Способ определения геометрических размеров частиц в насыпном слое

(51) 01 15/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ фильтрования его с помощью видеокамеры в виде растра видео изображения. Определяют максимумы и минимумы отраженного излучения. Формируют видимую область каждой частицы, путем выделения ее на растре видеоизображения от соответствующего ей максимума интенсивности отраженного излучения до ближайших к нему минимумов. Задают последовательность обработки этих областей от частиц с большей степенью округлости видимой области к меньшей. Измеряют расстояние от соответствующего максимума интенсивности отраженного излучения до минимумов, граничащих с видимыми областями частиц, имеющих меньшую степень округлости и тем самым определяют геометрические размеры частиц и/или окомкованного гранулированного материала. Технический результат изобретения обеспечение возможности определения геометрических размеров частиц дробленой руды,окатышей, гранул и других материалов в форме частиц произвольной формы - в насыпном слое.(72) Топоров Виктор Иванович Аксельрод Валерий Юрьевич Круглов Василий НиколаевичСалихов Зуфар Гарифуллович(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ЧАСТИЦ В НАСЫПНОМ СЛОЕ(57) Сущность частицы руды в слое на транспортерной ленте подвергают воздействию направленного электромагнитного излучения. Измеряют двумерное распределение интенсивности отраженного от частиц излучения,путем Изобретение относится к способу контроля основного параметра технологического процесса дробления рудных материалов и /или грануляции и окомкования, поступающего потребителю и для контроля в виде насыпного слоя на транспортере. Из анализа известных аналогов заявляемого технического решения (ЕР 0391530 А 2, 10.10.1990.1788462 А 1 15.01.1993.2154814 С 2) следует,что они не способны решить проблему контроля размеров частиц дробленного материала произвольной или различной формы в слое,например, на транспортерной ленте. Поэтому они предназначены только для использования при лабораторных исследованиях и не могут быть применены для непрерывного контроля РАЗМЕРОВ геометрических частиц руды в насыпном слое транспортера горно- обогатительного предприятия. Например,известен способ определения геометрических размеров частиц окомкованного и/или гранулированного материала (Патент РФ. 2154814, оп. 20.08.2000 бюл. 23, прототип),который подвергают воздействию направленного электромагнитного излучения. Затем, измеряют двумерное распределение интенсивности отраженного от частиц излучения, причем в распределении интенсивности отраженного излучения определяют максимумы и минимумы, а также их расстояние друг от друга в 8 или более направлениях. Из расстояний между максимумами и минимумами интенсивности определяют статистическое распределение, которое используют в качестве статистического распределения геометрических размеров частиц. Известный способ обеспечивает достаточно точное измерение геометрических размеров частиц окомкованного и/или гранулированного материала, если они расположены в монослое. Однако, в случае необходимости определения геометрических размеров частиц в насыпном слое этот способ, по прототипу, теряет свои преимущества. В случае определения размеров гранул в насыпном слое, когда гранулы верхнего слоя частично закрывают гранулы нижних слоев(фиг.2), даже для исследуемых частиц со специфической формой (окатыши, гранулы, форма которых близка к шарообразной) известный метод не позволяет определять их истинные размеры. Таким образом, задачей изобретения является разработка способа определения геометрических размеров частиц дробленого и/или окомкованного и гранулированного материала в насыпном слое,применяя хорошо зарекомендовавшую себя идею использования неравномерности интенсивности отраженного от гранул излучения от поверхности частицы и ее границ, а также и с учетом их специфической формы. Поставленная задача решена предлагаемым,согласно предполагаемому изобретению, способом определения геометрических размеров частиц дробленого, окомкованного и/или гранулированного материала в насыпном слое, включающий измерение отраженного электромагнитного излучения в виде его двумерного распределения,2 путем фиксирования его с помощью видеокамеры в виде растра видеоизображения, после чего в распределении интенсивности отраженного излучения определяют максимумы и минимумы, а затем формируют видимую область каждой частицы путем выделения ее на растре видеоизображения от соответствующего ей максимума интенсивности отраженного излучения до ближайших к нему минимумов, задают последовательность обработки этих областей от частиц с большей степенью округлости видимой области к меньшей, измеряют расстояние от соответствующего максимума интенсивности отраженного излучения до минимумов, граничащих с видимыми областями частиц, имеющих меньшую степень округлости и тем самым определяют геометрические размеры частиц дробленого, и/или окомкованного и гранулированного материала,например,железнорудного материала. В настоящее время, из патентной и научной литературы,неизвестна совокупность предлагаемых,согласно предполагаемому изобретению, признаков, позволяющих решить изложенную выше техническую задачу. Итак, согласно предлагаемому изобретению,способ определения геометрических размеров частиц дробленого и/или окомкованного и гранулированного материала в насыпном слое заключается в первоначальном выделении максимумов и минимумов в отраженном от каждой частицы (камень, окатыш, зерно) излучении, затем,для каждой частицы формируют видимую область,путем выделения ее на растре видеоизображения от соответствующего ей максимума интенсивности отраженного излучения до ближайших к нему минимумов, с последующим определением степени ее округлости. Частицы, расположенные на верхних слоях насыпного слоя, обладают видимой областью практически в виде диска и, соответственно,характеризуются фактором округлости близким к 1,(при тряске и вибрации насыпного слоя именно такие частицы оказываются в верхнем слое). Частицы, располагающиеся на нижних слоях насыпной массы, а частицы нижних слоев частично закрываются верхними и, поэтому, имеют видимую область,мало похожую на диски характеризующуюся фактором округлости меньше 1. Таким образом, чем меньше фактор округлости видимой области, тем на более низком слое располагается соответствующая частица в насыпной массе. Вот почему,необходимо задавать последовательность обработки видимых областей частиц, начиная с частиц с большей степенью округлости видимой области в сторону ее уменьшения и за истинный их размер принимают то расстояние от максимума интенсивности отраженного излучения до минимумов, которое определяется до границ с частицами, имеющими меньший фактор округлости видимой области, то есть расположенных на более низком слое. Дальнейшие подробности изобретения следуют из приведенного примера осуществления способа с помощью чертежей. На них изображены Фиг.1 -установка для получения различных частицгранул или окатышей,Фиг.2 - двумерное распределение интенсивности отраженного излучения,Фиг.3 - максимумы и минимумы интенсивности отраженного электромагнитного излучения,Фиг.4-расстояние от соответствующих максимумов интенсивности отраженного излучения частиц А и В (фиг.3) до минимумов,Фиг.5 - размеры частиц, определенные известным способом,Фиг.6 - размеры частиц, определенные предлагаемым способом,Фиг.7 - гистограмма распределения окатышей,размеры которых определены известным способом,Фиг.8 - гистограмма распределения размеров частиц,которых определены предлагаемым способом. Предлагаемый способ определения геометрических размеров частиц дробленого и/или окомкованного и гранулированного материала в насыпном слое может быть проиллюстрирован на примере установки 1 для получения частиц,например, окатышей из железной руды (фиг.1). Подлежащая окомковыванию смесь из железной руды и бентонита подается через ленточный транспортер 5 и накопитель материала 6 на тарельчатый окомкователь 7. Окомкованный материал отводится через следующий ленточный транспортер 8. Тарельчатые окомкователи 7 управляются и регулируются управляющими воздействиями. Целью этого управления и регулирования является получение окатышей определенного размера из железоруднобентонитной смеси. Для этого размер окатышей измеряют измерительным блоком 2. Это измерение может производиться тогда, когда окатыши падают на ленточный транспортер 8 или когда они лежат на ленточном транспортере 8. Измерительный блок 2 состоит из электромагнитных источников излучения,равномерно распределенных по окружности, и видеокамеры. Поставляемое камерой изображение (фиг.2) предварительно обрабатывают и через линию данных 3 передают на ЭВМ. Оценка Угол направления измерения расстояния от центра максимума интенсивности до минимумов 0 22,5 45,0 67,5 90,0 112,5 135,0 157,5 180,0 202,5 225,0 247,5 270,0 этого переданного сигнала происходит в ЭВМ 4 так,что там может быть получена информация о распределении размеров окатышей,которая является необходимой для регулирования тарельчатых окомкователей 7. На двумерном распределении интенсивности (фиг.2) показано, что окатыши проявляются в качестве областей с более высокой интенсивностью света. За счет выпуклой поверхности на растровом изображении окатышей при многомерном облучении, например путем облучения тремя равномерно распределенными по окружности источниками света,получается различное отражение отдельных областей окатыша. Так свет от центра окатыша отражается сильнее, чем от краев. Таким образом, проводя пороговую обработку растрового изображения (фиг.2), можно получить максимумы и минимумы интенсивности отраженного от насыпного слоя окатышей излучения (фиг.3). Далее производится обработка видимых областей окатышей, начиная с областей с наибольшим фактором округлости в сторону его уменьшения. На фиг.4 для окатышей А и В показаны измеренные по 16 направлениям расстояния от соответствующих максимумов интенсивности отраженного излучения до минимумов. В нижеприведенной таблице представлены полученные значения. Согласно известному способу определения размеров окатышей,заключающемся в усреднении измеренных расстояний, диаметр окатыша А будет равен 10,54 пикселя, а окатыша В - 12,05 пикселя. Оценивая размеры окатышей по предлагаемому способу для окатыша А получаем размер 17,68 пикселя (усредняются только расстояния,определенные для 0 и 337,5, считая направление 0 совпадающим с горизонтальной осью, так как в данных направлениях окатыш А граничит с областью С, не имеющей максимума интенсивности и соответственно расположенной на самом нижнем слое насыпной массы), а для окатыша В 21,00 пиксель (расстояние, определенное под углом 45, так как в этом направлении окатыш В граничит с областью , так же не имеющей максимума интенсивности и находящейся на нижнем слое насыпной массы). Окатыш А Угол направления измерения расстояния от центра максимума интенсивности до минимумов 292,5 315,0 337,5 Среднее На фиг.7 и фиг.8 представлены гистограммы распределения размеров окатышей в пикселях изображения, рассчитанные известным способом и предлагаемым,соответственно. Согласно гистограмме на фиг.7 средний размер окатышей равен 24.58 пикселей, тогда как по уточненной гистограмме на фиг.8 эта величина равна 26.03 пикселя,что соответствует относительной погрешности в 6. Таким образом,технический результат изобретения заключается в повышении точности определения геометрических размеров частиц дробленого и/или окомкованного и гранулированного материала в насыпном слое, что в свою очередь обеспечивает повышение техникоэкономических показателей последующих технологических процессов по переработке частиц рудного материала на обогащение, плавку или повторное измельчение. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ определения геометрических размеров частиц в насыпном слое, например, в слое транспортерной ленты, на которые воздействуют направленным электромагнитным излучением,измеряют отраженное излучение в виде его двумерного излучения путем фиксирования его с помощью видеокамеры в виде растра видеоизображения, после чего в распределении интенсивности отраженного излучения определяют максимумы и минимумы, отличающийся тем, что формируют видимую область каждой частицы,путем выделения ее на растре видеоизображения от соответствующего ей максимума интенсивности отраженного излучения до ближайших к нему минимумов, задают последовательность обработки этих областей от частиц с большей степенью округлости видимой области к меньшей, измеряют расстояние от соответствующего максимума интенсивности отраженного излучения до минимумов, граничащих с видимыми областями частиц, имеющих меньшую степень округлости и тем самым определяют геометрические размеры частиц окомкованного и/или гранулированного материала.