一种测量生物质粉颗粒粒径分布的方法技术

本发明专利技术属于生物质粉燃烧领域技术，特别涉及一种测量生物质粉颗粒粒径分布的方法，农业回收生物质原材料经粉碎机粉碎后，通过标准筛进行初级筛分得到某一粒径范围的生物质粉，然后将生物质粉置于多功能激光打印机成像系统中进行数字图像采集，最后利用Nano Measurer软件对图像进行处理，获得生物质粉颗粒的粒度大小和粒度分布等特性并生成分析报告，这对合理描述不规则生物质粉颗粒的粒径分布特性具有重要意义。该方法相对精确，成本低廉，方便快捷，易于操作，具有较好的实用性。

A method for measuring particle size distribution of biomass powder

【技术实现步骤摘要】
一种测量生物质粉颗粒粒径分布的方法
本专利技术涉及一种测量生物质粉颗粒粒径分布的方法，属于生物质粉燃烧

技术介绍
与传统燃煤发电相比，生物质粉直接燃烧发电可降低温室气体CO2及常规污染物NOX、SO2的排放，对有效缓解我国能源紧张、环境污染等问题具有重要的意义。但是与煤粉燃烧不同的是，生物质燃料的纤维质结构导致其不易粉碎，且粉碎后的颗粒尺寸较大并呈棒状、条状、片状等不规则形状。而生物质粉颗粒的尺寸、形状及其分布不仅影响生物质粉的处理、储存、运输和粉尘控制系统，也影响热解、着火和燃烧过程。为研究生物质粉颗粒的尺寸和形态分布特征，目前国内外学者多采用传统筛分法、游标卡尺测量法、高速摄像机系统或扫描电子显微镜数字成像技术等对生物质粉颗粒的形态特征进行研究，这些方法或存在操作繁琐、误差相对较大，或存在设备价格昂贵、实验成本高等问题，针对此，本专利技术提供一种基于多功能激光打印机图像采集系统和数字图像处理软件相结合的生物质粉颗粒粒径测量方法。
技术实现思路
技术问题：为克服上述技术中存在的不足和问题，本专利技术提供一种基于多功能激光打印机图像采集系统和数字图像处理软件相结合的生物质粉颗粒粒径分布测量方法，该方法相对精确，成本较低，操作简便，具有很好的经济性和实用价值。技术方案：为解决上述问题，本专利技术的技术方案如下：一种测量生物质粉颗粒粒径分布的方法，包括以下步骤：S1、生物质粉颗粒破碎阶段将农业剩余物生物质放入粉碎机中进行粉碎，制得生物质粉颗粒。S2、生物质粉颗粒筛分阶段将所述生物质粉颗粒放入标准筛中进行筛分，得到某一粒径范围的生物质粉颗粒。S3、数字图像采集阶段将所述某一粒径范围的生物质粉颗粒置于多功能激光打印机成像系统中，进行生物质粉颗粒数字图像的采集。S4、数字图像分析阶段将所述数字图像输入图像处理软件中进行特性分析，输出包括颗粒粒径大小和粒径分布等特性的分析报告。优选地，所述步骤1中，将农业回收生物质原材料剪碎至一定尺寸；将剪碎后的生物质材料放入实验室专用小型粉碎机中，机械粉碎3min，制得生物质粉颗粒。优选地，所述步骤2中，所述标准筛为实验室小型振动筛，筛分时间为10min；取某一筛分粒径范围的生物质粉作为测量对象。优选地，所述步骤3中，所述多功能激光打印机成像系统由多功能激光打印机和与之连接的计算机组成；所述激光打印机为办公常用激光打印复印扫描多功能一体机。优选地，所述步骤3中，由宽度为2cm的平头底纹刷将待测颗粒均匀平铺在激光打印机的平板式扫描单元中的玻璃扫描面板上，减少颗粒堆叠和接触，保证颗粒分散性；将采集所得数字图像输出至计算机端；所述扫描面板上需先放置A4大小的PVC透明板，保护扫描面板不受颗粒剐蹭；扫描盖板上需固定A4大小的黑色硬卡纸作为成像背景，保证成像背景与浅色生物质颗粒之间的色差，方便得到较为清晰的图像。优选地，所述步骤4中，所述图像处理软件为NanoMeasurer。有益效果：相对于现有技术，本专利技术的优点如下：（1）本专利技术中多功能激光打印机成像系统，充分利用办公常用仪器—多功能激光打印机，实现一机多用，大大节约实验成本，具有较好的经济性。（2）本方法中用底纹刷将颗粒均匀平铺至扫描面板，避免颗粒之间接触和堆叠，使颗粒分散良好，保证了测量的准确性。（3）本专利技术系统简明，操作便捷，实验样品无需特殊处理，可直接测量，实验数据方便易取，大大节约了实验时间，对生物质粉颗粒粒径分布的研究具有重要意义。附图说明图1为本专利技术的测量生物质粉颗粒粒径分布的流程图。图2为本专利技术的多功能激光打印机成像系统。其中，1、粉碎机，2、振动筛，3、多功能激光打印机，4、计算机，5、生物质粉颗粒数字图像，31、黑色A4硬卡纸，32、PVC透明板。具体实施方式以下结合说明附图和具体实施例来进一步说明此专利技术。值得注意的是，此处具体实施例仅作为解释说明本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：本专利技术实施案例提供了一种测量生物质粉颗粒粒径分布的方法，包括如下步骤：S1、生物质粉颗粒破碎阶段如图1所示，将农田回收生物质材料剪碎至长度约5cm；剪碎后的生物质材料放入实验室专用小型粉碎机1中，机械粉碎3min，制得生物质粉颗粒。生物质原料长度和机械粉碎时间也可适当调整。S2、生物质粉颗粒筛分阶段将粉碎后的生物质粉颗粒放入实验室小型振动标准筛2中，筛分约10min，得到不同粒径范围的生物质粉颗粒，取筛分粒径范围为1.5-2mm的生物质粉作为测量对象。作为待测对象的生物质粉粒径范围可灵活选取。S3、数字图像采集阶段用宽为2cm的平头底纹刷将筛分范围为1.5-2mm的生物质粉均匀分散于多功能激光打印机3的扫描面板上进行图像采集，并将结果输出到计算机4。该激光打印机仪器型号为惠普HPLaserJetProM1136多功能黑白激光一体机，具有打印和扫描等多种功能，扫描速度快，可通过调节像素获得不同清晰度的数字图像。测量前需对扫描单元进行改造，即在玻璃扫描面板上铺设具有保护作用的PVC透明板，在扫描盖板上固定A4黑色硬卡纸充当成像背景。图2所示为多功能激光打印机成像系统，由激光打印机和计算机构成，标记31为A4黑色硬卡纸，32为PVC透明板。S4、数字图像分析阶段将数字图像5输入图像处理软件（NanoMeasurer）中进行特性分析，输出包括颗粒粒径长度、宽度和粒径分布等特性的分析报告。需要说明的是上述实施例仅仅是本专利技术的较佳实施例，可以根据上述说明加以改进或改变，在上述基础上做出的等同替换或者替代均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量生物质粉颗粒粒径分布的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、生物质粉颗粒破碎阶段/n将农业剩余物生物质放入粉碎机中进行粉碎，制得生物质粉颗粒；/nS2、生物质粉颗粒筛分阶段/n将所述生物质粉颗粒放入标准筛中进行筛分，得到筛分后的生物质粉颗粒；/nS3、数字图像采集阶段/n将S2中某一粒径范围的生物质粉颗粒置于多功能激光打印机成像系统中，进行生物质粉颗粒数字图像的采集；/nS4、数字图像分析阶段/n将所述数字图像输入图像处理软件中进行特性分析，输出包括颗粒粒径大小和粒径分布的分析报告。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量生物质粉颗粒粒径分布的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、生物质粉颗粒破碎阶段
将农业剩余物生物质放入粉碎机中进行粉碎，制得生物质粉颗粒；
S2、生物质粉颗粒筛分阶段
将所述生物质粉颗粒放入标准筛中进行筛分，得到筛分后的生物质粉颗粒；
S3、数字图像采集阶段
将S2中某一粒径范围的生物质粉颗粒置于多功能激光打印机成像系统中，进行生物质粉颗粒数字图像的采集；
S4、数字图像分析阶段
将所述数字图像输入图像处理软件中进行特性分析，输出包括颗粒粒径大小和粒径分布的分析报告。


2.如权利要求1所述的测量生物质粉颗粒粒径分布的方法，其特征在于，所述步骤1中，将农业回收生物质原材料剪碎；将剪碎后的生物质材料放入小型粉碎机中进行机械粉碎，制得生物质粉颗粒。


3.如权利要求1所述的测量生物质粉颗粒粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨淑贞，盛昌栋，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32