[发明专利]一种浮选精煤灰分的在线检测系统及其在线检测方法

说明书

一种浮选精煤灰分的在线检测系统及其在线检测方法，所述在线检测系统包括硬件检测系统及其软件检测程序；所述在线检测方法是对泡沫图像进行去燥增强分割处理，泡沫分割图像，提取均值等纹理特征统计量，相关性分析，建立神经网络模型，确定隐含层节点数，对精煤泡沫灰分进行分类识别，并输出到程序界面；本系统占地面积小，设计结构简单，经济环保；本方法在线检测精煤浮选，及时调整加药量，降低了药剂消耗，提高了精煤回收率。

技术领域

本发明涉及一种浮选精煤灰分在线检测方法，尤其是一种用于选煤厂浮选精煤灰分的在线监测方法。

背景技术

浮选是矿物加工中应用较广泛的一种选煤方法，其过程矿化气泡是必须的，它涉及到极复杂的物理化学反应过程，矿化气泡是由气固液三相组成的三维复杂体，包含着如气泡大小、颜色、速度等与浮选状态及指标的视觉信息，多年来选煤厂主要靠生产工人观察泡沫来调节操作，但泡沫状态呈现随机性，而不同操作人员对泡沫状态的判断没有统一定量的标准，导致操作的主观性和随意性较大，使浮选过程难以处于最佳运行状态，常出现生产过程不稳定，浪费矿物资源等问题，随着自动控制、计算机与图像等技术的发展，研究开发浮选泡沫视觉装置，利用图像信息定量地反映浮选过程状态，并给出参考操作信息已成为可能，因此基于机器视觉的浮选过程自动控制是我国选煤厂必然的发展方向，具有重要的现实意义和广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是要解决选煤厂浮选精煤灰分监测过程中的滞后性问题，提供一种灰分在线监测方法，以指导现场精煤浮选，降低药剂消耗，减轻工人劳动力强度，提高精煤回收率的目的。

实现上述目的采取如下技术方案。

一种浮选精煤灰分的在线检测系统，包括硬件检测系统及其软件检测程序；其特征在于：所述硬件检测系统包括支架、工业控制机、工业相机、镜头、滤光镜、光源、光源控制器、信号传输线及遮光罩；所述软件检测程序包括图像预览、图像采集、预处理、泡沫图像分割、特征参数提取、神经网络训练、建立预测模型及数据输出模块；

所述硬件检测系统是将支架安装在泡沫槽正上方，并在支架上至上而下依次安装有遮光罩、工业相机、光源及其光源控制器，并与泡沫槽垂直相对应；泡沫槽正下方探入泡沫槽以下与泡沫层直接接触；

所述软件检测程序是采用MATLAB语言编写，程序界面采用MATLAB软件的图形用户界面开发工具箱进行设计。

附加技术特征在于：所述光源是环形LED白色光源；所述工业相机是彩色CCD相机；所述信号传输线是千兆网线；所述遮光罩是不透光材质制成的金属骨架；所述镜头是500万像素定焦镜头；所述滤光镜是中灰密度滤光镜；所述工业控制机是安装在浮选机旁，并配有Gig E数据接口用于图像信号传输，通过网线与CCD相机连接。

附加技术特征还在于：所述千兆网线一端连接有CCD工业相机；另一端通过浮选槽下方的电缆桥架连接有工控机的Gig E数据接口。

一种用于上述的浮选精煤灰分的在线检测系统的在线检测方法，其特征在于：所述在线检测方法是按下列步骤进行的：

（1）打开电源设备，运行程序，系统自动调用相机，进入图像预览模式，调节相机焦距、光圈亮度以及光源强度，直到图像清晰稳定为止；

（2）运行主程序，系统开始调用相机并实时采集泡沫图像，将图像采集时间间隔设置为30s，并将图像存储在缓存区内；

（3）程序自动读取缓存区内的图像，将RGB图像转换为256级灰度图像；

（4）基于面积重构开闭滤波与交替顺序滤波结合的去噪方法对泡沫图像进行去燥增强处理；

（5）在步骤（4）的基础上对预处理后的泡沫图像采用自适应形态学的改进分水岭分割算法进行分割处理，该算法具有较强的鲁棒性和准确性，更能够适应各种工况下的泡沫图像分割；