[发明专利]基于图像识别的粉体颗粒荷电量测量装置和方法

说明书

本发明涉及颗粒荷电量测量技术领域，提供一种基于图像识别的粉体颗粒荷电量测量装置和方法，所述基于图像识别的粉体颗粒荷电量测量装置包括：测量装置主体和拍摄设备；所述测量装置主体通过第二盖板分隔成颗粒荷电室和颗粒运动观察室；所述测量装置主体顶端设置第一盖板；芒刺电极插入颗粒荷电室中；所述颗粒荷电室通过第二盖板中心固定的漏斗与颗粒运动观察室相连；颗粒荷电室内壁相对应的两侧上固定第一不锈钢极板，颗粒运动观察室内壁相对应的两侧上固定第二不锈钢极板。本发明利用高压电晕放电技术对粉体颗粒进行荷电，并同时实现运动粉体颗粒的荷电和电荷的动态测量，避免了传统方法中颗粒荷电量动态测量不准确的问题。

技术领域

本发明涉及颗粒荷电量测量技术领域，尤其涉及一种基于图像识别的粉体颗粒荷电量测量装置和方法。

背景技术

所谓静电，就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷，是因颗粒之间或是颗粒与其他物体通过摩擦、碰撞等引起电荷的重新分布而形成的。它广泛的存在于我们的日常生活中，例如静电复印就是利用静电原理实现对图书、资料、文件等的方便快速的复印；家用很多的空气净化器就是利用静电吸除空气中的很小的尘埃，使空气净化。但是有研究表明，电荷性的颗粒在呼吸道内容易被阻留，在其他条件相同时带电荷粉尘在肺内的阻留量达70％～74％，而不带电荷者只有10％～16％，对人体健康产生具大的危害；另外它们也是酿成粉体爆炸事故的潜在因素。所以实现颗粒荷电量的测量，实现对颗粒荷电量进行有效的检测和控制，不仅直接关系到我们的身体健康，关系到安全生产，也是在生产过程中防治因粉体的静电效应产生爆炸的重要一环。

粉体颗粒荷电量的大小对于颗粒在电场中的受力情况和运动起到至关重要的作用，而且粉体颗粒在粒径、密度、荷电特性不同的情况下，同一条件下它们的荷电量也就不同，因此为了实现对粉体颗粒有效的控制，对于粉体颗粒荷电量的在线动态准确测量就提出了较高的要求。

现阶段主要是通过法拉第筒法进行粉体颗粒荷电量的测量，但是存在以下几个问题：首先，抗干扰能力差，由于法拉第筒法是通过颗粒上的电荷转移到法拉第筒中使得法拉第筒带电，是经过电路的处理得到的，而周围环境(如环境湿度等)对测量器材会产生影响，会造成测量结果不准确；其次，无法实现动态测量，法拉第筒法是将荷电颗粒放入到内筒中进行测量，无法实现动态颗粒荷电量的测量；再次，法拉第筒法测量结果是实验荷电颗粒所带正负电荷中和后的整体荷电量，无法实现单个颗粒荷电量的测量；最后，设备昂贵，由于电路要求很高这就使得测量成本会提高。

发明内容

本发明主要解决现有的测试方法成本较高、动态测量不准确等技术问题，提出一种简单、便捷的粉体颗粒荷电量测量装置和方法，能够实现对运动颗粒荷电量的在线动态测量进而控制，对于工业的生产安全和日常生活都具有十分重大的意义。

本发明提供了一种图像识别的粉体颗粒荷电量测量装置，包括：测量装置主体和拍摄设备；其中，所述测量装置主体通过第二盖板(10)分隔成颗粒荷电室(4)和颗粒运动观察室(11)；

所述测量装置主体顶端设置第一盖板(3)，所述第一盖板(3)设有用于添加粉体颗粒的进料口(2)；所述第一盖板(3)中心位置固定有芒刺电极(6)，且芒刺电极(6)插入颗粒荷电室(4)中；

所述颗粒荷电室(4)通过第二盖板(10)中心固定的漏斗(9)与颗粒运动观察室(11)相连；所述颗粒运动观察室(11)底端设置用于收集荷电颗粒的可移动收集盒(13)；

颗粒荷电室(4)内壁相对应的两侧上分别固定第一不锈钢极板(7)，所述第一不锈钢极板(7)通过导线进行接地连接；颗粒运动观察室(11)内壁相对应的两侧上分别固定第二不锈钢极板(12)，其中一块第二不锈钢极板(12)通过导线连接直流高电压电源，另一块第二不锈钢极板(12)通过导线进行接地连接；

所述拍摄设备(14)的拍摄口对准颗粒运动观察室(11)，用于对颗粒运动观察室(11)内荷电颗粒的运动轨迹进行摄取。