一种大颗粒粒径实时分析及高速分选系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大颗粒粒径实时分析及高速分选系统，包括照明系统、成像及粒径计算系统和分选系统；所述照明系统用于对颗粒进行照亮；成像及粒径计算系统用于对照亮后的颗粒进行成像并对粒径进行分析；分选系统利用液流系统将颗粒滴入多孔盘中，实现不同粒径的颗粒的分选。本发明专利技术可以对颗粒进行快速成像，并进行实时分析计算颗粒直径，根据计算的粒径大小，最终可对颗粒进行快速筛选；分选的速度可以达到每秒分选20颗粒并计算粒径，达到快速分选的目的。

A real time analysis and high speed sorting system for large particle size

The invention discloses a large particle size and high speed real-time analysis and sorting system, including lighting system and sorting system, computing system, imaging and particle size; the illumination system for illuminating the particle; particle size calculation system for imaging and imaging of the light particles and the particle size analysis; separation system the liquid flow system of particles drops into the porous plate, realize the sorting of different particle size. The invention can be used for fast imaging of particles, and real-time analysis and calculation of particle diameter, particle size according to the calculation, finally to quickly filter particles; separation speed can reach 20 per second and calculate the diameter of particle separation, to achieve rapid sorting.

【技术实现步骤摘要】
一种大颗粒粒径实时分析及高速分选系统
本专利技术涉及颗粒分选系统，具体涉及一种大颗粒粒径实时分析及高速分选系统。
技术介绍
目前沙粒、煤块等大颗粒在化学反应中发挥着越来越重要的作用。但是现有技术中对大颗粒分拣筛选仍然通过局部影像和手工操作为主，其工作量大且数据采集效率低下，无法实现大规模实时分析。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大颗粒粒径实时分析及高速分选系统，利用光学系统对颗粒先进行高速成像，再进行实时图像识别，由霍夫变换圆识别算法识别出颗粒，并计算出颗粒的直径，对不同粒径的颗粒分别进行筛选。实现本专利技术目的的技术方案为：一种大颗粒粒径实时分析及高速分选系统，包括照明系统、成像及粒径计算系统和分选系统；所述照明系统用于对颗粒进行照亮；成像及粒径计算系统用于对照亮后的颗粒进行成像并对粒径进行分析；分选系统利用液流系统将颗粒滴入多孔盘中，实现不同粒径的颗粒的分选。与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：(1)本专利技术可以对颗粒进行快速成像，并进行实时分析计算颗粒直径，根据计算的粒径大小，最终可对颗粒进行快速筛选；(2)分选的速度可以达到每秒分选20颗粒并计算粒径，达到快速分选的目的。附图说明图1是本专利技术大颗粒粒径实时分析及高速分选系统的结构示意图。图2是本专利技术的多孔盘俯视图。图中，1-单晶LED；2-透镜f＝50；3-透镜f＝300；4-柱面镜；5-第一准直透镜；6-第一物镜；7-锥形漏斗；8-毛细管；9-第一位移台；10-成像方形管；11-第二物镜；12-第二准直透镜；13-线阵CCD；14-计算机；15-第二位移台；16-喷嘴；17-多孔盘。具体实施方式结合图1、图2，一种大颗粒粒径实时分析及高速分选系统，包括照明系统、成像及粒径计算系统和分选系统；所述照明系统用于对颗粒进行照亮；成像及粒径计算系统用于对照亮后的颗粒进行成像并对粒径进行分析；分选系统利用液流系统将颗粒滴入多孔盘中，实现不同粒径的颗粒的分选。进一步的，所述照明系统包括LED光源1、扩束透镜组、柱面镜4、第一准直透镜5和第一物镜6；LED光源1用于提供照明光束；扩束透镜组用于将LED光源发出的光束进行扩束；柱面镜4用于将扩束透镜组扩束后的光束形成柱面光，对颗粒进行成像；第一准直透镜5用于将柱面镜4射出的光束进行再次准直；第一物镜6用于对第一准直透镜5射出的光束进行聚焦。进一步的，所述柱面镜4的焦距f＝10mm。进一步的，所述LED光源1为单晶LED。进一步的，所述扩束透镜组包含第一透镜2和第二透镜3，焦距分别为50mm和300mm,第一准直透镜5的焦距为200mm。进一步的，所述成像及粒径计算系统包括成像方形管10、第二物镜11、第二准直透镜12、线阵CCD13和计算机14；成像方形管10用于传输带有颗粒的液体；第二物镜11用于供透过毛细管的光束穿过；第二准直透镜12用于将第二物镜11射出的光束进行准直；线阵CCD13设置在第二准直透镜12后方，用于对颗粒进行实时成像，并将所成的像导入计算机14；计算机14根据霍夫变换圆识别算法对颗粒进行识别，并分析出颗粒的直径。进一步的，所述第一物镜6、第二物镜11均为10×物镜。进一步的，所述分选系统包括锥形漏斗7、毛细管8、第一位移台9、第二位移台15、锥形喷嘴16和多孔盘17；锥形漏斗7和毛细管8相连，利用重力为含有颗粒的液体提供输送力；毛细管8用于传输带有颗粒的液体；第一位移台9用于调节成像方形管10在空间X、Y、Z轴上移动；第二位移台15，用于夹持毛细管8，由计算机14生成指令来控制第二位移台在空间X、Y、Z轴上移动，第二位移台带动毛细管移动；锥形喷嘴16，设置在毛细管8的底部并对准多孔盘；多孔盘，具备若干独立的容纳空间供容纳颗粒。进一步的，所述毛细管下端固定在第二位移台上。进一步的，所述颗粒为微米至毫米量级的颗粒。为达到的10um分辨率的目标设计出光路，光学系统对颗粒样品进行二维成像，随后对所成的像进行霍夫变换圆识别并计算出粒径，位移台根据计算所得的粒径结果指令来进行移动，将不同粒径的颗粒分选到多孔盘中。下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。实施例一种大颗粒粒径实时分析及高速分选系统，结构如图1所示，包括LED光源1、扩束透镜组、柱面镜4、第一准直透镜5、第一10×物镜6；LED光源1，提供照明光束；扩束透镜组，将光源发出的光束进行扩束；柱面镜4，将第一扩束透镜组扩束后的光束形成柱面光，对颗粒进行成像；第一准直透镜5，将柱面镜射出的光束进行再次准直；第一10×物镜6，对第一准直透镜射出的光束进行聚焦。第二部分是成像及粒径计算系统，包括：成像方形管10、第二物镜11、第二准直透镜12、线阵CCD13、计算机14；柱面光照射在管径1.6mm的成像方形管10上，透过成像方形管10的光束通过一个第二10×物镜11，随后光束照在f＝200mm的第二准直透镜12上，最后由高分辨率线阵CCD13对颗粒进行成像，将所成的像导入计算机14系统中，根据霍夫变换圆识别算法对颗粒进行识别并计算出粒径。第三部分是分选系统，将颗粒装入锥形漏斗7，锥形漏斗7和毛细管8相连，通过调整第一位移台9在X、Y、Z轴方向调节成像方形管10的位置，将毛细管8夹持在第二位移台15上，在毛细管8底部插入锥形喷嘴16，颗粒和液体可以经过第二位移台15在空间X、Y、Z轴移动后由喷嘴16流入位于第二位移台15上的多孔盘17中，实现对颗粒的快速分选。其中照明系统中的照明部分柱面镜4形成柱面光，对颗粒进行照明，然后经过第二部分的成像及粒径计算系统进行快速成像并计算出粒径。第三部分分选系统所连接的第二位移台15由安装控制卡的计算机14的指令来进行X、Y、Z轴上的移动，从而将毛细管8中的颗粒准确的滴入多孔盘17中。本专利技术可以对沙粒、煤块等微米至毫米量级的颗粒进行快速成像，并进行实时图像处理，根据霍夫变换圆识别出颗粒并计算出粒径，最终可对颗粒根据粒径进行快速筛选。分选的速度可以达到每秒分选20颗粒，达到快速分选的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大颗粒粒径实时分析及高速分选系统，其特征在于，包括照明系统、成像及粒径计算系统和分选系统；所述照明系统用于对颗粒进行照亮；成像及粒径计算系统用于对照亮后的颗粒进行成像并对粒径进行分析；分选系统利用液流系统将颗粒滴入多孔盘中，实现不同粒径的颗粒的分选。

【技术特征摘要】
1.一种大颗粒粒径实时分析及高速分选系统，其特征在于，包括照明系统、成像及粒径计算系统和分选系统；所述照明系统用于对颗粒进行照亮；成像及粒径计算系统用于对照亮后的颗粒进行成像并对粒径进行分析；分选系统利用液流系统将颗粒滴入多孔盘中，实现不同粒径的颗粒的分选。2.根据权利要求1所述的大颗粒粒径实时分析及高速分选系统，其特征在于，所述照明系统包括LED光源(1)、扩束透镜组、柱面镜(4)、第一准直透镜(5)和第一物镜(6)；LED光源(1)用于提供照明光束；扩束透镜组用于将LED光源发出的光束进行扩束；柱面镜(4)用于将扩束透镜组扩束后的光束形成柱面光，对颗粒进行成像；第一准直透镜(5)用于将柱面镜(4)射出的光束进行再次准直；第一物镜(6)用于对第一准直透镜(5)射出的光束进行聚焦。3.根据权利要求2所述的大颗粒粒径实时分析及高速分选系统，其特征在于，所述柱面镜(4)的焦距f＝10mm。4.根据权利要求2所述的大颗粒粒径实时分析及高速分选系统，其特征在于，所述LED光源(1)为单晶LED。5.根据权利要求2所述的大颗粒粒径实时分析及高速分选系统，其特征在于，所述扩束透镜组包含第一透镜(2)和第二透镜(3)，焦距分别为50mm和300mm，第一准直透镜(5)的焦距为200mm。6.根据权利要求2所述的大颗粒粒径实时分析及高速分选系统，其特征在于，所述成像及粒径计算系统包括成像方形管(10)、第二物镜(11)、第二准直透镜(12)、线阵CCD(13)和计算机(14...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈惠明，刘李凤，崔振龙，刁海玮，傅晓梦，龙泉舟，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32