一种测量干法重介质分选机床层密度的系统及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116026725A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202310061739.2(22)申请日2023.01.13(71)申请人国电建投内蒙古能源有限公司地址017209内蒙古自治区鄂尔多斯市伊旗乌兰木伦镇布连办事处申请人大地工程开发（集团）有限公司中国矿业大学(72)发明人钟彬邵明左迎光蔚文朋孟榆恒姜坤坤周晨阳董良(74)专利代理机构徐州千秋知识产权代理事务所(普通合伙)32556专利代理师陈涛(51)Int.Cl.G01N9/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种测量干法重介质分选机床层密度的系统及方法(57)摘要本发明公开了一种测量干法重介质分选机床层密度的系统及方法，系统包括：电容层析成像装置，监控介质颗粒的浓度图像信息；算法选择单元，通过不同算法重构介质颗粒的图像进行误差分析以确定最佳的算法；阈值确定单元，对介质颗粒和注入的气体分布进行成像，并从最低级的灰度级统计中空部分的像素数目，直至累计统计的像素数等于注入气体所占据的像素数而确定阈值；床层浓度成像单元，选择最佳的算法和阈值对干法分选流化床中的介质颗粒的浓度图像信息进行捕捉；数据采集与处理单元，对流化过程中的气体与介质颗粒分布进行划分并获得颗粒与气体的分布规律；密度计算单元，根据流化床中空隙率的分布特征和介质颗粒和气体的性质计算床层的密度。CN116026725ACN116026725A权利要求书1/2页1.一种测量干法重介质分选机床层密度的系统，其特征在于，包括：电容层析成像装置(10)，安装在干法分选流化床(200)上，配置为监控介质颗粒(300)的浓度图像信息；算法选择单元(20)，配置为通过多种算法分别重构介质颗粒(300)的浓度图像信息，并对不同算法重构的图像进行误差分析以确定最佳的算法；阈值确定单元(30)，配置为通过向干法分选流化床(200)内注入固定气体，对介质颗粒(300)和气体分布进行成像，并从最低级的灰度级统计中空部分的像素数目，直至累计统计的像素数等于注入气体所占据的像素数而确定阈值；床层浓度成像单元(50)，配置为选择最佳的算法和阈值对干法分选流化床(200)中的介质颗粒(300)的浓度图像信息进行捕捉；数据采集与处理单元(60)，配置为对流化过程中的气体与介质颗粒(300)分布进行划分并获得颗粒与气体的分布规律；密度计算单元(70)，配置为基于介质颗粒(300)与气体的分布规律而获得床层空隙率，并根据流化床中空隙率的分布特征和介质颗粒(300)和气体的性质计算床层的密度。2.根据权利要求1所述的测量干法重介质分选机床层密度的系统，其特征在于，所述电容层析成像装置(10)包括：沿着干法分选流化床(200)高度方向间隔布置的多个电极层(101)，每个电极层(101)包括多个电极(102)，且多个电极(102)沿着所述干法分选流化床(200)的周向方向间隔设置。3.根据权利要求3所述的测量干法重介质分选机床层密度的系统，其特征在于，所述电极层(101)包括2个或者3个，其中，当电极层(101)为2个时，每个电极层(101)包括8个电极(102)；当电极层(101)为3个时，每个电极层(101)包括12个电极(102)。4.根据权利要求1所述的测量干法重介质分选机床层密度的系统，其特征在于，还包括：误差分析单元(40)，配置为将阈值确定单元(30)所确定的阈值用于实际颗粒浓度捕捉并进行误差分析，以优化并确定实际工况的阈值。5.根据权利要求4所述的测量干法重介质分选机床层密度的系统，其特征在于，所述误差分析单元(40)包括：划分模块(41)，配置为选择不同阈值对捕捉的床层气体和固体进行划分；比较模块(42)，配置为比较气体体积与注入气体体积的误差，以优化并确定实际工况的阈值。6.根据权利要求1所述的测量干法重介质分选机床层密度的系统，其特征在于，所述密度计算单元(70)包括：气泡捕捉模块(71)，配置为通过电容层析成像装置(10)对气泡运动行为进行成像，利用气泡不同周期内气泡的峰值面积进行平均化处理获得气泡生长规律，基于气泡通过相邻电极层(101)的时间差值获取气泡上升速度；空隙计算模块(72)，配置为基于气泡生长规律和气泡上升速度获取床层的空隙率。7.根据权利要求1所述的测量干法重介质分选机床层密度的系统，其特征在于，还包括：可视化单元(80)，配置为将基于介质颗粒(300)与气体的分布规律而获得床层2CN116026725A权利要求书2/2页空隙率的可视化。8.一种测量干法重介质分选机床层密度的方法，其特征在于，包括如下步骤：S10：选择合适的介质颗粒(300)并将其导入干法分选流化床(200)内，并获取介质颗粒(300)的