一种工业颗粒整体粒径分布估计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种工业颗粒整体粒径分布估计方法及系统，通过同步获取工业颗粒的颗粒表面图像和深度图，对颗粒表面图像进行图像分割，获得颗粒表面的粒径分布，根据深度图计算颗粒堆层数，根据颗粒表面的粒径分布和颗粒堆层数，建立表征表面粒径分布与整体粒径分布关系的分层堆积模型以及根据颗粒表面的粒径分布和分层堆积模型，获得颗粒堆整体的粒径分布，解决了现有技术无法精准在线检测颗粒堆整体粒径分布的技术问题

【技术实现步骤摘要】
一种工业颗粒整体粒径分布估计方法及系统


[0001]本专利技术主要涉及高炉冶炼
，特指一种工业颗粒整体粒径分布估计方法及系统
。

技术介绍

[0002]粒径分布
(PSD)
是反映一个颗粒堆的空隙程度
、
空间结构和堆积密度等性质的重要参数之一，这在许多工业领域中均有重要的研究意义
。
就比如，对于高炉
(
一种炼铁工业中的核心设备
)
来说，它的物料的粒度分布是装料系统中的关键性能指标，其测量的准确性和连续性对于监测高炉的气体渗透性和内部反应的稳定性至关重要
。
再比如，在选矿过程中，粒径分布也是挑选有用矿物的重要指标之一
。
因此，研究一种准确的粒径分布在线估计方法在工业领域具有广泛的应用的价值
。
现有方法主要以分为物理法
、
仪器法和分割法三大类
。
大多数炼铁厂采用物理检测方法，利用材料颗粒的物理特性，如重力和密度，通过筛选
、
>沉淀等方法检测颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种工业颗粒整体粒径分布估计方法，其特征在于，所述方法包括：同步获取工业颗粒的颗粒表面图像和深度图；对颗粒表面图像进行图像分割，获得颗粒表面的粒径分布；根据深度图计算颗粒堆层数；根据颗粒表面的粒径分布和颗粒堆层数，建立表征表面粒径分布与整体粒径分布关系的分层堆积模型；根据颗粒表面的粒径分布和分层堆积模型，获得颗粒堆整体的粒径分布
。2.
根据权利要求1所述的工业颗粒整体粒径分布估计方法，其特征在于，对颗粒表面图像进行图像分割，获得颗粒表面的粒径分布包括：根据颗粒表面图像，制作实例分割数据集；利用实例分割数据集对
SAM
预训练模型
vit
‑
h
进行微调得到工业颗粒分割模型；利用工业颗粒分割模型对颗粒表面图像进行分割，获得颗粒表面的粒径分布
。3.
根据权利要求2所述的工业颗粒整体粒径分布估计方法，其特征在于，根据深度图计算颗粒堆层数包括：根据深度图中像素点的深度信息，计算深度信息的整体最大值与整体最小值，所述整体最大值与整体最小值分别为深度值大小排序靠前
10
％和靠后
10
％的数据的均值；根据整体最大值与整体最小值，计算颗粒堆层数，具体计算公式为：其中，
H
为颗粒堆的层数，
h
max
和
h
min
分别为整体最大值与整体最小值，
d
m
为表层颗粒的平均大小，表示向下取整
。4.
根据权利要求1‑3任一所述的工业颗粒整体粒径分布估计方法，其特征在于，建立表征表面粒径分布与整体粒径分布关系的分层堆积模型包括：将颗粒堆定义为多层颗粒的渗透与叠加，并将颗粒堆整体的粒径分布表示为理想粒径分布与颗粒渗透率的函数，具体为：分布与颗粒渗透率的函数，具体为：分布与颗粒渗透率的函数，具体为：分布与颗粒渗透率的函数，具体为：其中，
D
total
为颗粒堆整体的粒径分布，为颗粒堆整体在第
k
个粒级区间的粒径分布，为第
i
层颗粒在第
k
个粒级区间的实际粒径分布，和分别为第
i
层颗粒和第
i
‑1层颗粒在第
k
个粒级区间的理想粒径分布，
N
i,k
为第
i
层颗粒在第
k
个粒级区间的内的颗粒数量，
P
i,k
和
P
(i
‑
1),k
分别为第
i
层和第
i
‑1层颗粒在第
k
个粒级区间的颗粒渗透率，
H
为颗粒堆的层数，
k
为预设的正整数，表示向上取整运算；根据颗粒堆的空间分布特点，获得理想粒径分布中颗粒堆各...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋朝辉，刘金狮，桂卫华，陈志文，潘冬，余浩洋，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：