本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的气体模拟实验装置，其技术方案要点是：包括炉体、气体模拟器和检测模块，所述炉体的顶部设有排气管道，且底部设有进气管道；所述气体模拟器设于进气管道的内部，所述气体模拟器包括底端开口的加热筒、转动连接于加热筒内部的蜗杆、连接于蜗杆底端的分料盘、位于加热筒下方且正对分料盘设置的鼓风机，所述蜗杆用于将所述加热筒内的粉尘推送至所述分料盘，所述分料盘的上端面与所述加热筒的下端面之间留有间隙；所述炉体的侧壁设有透明窗口，所述检测模块位于炉体的外部且正对所述透明窗口设置。本发明专利技术操作简单，可多次定量检测，且能够较好地模拟有害气体在高温下的形态。
【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的气体模拟实验装置
本专利技术涉及实验装置的
，尤其涉及一种基于机器视觉的气体模拟实验装置。
技术介绍
熔炼炉是指熔化金属锭和一些废旧金属并加入必要的合金成分，经过扒渣、精炼等操作将它们熔炼成所需要的合金的设备。在熔炼过程中，炉料或添加剂挥发出的有害气体不仅会对炉料的质量产生不利影响，同时也会腐蚀炉体影响设备寿命，因而需要及时排出。目前较为常见的手段是在熔炼炉的出风口配置排风机来排出有害气体。但是，熔炼炉在运行时，即使是接近出风口位置的气体，温度也高达500～600摄氏度，一般的传感器根本无法对炉体内的有害气体浓度进行测量。现有技术中，有提到一种通过采集图像，并将图像灰度值与实测的烟雾浓度相对应后实现间接检测烟雾浓度的方法。然而对熔炼炉来说，炉体内有害气体的实际浓度值是无法直接测得的(温度过高)，只能通过在排出、过滤、冷却后大致测重的方式进行推算。但是，冷却后的有害气体的颗粒颜色可能会发生变化，这就导致了在熔炼炉实际运行时测得的有害气体的灰度值与浓度值无法准确对应起来。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种能解决上述技术问题的基于机器视觉的气体模拟实验装置。本专利技术的技术解决方案是：提供一种基于机器视觉的气体模拟实验装置，包括炉体、气体模拟器和检测模块，所述炉体的顶部设有排气管道，且底部设有进气管道；所述气体模拟器设于进气管道的内部，所述气体模拟器包括底端开口的加热筒、转动连接于加热筒内部的蜗杆、连接于蜗杆底端的分料盘、位于加热筒下方且正对分料盘设置的鼓风机，所述蜗杆用于将所述加热筒内的粉尘推送至所述分料盘，所述分料盘的上端面与所述加热筒的下端面之间留有间隙；所述炉体的侧壁设有检测模块。优选的，所述分料盘的中部设有锥状凸起，所述锥状凸起的顶端与所述蜗杆的底端固定连接。优选的，所述分料盘的直径大于所述加热筒的内径。优选的，所述加热筒的下端面固定有刮片，所述刮片的底端与所述分料盘的上端面相抵触以实现对粉末的推动。优选的，所述加热筒的侧壁环绕有线圈，所述线圈通过涡流效应实现对加热筒的温度的控制。优选的，所述蜗杆的螺旋齿将加热筒分为上半区与下半区，所述加热筒的上半区设有连通至进气管道外部的填料口。优选的，所述蜗杆通过位于进气管道外部的电机驱动转动。优选的，还包括金属水冷器，所述金属水冷器设于所述炉体的中部，所述检测模块有两个且分别设于所述金属水冷器的上方和下方。优选的，所述检测模块包括红外测温仪、摄像头和补偿射灯。上述方案的有益效果为：1、操作简便，能够多次定量检测。通过控制蜗杆的转速，即可定量控制粉末的推送量，从而能够直接换算出混合气体的浓度值；通过控制高频交流电源，即可定量改变加热筒的温度，实现对粉末温度的控制；通过检测模块实时检测混合气体的温度与灰度值后，即可获得所需的混合气体的灰度值与浓度值的对应关系。2、混合气体的模拟准确度高。在实际的熔炼炉中，有害气体中的颗粒是从熔融状态的炉料内挥发出来的，所以温度极高。普通的加热方法根本无法快速将模拟的混合气体加热到这种温度，而本专利技术通过加热筒与蜗杆的设置，实现了对粉末的快速加热，同时通过分料盘使得粉末能够均匀地与气流混合，形成稳定的烟雾状混合气体，在温度与形态上都准确地模拟了实际的熔炼炉环境，为后续的温度与灰度值的准确检测提供了条件。3、热能利用率高。加热筒内的粉末首先与加热筒的内壁接触实现加热；加热后的粉末被推送到分料盘的外边缘并被鼓风机向上吹起时，混合气体将被加热筒的外壁进一步加热，保证了混合气体的温度能保持在需要的范围内。附图说明图1为本专利技术的基于机器视觉的气体模拟实验装置的结构示意图(虚线代表电连接)；图2为图1中A区域的局部放大图；图3为图2中沿B-B剖面线的局部剖视图；附图中：1-炉体；2-进气管道；3-排气管道；4-加热筒；4.1-线圈；4.2-填料口；4.3-刮片；5-蜗杆；6-分料盘；7-鼓风机；8-检测模块；9-金属水冷器。具体实施方式本专利技术的目的在于提供一种基于机器视觉的气体模拟实验装置，该基于机器视觉的气体模拟实验装置的操作简单，可多次定量检测，且能够较好地模拟有害气体在高温下的形态。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1和图2，图1为本专利技术实施例提供的基于机器视觉的气体模拟实验装置的结构示意图，图2为图1中A区域的局部放大图。本专利技术实施例提供的一种基于机器视觉的气体模拟实验装置，炉体1为圆柱形，炉体1的顶端连接有排气管道3，底端连接有进气管道2，且排气管道3与进气管道2正对设置。气体模拟器位于进气管道2的内部。气体模拟器包括加热筒4、蜗杆5、分料盘6和鼓风机7。加热筒4为圆环形，且加热筒4由铁磁材料制成。加热筒4的外侧壁环绕有线圈4.1，且线圈4.1的两端与高频交流电源相连接。当高频交流电源打开后，由于涡流效应，加热筒4的温度能够被快速加热到700～800摄氏度。加热筒4的顶端设有封盖，从而使得加热筒4的顶端开口被封闭。蜗杆5的上部通过轴承转动连接于加热筒4的封盖，且蜗杆5的轴线与加热筒4的轴线共线设置，蜗杆5的中部和下部均位于加热筒4的内部。蜗杆5的螺旋齿位于蜗杆5的中部，螺旋齿的齿尖与加热筒4的内侧壁相抵触，并将加热筒4的内部分隔成上半区和下半区。加热筒4的上半区的侧壁设有填料口4.2，且填料口4.2连通至进气管道2的外部。填料口4.2倾斜设置，从而操作人员从外部向填料口4.2充入粉末后，粉末将自动流向加热筒4的上半区。蜗杆5的顶端固定有锥齿轮，位于进气管道2外部的交流电机通过锥齿轮的传动驱动蜗杆5的转动，从而使得位于加热筒4上半区的粉末随着螺旋齿的转动作用而被推送到加热筒4的下半区，并落入分料盘6。分料盘6为圆盘状，且分料盘6的中部设有锥状凸起。锥状凸起的顶端与蜗杆5的底端固定连接，从而使得分料盘6将随之蜗杆5一同旋转。分料盘6的上端面与加热筒4的下端面之间留有间隙，从而使得分料盘6上的粉末能够均匀地从间隙进入到进气通道。鼓风机7位于分料盘6的下方，并向上鼓风形成气流，气流将带动分料盘6外边缘的粉末并形成烟雾状的混合气体。显然，由于分料盘6的设置，粉末与气流的混合将更为均匀，便于后续的检测。此外，由于此时的加热筒4的侧壁温度较高，混合气体在向上流动的过程中会被加热筒4继续加热，从而保证混合气体能够保持在一个较高的温度范围内，尽可能模拟为与实际熔炼炉一样的温度。需要说明的是，蜗杆5的螺旋齿的底端是不断旋转的，这就导致了被螺旋齿推送出的粉末的位置也是不断旋转的，若直接与鼓风机7的气流相混合，会导致混合气体中的粉末分布不均匀，故分料盘6的设置有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的气体模拟实验装置，包括炉体(1)，其特征在于，还包括气体模拟器和检测模块(8)，所述炉体(1)的顶部设有排气管道(3)，且底部设有进气管道(2)；所述气体模拟器设于进气管道(2)的内部，所述气体模拟器包括底端开口的加热筒(4)、转动连接于加热筒(4)内部的蜗杆(5)、连接于蜗杆(5)底端的分料盘(6)、位于加热筒(4)下方且正对分料盘(6)设置的鼓风机(7)，所述蜗杆(5)用于将所述加热筒(4)内的粉尘推送至所述分料盘(6)，所述分料盘(6)的上端面与所述加热筒(4)的下端面之间留有间隙；所述炉体(1)的侧壁设有检测模块(8)。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的气体模拟实验装置，包括炉体(1)，其特征在于，还包括气体模拟器和检测模块(8)，所述炉体(1)的顶部设有排气管道(3)，且底部设有进气管道(2)；所述气体模拟器设于进气管道(2)的内部，所述气体模拟器包括底端开口的加热筒(4)、转动连接于加热筒(4)内部的蜗杆(5)、连接于蜗杆(5)底端的分料盘(6)、位于加热筒(4)下方且正对分料盘(6)设置的鼓风机(7)，所述蜗杆(5)用于将所述加热筒(4)内的粉尘推送至所述分料盘(6)，所述分料盘(6)的上端面与所述加热筒(4)的下端面之间留有间隙；所述炉体(1)的侧壁设有检测模块(8)。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的气体模拟实验装置，其特征在于，所述分料盘(6)的中部设有锥状凸起，所述锥状凸起的顶端与所述蜗杆(5)的底端固定连接。
3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的气体模拟实验装置，其特征在于，所述分料盘(6)的直径大于所述加热筒(4)的内径。
4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的气体模拟实验装置，其特征在于，所述加热筒(4)的下端面固定有刮片(4.3)，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李英道，李伟道，解丽丽，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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