл-оксидной шихты оксид служит диспергатором для агрегатов нанодисперсных металлических частиц, а металл, распределяясь по частицам оксида, окрашивает его в серый цвет, так как уровень тона собственной окраски высокодисперсного металла достаточно низкий (темно-серый, почти черный цвет). В программе RGB имеется 256 уровневая градация тона. Белому цвету соответствует максимальное значение яркости с координатами RGB (256, 256, 256), черному - нулевое. Все остальные цвета и уровни тона имеют промежуточные значения. С помощью инструмента гистограмм этой программы возможна оценка яркости изображения в цифровом виде, а следовательно, и объективное сравнение окраски отдельных объектов. Суть разработанного метода оценки гомогенности металл-оксидной смеси состоит в том, что определение оптимальной продолжительности процесса смешения производится по графику изменения интенсивности (яркости) окраски шихты. Оптимально-достаточным можно считать момент времени, при котором изменения окраски не наблюдается.The application of the color model method is based on the fact that in the process of mixing blends containing highly dispersed components, for example, an oxide-metal charge containing nanodispersed metal, the aggregates of nanodispersed particles are loosened and, as a result, the mixture is gradually darkened. Almost all oxides are white, many silicate materials are light-colored (beige, light brown, etc.). When co-grinding or mixing the components of the metal-oxide mixture, the oxide serves as a dispersant for aggregates of nanodispersed metal particles, and the metal, distributed over the oxide particles, paints it in gray color, since the tone level of the self-coloring of the finely dispersed metal is quite low (dark gray, almost black color). The RGB program has 256 level tone gradation. White color corresponds to the maximum brightness value with RGB coordinates (256, 256, 256), black - zero. All other colors and tone levels have intermediate values. Using the histogram tool of this program, it is possible to estimate the brightness of the image in digital form, and, therefore, an objective comparison of the color of individual objects. The essence of the developed method for assessing the homogeneity of a metal-oxide mixture is that the determination of the optimal duration of the mixing process is carried out according to the schedule for changing the intensity (brightness) of the color of the mixture. Optimum-sufficient can be considered a point in time at which a color change is not observed.
Пример.Example.
Для оценки оптимального времени и качества смешения шихты, содержащей 99% мас. оксида и 1% мас. нанодисперсного металла, через определенные промежутки времени из общей смеси отбирают небольшую пробу, размер которой не влияет на общий состав смеси. Из отобранного материала формуют образцы в виде плоских цилиндров (таблеток) диаметром 20-25 мм, высотой 4-5 мм.To assess the optimal time and quality of mixing a mixture containing 99% wt. oxide and 1% wt. nanodispersed metal, at certain intervals, a small sample is taken from the total mixture, the size of which does not affect the overall composition of the mixture. Samples are formed from the selected material in the form of flat cylinders (tablets) with a diameter of 20-25 mm and a height of 4-5 mm.
Поверхность образцов сканируется с помощью любой компьютерной программы, позволяющей это сделать, с увеличением 100 - 200% (фиг.1, табл.1). Полученное изображение подвергается обработке с помощью компьютерных цветовых моделей RGB по программе Adobe Photoshop, включая операции:The surface of the samples is scanned using any computer program that allows this, with an increase of 100 - 200% (figure 1, table 1). The resulting image is processed using computer RGB color models using Adobe Photoshop, including operations:
- выделение редактируемой области в диапазоне 22500-37000 пикселов (фиг.2, табл.2);- selection of the edited area in the range of 22500-37000 pixels (figure 2, table 2);
- проверка динамического диапазона изображения путем построения гистограммы (фиг.3 а, б);- checking the dynamic range of the image by plotting a histogram (Fig.3 a, b);
- построение графиков зависимости значения яркости и стандартного отклонения яркости окраски образца шихты от времени перемешивания (фиг.4);- plotting the dependence of the brightness value and the standard deviation of the brightness of the color of the sample of the mixture from the mixing time (figure 4);
- фиксирование времени, при котором тон окраски прекращает изменяться. В дальнейшем при подготовке шихты из данных компонентов можно придерживаться определенного таким образом времени смешивания.- fixing the time at which the color tone stops changing. In the future, when preparing the charge from these components, you can adhere to the mixing time determined in this way.
Из фиг.4 видно, что минимум яркости окраски достигается при продолжительности перемешивания данной шихты 740 минут (12 часов 20 минут). Это время можно считать минимально необходимым для гомогенизации этой шихты.Figure 4 shows that the minimum brightness of the color is achieved with a duration of mixing of this mixture of 740 minutes (12 hours 20 minutes). This time can be considered the minimum necessary for the homogenization of this mixture.
При сканировании образцов из прессованных смесей следует выбрать увеличение объекта не менее 100% и не более 200%. При меньшем увеличении уменьшается чувствительность к разбросу интенсивности окраски, соответственно, страдает точность определения оптимального времени гомогенизации порошковой смеси (табл.1). При увеличении более 200% - анализу подвергается только часть объекта, это также снижает его точность, кроме того, увеличение выше 200 неудобно для работы, т.к. в этом диапазоне превышается возможность дисплея к разрешению отдельных фрагментов. Наиболее удобным увеличением для работы с объектами, имеющими диаметр 20-25 мм, является - 100%.When scanning samples from pressed mixtures, an object magnification of at least 100% and not more than 200% should be selected. With a smaller increase, the sensitivity to the variation in color intensity decreases, and accordingly, the accuracy of determining the optimal homogenization time of the powder mixture suffers (Table 1). With an increase of more than 200%, only part of the object is analyzed, this also reduces its accuracy, in addition, an increase above 200 is inconvenient for work, because in this range, the display's ability to resolve individual fragments is exceeded. The most convenient increase for working with objects having a diameter of 20-25 mm is - 100%.
От выбранного размера анализируемой площади при одном и том же увеличении объекта также зависит величина значения стандартного отклонения и фиксируемый диапазон изменения яркости окраски (величины, отражающие чувствительность метода к изменению равномерности и уровня тона окраски). В условиях проведения эксперимента (диаметр сканируемого объекта - 25 мм, увеличение при сканировании - 100%) оптимальным является диапазон 22500-37000 пикселов, что соответствует 30-50% площади изображения сканированного образца. Анализ площади максимально возможного размера (34000-37000 пикселов) дает наиболее полное представление о характере окраски объекта. Квадрат меньшего размера при необходимости позволяет выбрать бездефектный участок прессовки. При обработке площади размером меньше 22500 пикселов (менее 30% площади образца) чувствительность метода снижается (табл.2).The size of the analyzed area at the same magnification of the object also determines the value of the standard deviation and a fixed range of variation in the brightness of the color (values reflecting the sensitivity of the method to changes in uniformity and level of color tone). Under the conditions of the experiment (the diameter of the scanned object is 25 mm, the increase during scanning is 100%), the optimal range is 22500-37000 pixels, which corresponds to 30-50% of the image area of the scanned sample. Analysis of the area of the maximum possible size (34000-37000 pixels) gives the most complete picture of the nature of the color of the object. A smaller square, if necessary, allows you to select a defect-free pressing section. When processing an area smaller than 22500 pixels (less than 30% of the sample area), the sensitivity of the method decreases (Table 2).
Возможность анализа степени гомогенности шихты с помощью компьютерных цветовых моделей RGB была проверена и подтверждена прямым методом исследования - микрозондовым анализом на приборе Camebax в характеристическом излучении металла. Анализ данных микрозондового анализа показывает, что равномерность распределения металла в шихте монотонно увеличивается соответственно времени смешивания и для данной смеси достигает предельного значения при времени перемешивания 740 минут (12 часов 20 минут).The possibility of analyzing the degree of charge homogeneity using RGB computer color models was tested and confirmed by a direct research method - microprobe analysis on a Camebax instrument in characteristic metal radiation. Analysis of microprobe data shows that the uniformity of the distribution of metal in the mixture monotonously increases according to the mixing time and for this mixture reaches a limit value with a mixing time of 740 minutes (12 hours 20 minutes).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004118760/28A RU2267117C1 (en) | 2004-06-21 | 2004-06-21 | Method of determining time of mixing loose materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004118760/28A RU2267117C1 (en) | 2004-06-21 | 2004-06-21 | Method of determining time of mixing loose materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2267117C1 true RU2267117C1 (en) | 2005-12-27 |
Family
ID=35870439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004118760/28A RU2267117C1 (en) | 2004-06-21 | 2004-06-21 | Method of determining time of mixing loose materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2267117C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489705C1 (en) * | 2012-02-27 | 2013-08-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method of determining degree of homogenisation of heterogeneous mixtures based on visual information on surface thereof |
RU2495398C1 (en) * | 2012-04-19 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ТГТУ) | Method for determining quality of mixture of components differing as to colour |
RU2564455C1 (en) * | 2014-07-15 | 2015-10-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method of determining degree of homogenisation of multicomponent heterogeneous mixtures |
RU2807024C1 (en) * | 2022-12-22 | 2023-11-08 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for determining degree of homogenization of heterogeneous mixtures |
-
2004
- 2004-06-21 RU RU2004118760/28A patent/RU2267117C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489705C1 (en) * | 2012-02-27 | 2013-08-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method of determining degree of homogenisation of heterogeneous mixtures based on visual information on surface thereof |
RU2495398C1 (en) * | 2012-04-19 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ТГТУ) | Method for determining quality of mixture of components differing as to colour |
RU2564455C1 (en) * | 2014-07-15 | 2015-10-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method of determining degree of homogenisation of multicomponent heterogeneous mixtures |
RU2807024C1 (en) * | 2022-12-22 | 2023-11-08 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for determining degree of homogenization of heterogeneous mixtures |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU775687B2 (en) | Method for measuring degree and homogeneity of alumina calcination | |
Rodríguez-Pulido et al. | Ripeness estimation of grape berries and seeds by image analysis | |
CN108593428A (en) | A kind of discrete material Particle Breakage test device and test method | |
CN103063576A (en) | Method for quantitatively analyzing inclusions in steel under laser microscope | |
RU2011117915A (en) | MODIFIED DEVICE AND METHOD FOR EVALUATING, ANALYSIS AND CLASSIFICATION OF PRECIOUS STONES | |
Reedy et al. | Image analysis in quantitative particle studies of archaeological ceramic thin sections | |
US5974167A (en) | System and method for measuring and controlling the quality of dispersion of filler particles in rubber compounds | |
JPH07253398A (en) | Maceral analysis for measuring content rate of vitrinite of coal | |
RU2343457C1 (en) | Method of bulk solids mixture evaluation | |
CN106846295A (en) | The assay method and device of the soil organism | |
CN113607611A (en) | Coupling evaluation method for mixing uniformity of powder material | |
RU2267117C1 (en) | Method of determining time of mixing loose materials | |
Reedy et al. | Quantitative porosity studies of archaeological ceramics by petrographic image analysis | |
CN107677685B (en) | Device for measuring number of cracks in concrete | |
CN116973553B (en) | Online material identification and water content measurement method and device based on deep learning | |
JP2856298B2 (en) | Quality monitoring method of raw ore | |
JP2000155089A (en) | Dispersibility evaluating method | |
CN107688036A (en) | The assay method of coal ash chemical composition | |
JPH02298837A (en) | Measuring method of foam structure | |
Daumann et al. | Determination of the energy consumption during the production of various concrete recipes | |
Jensen et al. | Effect of bubbles on the characterisation of striae in glasses | |
JP2018109561A (en) | Dispersion ratio measurement of mixed powder | |
RU2801056C1 (en) | Method for determining the coefficient of heterogeneity of a mixture of hard-to-separate bulk materials | |
JPH01259243A (en) | Method and instrument for automatic determination of microscopic image of opaque ore or the like | |
CN110954447B (en) | Quantitative determination method, device and system for volume mixing amount of components in physical mixture |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060622 |