[實用新型]煤泥水混凝過程中絮體動態特征參數提取系統

有效

• 申請號: 201720809357.3
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN207439870U
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 焦小淼;劉文禮;張振亞;卓啟明
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N15/04;G01N15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

煤泥水混凝過程中絮體動態特征參數提取系統，系統包括：調速攪拌器、攪拌葉輪、攪拌槽、沉降柱、LED光源、長焦攝像機、三維移動臺、微量循環泵、計算機及圖像處理軟件。攪拌槽通過進樣管與沉降柱相連，進樣管上設置有旋擰閥，沉降柱的頂部側面有出水口，底部設置排污口，底部側面設置有進水口；通過微量循環泵將清水經進水口注入沉降柱；LED光源設置在沉降柱的一側，長焦攝像機固定在三維移動臺上位于沉降柱的另一側與機器視覺LED光源相對；長焦攝像機通過數據線與圖像處理系統連接。本實用系統可以在不破壞絮體的前提下快速獲取混凝過程中的絮體圖像或視頻。

技術領域

本發明涉及一種煤泥水混凝過程中絮體動態特征參數提取系統，尤其適用于研究煤泥水混凝過程中絮體特征參數的動態變化規律。

背景技術

煤泥水處理一直是選煤界關注的重點和難點，特別是高泥化、難處理的煤泥水問題。煤泥水中含有黏土類礦物極易在水中泥化成微細顆粒，與細粒煤相互作用形成難沉降的懸濁液。混凝沉淀法是當前應用最廣、效果最好的煤泥水處理方法，通過向懸濁液中添加無機陽離子凝聚劑和高分子絮凝劑的辦法，使煤泥水中的固體顆粒聚集成大的絮體，從而促進煤泥水中固體物在濃縮機中快速沉降。

在煤泥水混凝處理中，絮體的性能是混凝效果的直接反映，是聯系混凝過程和后續脫水的關鍵。絮體的大小和密度決定了其在混凝過程的沉降速度；絮體的強度決定了其在紊動水流中抵抗破壞的能力以及后續壓濾脫水性能。從微觀方面研究混凝過程，探索影響煤泥水各因素對絮體性能的影響規律，對于實現煤泥水混凝目的及洗水閉路循環具有重要意義。

目前，基于分形理論研究煤泥水混凝過程中絮體的特性對沉降效果的影響成為近年來研究的熱點，然而在當前的研究中多采用顯微攝像法、光散射法及激光粒度法獲得絮體的特征參數，以上方法主要存在以下缺點：1)顯微鏡攝像法最明顯缺點是需要取樣且只能觀察很少一部分絮體，絮體取樣過程易破壞，為獲得代表性結果，需要進行大量的實驗；2)激光粒度法和光散射法在取樣和測定過程中均不可避免地造成絮體的破壞，影響結果的準確性。

發明內容

技術問題：本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種在不破壞絮體的前提下，快速批量獲得絮體圖像或視頻的煤泥水混凝過程中絮體動態特征參數提取系統。

技術方案：本發明的絮體動態特征參數提取系統包括調速攪拌器、攪拌葉輪、攪拌槽、沉降柱、LED光源、長焦攝像機、三維移動臺、微量循環泵、計算機及圖像處理軟件；攪拌槽通過進樣管與沉降柱相連，進樣管上設置有旋擰閥，沉降柱的頂部側面有出水口，底部設置排污口，底部側面設置有進水口；通過微量循環泵將清水經進水口注入沉降柱；LED 光源設置在沉降柱的一側，長焦攝像機固定在三維移動臺上位于沉降柱的另一側與LED光源相對；長焦攝像機通過數據線與圖像處理系統連接。

一種使用上述系統的煤泥水混凝過程中絮體動態特征參數提取方法，包括如下步驟：

1)保持排污口(8)關閉，進水口(14)的旋擰閥和出水口(16)的旋擰閥打開的情況下，開啟微量循環泵(11)將純水通過進水橡膠管(13)和出水橡膠管(12)經進水口(14)注入沉降柱(4) 中直至注滿后立即關閉微量循環泵(11)、進水口(14)和出水口(16)的旋擰閥；

2)調節三維移動臺(7)使得長焦攝像機(6)對準沉降柱觀測面，放置LED光源(3)于沉降柱(4)的另一觀測面并使與長焦攝像機(6)正對，調節LED光源(3)至適宜亮度；

3)將數據線(9)連接至數據處理系統(10)，打開LED光源(3)、長焦攝像機(6)及數據處理系統(10)；

4)打開進樣管(5)將直徑為1mm的細鐵絲垂直插入沉降柱(4)中，微調長焦攝像機(6) 至數據處理系統(10)中可以清楚看到鐵絲邊緣并拍照記錄標尺；

5)關閉進樣管(5)的旋擰閥，向攪拌槽(2)中加入配制所需濃度的懸浮液，開啟調速攪拌器(1)調節至所需轉速N，攪拌T時間后添加混凝劑；