片状固体物料流量测算的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及动态物料流量测算方法，具体是一种片状固体物料流量测算的方法。利用片状固体物料在矩形管道气力输送过程中进行；首先，片状固体物料在矩形水平沉降管内在自重的作用下进行水平重力沉降，在水平沉降管道的底部形成了均匀的物料流，在利用安装在水平沉降管前端的图像采集管上部或下部的高速摄像机采集图像信号，当水平沉降管底部形成的均匀的物料流在气流的带动下进入图像采集管后，高速摄像机摄取物料流图像信号，根据采集到的信号得出固体物料的面积、形状、色泽、流速和形状结构信息，再计算出物料流的流量数据，并且判断出物料流中是否存在异物，可进一步对异物进行处理。本发明专利技术的优点是结构简单，使用方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及动态物料流量测算的技术方法，具体是一种片状固体物料流量测 算的方法。特别适用于片状固体物料如烟片在矩形管道气力输送过程中流量的测 算。
技术介绍
固体物料经常需要进行气力输送，如巻烟厂的烟片、烟丝等。传统气力输送 是在一个圆形截面的管道中进行的。已公开的申请号为200710019787.6和 200710019789.5的两份专利申请文件中，都公布了新的气力输送方法，即将物 料提升到一定高度后，用矩形水平沉降管将被输送物料减速前行，在减速前行的 过程中使物料向下部沉降。在很多情况下需要知道被输送固体物料的流量，而在 输送过程的动态情况下，固体物料的流量难以测量，通常采用的方法是在输送前 或输送后用电子称对物料进行称重计量。
技术实现思路
本专利技术的目的正是针对上述现有问题而提供一种片状固体物料在气力输送 过程中流量测算的方法。本专利技术的另一目的是提供一种在气力输送过程中流量测算的装置。本专利技术的技术方案是 一种片状固体物料流量测算的方法，其特征是利用片状固体物料在矩形管道气力输送过程中进行；首先，片状固体物料在矩形水平沉降管(2)内在自重的作用下进行重力沉降，在水平沉降管道(2)的底部形成了 均匀的物料流"在气水平沉降管的前端安装有图像采集管(3)，在图像采集管(3) 上部或下部安装有用于采集图像信号的高速摄像机(4)和为高速摄像机提供照 明的光源(5);当水平沉降管底部形成的均匀的物料流在气流的带动下进入图像 采集管(3)后，高速摄像机(4)摄取物料流图像信号，根据采集的固体物料流 的面积、形状、色泽、流速和形状结构信息，计算出物料流的流量数据，并且判 断出物料流中是否存在异物。 计算方法和公式如下1)先计算单位时间内通过管道的片状物料的体积v体积，式中S,是单位时间内通过管道的片状物料总面积； . h^为片状固体物料厚度；2) 再计算单位时间T内通过管道的物料的重量G瞬时=V体积u式中G,为单位时间T内通过管道的物料的重量； "物料的比重；3) 再计算瞬时流量v瞬时^G瞬时/T式中V^是瞬时流量；4) 最后计算出一个时间段内的累计流量△G=v瞬时AT式中AG是一个时间段内累计流量；AT是一个时间段。一种用于片状固体物料流量测算的装置，包括用于气力输送的输送管道，和 输送管道连接的截面为矩形的水平沉降管，其特征是在水平沉降管的前端安装有 图像采集管，在图像采集管上部或下部安装有用于采集图像信号的高速摄像机和为高速摄像机提供照明的光源；高速摄像机通过图像采集卡与数据处理器连接将摄取的物料流图像信号送入数据处理器进行数据处理和计算。 本专利技术的有益效果是是结构简单，使用方便。附图说明图l是本专利技术的原理示意图2是本专利技术中水平沉降管的横断面图;'i图3是本专利技术装置又一个实施例的示意图。图中1、输送管道，2、水平沉降管，3、图像采集管，4、摄像机，5、照 明光源，6、处理器，7、输送管，8、异物处理执行机构(高速电磁阀组)，9、 异物收集箱。具体实施方式 以下将结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述。如图1所示，本专利技术采用的方法是当片状固体物料在输送管道1内高速运 动时，形成气流与片状固体物料的混合气体，当该混合气体沿输送管道1进入矩 形横截面的水平沉降管2后，首先，片状固体物料在自重的作用下进行动态水平 沉降，通过一段距离的水平沉降，大部分片状固体物料趋向水平沉降管道2的底 部，而后，片状固体物料在气流的带动下沿水平沉降管道2的底部前行，这样在水平沉降管2底部形成了均匀的物料流。在水平沉降管的前端连接一图像采集管 3，图像采集管3的横截面与水平沉降管道2相同，均为矩形管，在图像采集管 3的上部或下部的全部或局部区域采用透明材料(6mm厚的钢化玻璃)制作。当水 平沉降管2底部形成的均匀的物料流，在气流的带动下进入图像采集管3后，在 采集管3上部或下部用光源5为摄像机提供照明，摄像机4采用高速摄像机对物 料流摄像，采集图像信号，并将信号通过图像采集卡送入处理器6，处理器6根 据这些信号可以得出固体物料的面积、形状、色泽、速度等信息，再对这些信息 进行加工，便可计算出物料流的流速、流量、形状结构、颜色等数据，并且可以 判断出物料流中是否存在异物，通过输出卡给出控制信号，对所需进行控制的设 备进行控制。中央处理器6采用PLC或计算机。所述高速摄像机采集的图像信息通过有线或无线网络与中央处理器传输数据。本专利技术利用高速彩色摄像机取得在管道内运行的物料图像，通过图像采集卡 传输到计算机内，用计算机对获取的图像进行算法处理。通过计算机对管道中物 料的颜色和数据库中正常物料颜色的比对，区分出正常物料和杂质，在尽量短的 时间内(一般为30ms),把控制信号通过输出卡传给控制执行机构。其具体流程如下-图像采集(光源、镜头、高速相机)一图像信号传输(利用图像采集卡把采集到的光学信号数字化传入计算机)一图像特征提取和处理(用算法进行图像处理，提取所需图像检测特征，取得所需数据)一判断和控制(根据图像处理的结果进行大小片比率、面积、瞬时流量、累计流量等计算，利用计算结果进行控制)。 如图2所示，水平沉降管2是内壁光滑的矩形截面管道，水平沉降管道2的高度H —般在200 400mm，水平沉降管道2的宽度B根据输送固体物料流量的大小决定，水平沉降管道2的长度L是高度H的15倍以上。片状固体物料在水平沉降管道2的运行速度为10 15米/秒。图1同时又是本专利技术的管道流量测算装置的一个实施例的示意图。下面结合 实施例对本专利技术做进一步详细描述。图1所示的管道流量测算装置由输送管道1、水平沉降管2、图像采集管3、 高速摄像机4、光源5、处理器6、输送管道7组成，该装置用于巻烟厂，在烟 片气力输送过程中对烟片的流量及片形结构进行测算。如图1所示，烟片被送入输送管道后在气流的带动下在1输送管道1内高速 运动，沿输送管道1进入矩形横截面的水平沉降管2，水平沉降管道2内保持10 15米/秒的风速，烟片在水平沉降管2内在自重的作用下进行动态水平沉降。由 于烟片的面积大、厚度小，经过充分沉降后的烟片始终保持与气流平行的姿态沿 水平沉降管道2的底部前行，即大面朝上，并且大部分互不重叠，形成了均匀稳 定的烟片流。水平沉降管的前端是图像采集管3，由于图像采集管3的横截面与水平沉降 管道2相同，均为矩形管，且面积相同，烟片进入图像采集管3后依然能够保持 均匀稳定的烟片流。高速摄像机4对烟片流摄像，采集图像信号，并将信号通过 图像采集卡送入数据处理器6，数据处理器6根据这些信号得出某一时刻烟片流 中烟片的面积、形状、颜色信息，再对这些信息进行处理加工。首先，通过对该 时刻全部烟片的面积大小的信息采集，根据烟片的比重，再进行适当的修正，便 可计算出烟片的瞬时流量，在输送过程中定时取样，便可计算出烟片的累计流量； 第二，通过对逐个烟片的面积大小的信息采集，对不同面积大小的烟片分级统计， 便可计算出烟片的大小片的比例。这样就完成了对烟片的动态流量测算和动态结 构测算。烟片经过图像采集管3完成图像采集后，由输送管道7继续输送，直至目的地。如图3所示的管道流量测算装置增加了异物剔除功能，该装置用于巻烟厂， 在烟片气力输送过程中对烟片的流量及片形结构进行测算并进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种片状固体物料流量测算的方法，其特征是利用片状固体物料在矩形管道气力输送过程中进行；首先，片状固体物料在矩形水平沉降管（２）内在自重的作用下进行重力沉降，在水平沉降管道（２）的底部形成了均匀的物料流，在气水平沉降管的前端安装有图像采集管（３），在图像采集管（３）上部或下部安装有用于采集图像信号的高速摄像机（４）和为高速摄像机提供照明的光源（５）；当水平沉降管底部形成的均匀的物料流在气流的带动下进入图像采集管（３）后，高速摄像机（４）摄取物料流图像信号，根据采集的固体物料流的面积、形状、色泽、流速和形状结构信息，计算出物料流的流量数据，并且判断出物料流中是否存在异物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王迎彬，陈聪，王瑞珍，何仲昆，张永平，张勤君，滕明，邢慧堂，
申请(专利权)人：王训明，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]