[發明專利]一種測量生物質粉顆粒粒徑分布的方法

在審

• 申請號: 202010116295.4
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111272616A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 楊淑貞;盛昌棟
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N1/28
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 李雪萍

本發明屬于生物質粉燃燒領域技術，特別涉及一種測量生物質粉顆粒粒徑分布的方法，農業回收生物質原材料經粉碎機粉碎后，通過標準篩進行初級篩分得到某一粒徑范圍的生物質粉，然后將生物質粉置于多功能激光打印機成像系統中進行數字圖像采集，最后利用Nano Measurer軟件對圖像進行處理，獲得生物質粉顆粒的粒度大小和粒度分布等特性并生成分析報告，這對合理描述不規則生物質粉顆粒的粒徑分布特性具有重要意義。該方法相對精確，成本低廉，方便快捷，易于操作，具有較好的實用性。

技術領域

本發明涉及一種測量生物質粉顆粒粒徑分布的方法，屬于生物質粉燃燒技術領域。

背景技術

與傳統燃煤發電相比，生物質粉直接燃燒發電可降低溫室氣體CO₂及常規污染物NO_X、SO₂的排放，對有效緩解我國能源緊張、環境污染等問題具有重要的意義。但是與煤粉燃燒不同的是，生物質燃料的纖維質結構導致其不易粉碎，且粉碎后的顆粒尺寸較大并呈棒狀、條狀、片狀等不規則形狀。而生物質粉顆粒的尺寸、形狀及其分布不僅影響生物質粉的處理、儲存、運輸和粉塵控制系統，也影響熱解、著火和燃燒過程。為研究生物質粉顆粒的尺寸和形態分布特征，目前國內外學者多采用傳統篩分法、游標卡尺測量法、高速攝像機系統或掃描電子顯微鏡數字成像技術等對生物質粉顆粒的形態特征進行研究，這些方法或存在操作繁瑣、誤差相對較大，或存在設備價格昂貴、實驗成本高等問題，針對此，本發明提供一種基于多功能激光打印機圖像采集系統和數字圖像處理軟件相結合的生物質粉顆粒粒徑測量方法。

發明內容

技術問題：為克服上述技術中存在的不足和問題，本發明提供一種基于多功能激光打印機圖像采集系統和數字圖像處理軟件相結合的生物質粉顆粒粒徑分布測量方法，該方法相對精確，成本較低，操作簡便，具有很好的經濟性和實用價值。

技術方案：

為解決上述問題，本發明的技術方案如下：

一種測量生物質粉顆粒粒徑分布的方法，包括以下步驟：

S1、生物質粉顆粒破碎階段

將農業剩余物生物質放入粉碎機中進行粉碎，制得生物質粉顆粒。

S2、生物質粉顆粒篩分階段

將所述生物質粉顆粒放入標準篩中進行篩分，得到某一粒徑范圍的生物質粉顆粒。

S3、數字圖像采集階段

將所述某一粒徑范圍的生物質粉顆粒置于多功能激光打印機成像系統中，進行生物質粉顆粒數字圖像的采集。

S4、數字圖像分析階段

將所述數字圖像輸入圖像處理軟件中進行特性分析，輸出包括顆粒粒徑大小和粒徑分布等特性的分析報告。

優選地，所述步驟1中，將農業回收生物質原材料剪碎至一定尺寸；將剪碎后的生物質材料放入實驗室專用小型粉碎機中，機械粉碎3min，制得生物質粉顆粒。

優選地，所述步驟2中，所述標準篩為實驗室小型振動篩，篩分時間為10min；取某一篩分粒徑范圍的生物質粉作為測量對象。

優選地，所述步驟3中，所述多功能激光打印機成像系統由多功能激光打印機和與之連接的計算機組成；所述激光打印機為辦公常用激光打印復印掃描多功能一體機。

優選地，所述步驟3中，由寬度為2cm的平頭底紋刷將待測顆粒均勻平鋪在激光打印機的平板式掃描單元中的玻璃掃描面板上，減少顆粒堆疊和接觸，保證顆粒分散性；將采集所得數字圖像輸出至計算機端；所述掃描面板上需先放置A4大小的PVC透明板，保護掃描面板不受顆粒剮蹭；掃描蓋板上需固定A4大小的黑色硬卡紙作為成像背景，保證成像背景與淺色生物質顆粒之間的色差，方便得到較為清晰的圖像。