[发明专利]一种焦炭气孔率测定装置及其测定方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种焦炭气孔率测定装置和测定方法，特别涉及一种由计算机控制的焦炭气孔率测定装置和测定方法。

背景技术：

焦炭是一种多孔材料，焦炭气孔结构是决定焦炭性能的主要因素之一，近年来受到国内外的广泛关注。

对于其它材料气孔率的测定，专利JP2000131220，在不接触的情况下，通过检测红外线照射后的多孔物质的传输信号以及先前获得的多孔物质的气孔率、感光板厚度和红外线的能见度关系，来精确地测量感光板的气孔率，它适用于厚度均匀的材质，对于形状不规则的焦炭并不适用；专利CN02132500.6，运用了气体状态方程，采取气体移动的方法，通过精确地测定固体体积，进而方便地测定出各种固体的孔隙度，能够简便、快速、精确地测定出各种规格、形状固体的孔隙度，它适用于各种固体的气孔率，但其方法较复杂；专利CN02158742.6，介绍了一种微孔板式膜孔隙率的测定方法，利用膜吸收过程中总传质系数与膜孔隙率严格呈线性关系的特性，通过膜吸收实验，从总传质系数-孔隙率关系图上即可读出被测膜的孔隙率值，该方法只适用于膜的气孔率，对焦炭不适用。

目前，焦炭气孔率的主要测定方法如下：1.国家标准测定法：对于焦炭气孔率的测定，相关国家标准为GB 4511.1-84《焦炭显气孔率测定方法》，需要10kg试样，需要干燥箱、真空箱等大型设备，检测时间约为3h，该方法试样量大，需要抽真空等专用设备，检测时间较长。2.图像分析仪测定法：图像分析仪进行焦炭气孔率的测定，如济南钢铁公司OMNICON3600全自动图像分析仪，该方法通过截取图片，分析图片灰度来判断气孔，根据气孔面积比来模拟气孔体积比，得到气孔率较准确，但这种方法需要价格昂贵的专用图像分析仪。3.扫描显微镜法：利用扫描物台进行扫描法测定，如HY-3型全自动显微镜光度计，该方法通过扫描得到各点反射率数据，分析各点得到代表气孔直径的线段，通过线段比来模拟气孔体积比，得到气孔率，该方法测定迅速，但用线段代替气孔体积存在理论上的缺陷。

由于图像分析仪功能全面而价格昂贵，测定气孔率只是利用它的基本功能，为测焦炭气孔率而购买图像分析仪具有较低的性价比。而对于大部分测定煤岩反射率的企业都有扫描显微镜，通过扫描显微镜实现图像分析仪测定焦炭气孔率的基本功能，是本发明的出发点。

发明内容：

本发明的目的是提供一种可以准确测定焦炭气孔率测定装置及其测定方法，主要解决现有扫描显微镜法用线段代替气孔体积存在理论上的缺陷的技术问题。

其具体技术方案如下：一种焦炭气孔率测定装置，包括一台扫描显微镜，所述的扫描显微镜具有扫描物台，扫描显微镜带有摄像头，扫描显微镜通过端口与计算机连接，计算机安装有图像捕捉卡，自动扫描物台连接步进电机，步进电机控制系统通过端口与计算机连接，所述的计算机包括：

图片获取模块，通过摄像头和图像捕捉卡实现扫描显微镜下的图像保存；

步进电机控制模块，控制步进电机带动扫描物台移动，使步进电机在扫描过程自动步进、自动改变方向至扫描完全片；

图片分析模块，按顺序读取多幅图片，进行统计分析，计算气孔率，进行显示保存。

其中图片获取模块包括：

写入单元：通过设定限定值，将试样调整至起始点，输入欲保存图片组名称；

图片截取单元：摄像头获取镜下图像，并通过图像捕捉卡实现A/D转换使之存入计算机程；

图片存储单元：按顺序改变图片名称，保存图片；

步进控制单元：物体自动移动到下一视场，继续保存图片，直到设定末点后结束保存。

步进电机控制模块包括：

最大点数判断单元：如果点数最大，则步进电机不动作；

换行点判断单元：若为换行点则电机前后方向移动一步，行计数加1，列计数清空；若不是换行点则根据行数判定是否奇数行；

奇数判断单元：若是奇数行则步进电机向左移动一步同时列数加1，若为偶数行则步进电机向右移动一步同时列数加1。

图片分析模块包括：

写入单元：设定图片分析参数；

分析单元：打开欲分析图片组，自动读取图片，分析图片，通过图片每一像素灰度与设定灰度比较，超过设定值即为气孔，统计计算图片气孔像素比例，即得到单幅图片气孔率；

末点判定单元：如果是则进入显示存储单元，如果不是继续分析图片；

显示存储单元：显示分析结果，保存分析结果。

一种焦炭气孔率测定方法，包括以下步骤：

图片获取步骤，通过摄像头和图像捕捉卡实现扫描显微镜下的图像保存；