專利名稱：粒子的自動(dòng)分析方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種用于測(cè)定粒子的粒徑分布和其相對(duì)于所預(yù)期的形狀和顏色的離散的自動(dòng)分析方法。這一方法包括粒子試樣采集和單粒子層形式的粒子帷簾的產(chǎn)生，對(duì)后者光照射和所要分析的圖象的獲取。本發(fā)明還涉及到用以實(shí)施這一方法的裝置，即粒子供給系統(tǒng)，它包括用于產(chǎn)生單粒于層形成的粒子帷簾的裝置。
在顆粒狀材料的生產(chǎn)過(guò)程中，或者是在其中至少一個(gè)處理步驟中需要添加這類材料的處理過(guò)程中，控制這種處理過(guò)程以便能夠獲得其粒子型材料所預(yù)期的粒徑分布是重要的。不言而喻，粒子的形狀對(duì)于其產(chǎn)品質(zhì)量也是重要的。因此，若能夠了解其粒子相對(duì)于所預(yù)期形狀和顏色的離散程度，以便使這一處理過(guò)程還可以根據(jù)這些指標(biāo)進(jìn)行控制，則是最理想的。
在肥料工業(yè)領(lǐng)域中，人們一直在尋求獲得有關(guān)最終產(chǎn)品的粒徑分布和粒子形狀的可靠數(shù)據(jù)的途徑，因?yàn)檫@些參數(shù)的最佳值不論從純經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看，還是從使用其產(chǎn)品的時(shí)間、即播撒這種生產(chǎn)出的晶?；蝾w粒的時(shí)間上來(lái)看都是重要的。如果一種處理過(guò)程可以生產(chǎn)出僅具有窄范圍內(nèi)的篩選尺寸顆粒而沒(méi)有篩選出再需重新處理的粒度級(jí)偏離較大的產(chǎn)品，則這一處理過(guò)程是最經(jīng)濟(jì)的。
目前已有了幾種可以用來(lái)解決上述問(wèn)題的分析裝置和測(cè)量技術(shù)，但是它們的適用范圍一般均局限于某些非常特殊的處理過(guò)程，其中一種粒子分析裝置已由美國(guó)專利4497576所公開(kāi)，這一裝置采用了輪廓投影方法，而且還包括一個(gè)直接穿過(guò)粒子試樣的平行激光束裝置和用于記錄其已穿過(guò)粒子試樣后的光的裝置。然后對(duì)這一記錄進(jìn)行分析以給出在上述試樣中的粒子的粒徑分布。在這一專利中列出了一系列必須滿足的、對(duì)于其測(cè)量具有代表性的條件，但是并沒(méi)有清楚地說(shuō)明這些條件應(yīng)該怎樣滿足。將要進(jìn)行分析的粒子在一條輸送帶上輸送，并從該輸送帶上落下，通過(guò)其光源的前面而落在下一條輸送帶上以返回其處理過(guò)程。所給出的一個(gè)條件就是從輸送帶上落下的粒子必須形成一個(gè)粒子的單粒子層，而且它們要以相同的速度下落。但應(yīng)怎樣獲得這一單粒子層卻并沒(méi)有給出專門的說(shuō)明，而且前述裝置似乎并不能良好地適用于這種應(yīng)用。
由西德專利申請(qǐng)2741321中也可以獲知一種用記錄和分析視頻圖象的方法來(lái)測(cè)定正在下落的粒子流中的粒子的粒徑分布的裝置。粒子從筒倉(cāng)的一個(gè)長(zhǎng)的縫隙中流出，并由此形成一個(gè)經(jīng)過(guò)配置有熱輻射圖象攝象機(jī)的視頻記錄器的粒子帷簾。當(dāng)記錄粒子的熱容量時(shí)，這種裝置除了記錄粒徑分布以外，還可以自動(dòng)記錄其粒子相對(duì)于某球面形狀的離散是否過(guò)大。然而這一專利既沒(méi)有說(shuō)明應(yīng)怎樣采集有代表性的試樣，也不管關(guān)于所分析的粒子帷簾要有代表性的專門的測(cè)量是否是必須的。這一專利申請(qǐng)指出，細(xì)小的粉塵并不會(huì)對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生較大的干擾。這種裝置最初是用于分析瀝青的各種添加物的粒徑分布。
雖然上述的各專利已在一定程度上說(shuō)明了粒子分析中的問(wèn)題，但它們并沒(méi)有給出如何通過(guò)粒子分析以控制肥料顆粒/晶粒的這一問(wèn)題的可供實(shí)用的解決方案，而這種解決方案恰恰是發(fā)明者必須首先給與解決的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是要研制出一種方法和裝置，可以給出關(guān)于粒子的相對(duì)于所預(yù)期形狀的離散、色度或粒徑的變化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以便可以據(jù)此獲得更好的產(chǎn)品質(zhì)量和在處理過(guò)程中對(duì)操作變化更快地獲得響應(yīng)。
要獲得對(duì)粒子處理過(guò)程，比如說(shuō)，肥料顆粒化的處理過(guò)程的良好控制的第一個(gè)條件就是要能夠在任何時(shí)間采集到中間產(chǎn)品或最終產(chǎn)品有代表性的試樣。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題可以采用常規(guī)的取樣系統(tǒng)以幾種方式解決。可以利用一個(gè)具有粒子可注入的縫隙的容器。對(duì)于這種系統(tǒng)，可以用使容器的縫隙開(kāi)口橫切過(guò)在輸送帶上的或是從輸送帶上落下時(shí)的產(chǎn)品的粒子流的方式采集其試樣。這一縫隙開(kāi)口必須以某一固定速度貫穿過(guò)該粒子流的整個(gè)橫斷面，而且其速度應(yīng)足夠快，以便避免使取樣容器過(guò)滿。除此以外，其容器還必須可以快速地完全排空，以便用來(lái)采集新的試樣。這種橫切可以借助于，比如說(shuō)，雙動(dòng)作壓縮氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。
分析處理過(guò)程的下一步是要使試樣易于進(jìn)行有代表性的分析，并且應(yīng)該在得到試樣之后不久即進(jìn)行治齪拖允盡Ｕ庖晃侍獾慕餼鱸諞歡ǔ潭壬弦覽滌謁≡竦姆治雋Ｗ郵匝募際酰忠遜⑾鄭瀋稈『統(tǒng)屏亢姆炎盤嗟氖奔?，且不适合又q庵鐘τ謾Ｈ歡承├嘈偷牧Ｗ俞×鋇耐枷笤儐旨際蹩雌鵠詞怯幸庖宓摹Ｕ庖蝗撾袷且峁┮巡杉降氖匝目稍偕暮陀寫硇緣牧Ｗ恿鰲Ｈ綣∮眉す饈?、红外桂}唇辛Ｗ誘丈浠蚶媒浩 視頻攝象機(jī)或照相來(lái)得到圖象時(shí)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)獲得單粒子層形式的粒子流是重要的。而由上面提到的4497576號(hào)美國(guó)專利所給出的裝置是不能使用的。尤其值得指出的是，適當(dāng)?shù)剡x擇輸送帶的幾何尺寸并設(shè)定它的速度以確保能夠在其輸送帶的整個(gè)寬度上獲得單粒子層是非常困難的。這種裝置還假定粒子的自由下落的速度是已知的。
本發(fā)明選擇供給粒子到一振動(dòng)板上的方式以產(chǎn)生正在下落的粒子的單粒子層。初步試驗(yàn)的結(jié)果是如此令人滿意，本發(fā)明人著手進(jìn)一步完善這種設(shè)想。試驗(yàn)表明，如何供給粒子下落到振動(dòng)板是一個(gè)關(guān)鍵性的參數(shù)。使筒倉(cāng)的輸出開(kāi)口置于距振動(dòng)板某一定的，但可調(diào)節(jié)的距離的方式可以解決這一問(wèn)題。而且該輸出開(kāi)口的直徑還應(yīng)適合于所要分析的粒子的大小。就這點(diǎn)而言，常規(guī)的筒倉(cāng)是可以采用的，但是它需要配置有若干個(gè)高度傳感器以測(cè)量它到振動(dòng)板的距離和在筒倉(cāng)中粒子的高度。最后提及的這種高度傳感器可以對(duì)，比如說(shuō)，取樣器發(fā)出脈沖信號(hào)以便能使筒倉(cāng)中的粒子高度保持為某一大體上恒定的量。筒倉(cāng)離振動(dòng)板的距離對(duì)于獲得從振動(dòng)板上供給出適量的粒子數(shù)量是關(guān)鍵的。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)板的設(shè)計(jì)對(duì)于獲得從它供給出的有規(guī)律的單粒子層也是重要的。用選擇圓形振動(dòng)板并調(diào)節(jié)其振幅和頻率，可獲得由筒倉(cāng)供給的粒子，從所有環(huán)繞著振動(dòng)板的周邊供給出有規(guī)律的單粒子層。在進(jìn)一步的試驗(yàn)中出現(xiàn)了另一個(gè)參數(shù)，為了獲得良好的結(jié)果，也需對(duì)它加以測(cè)定。產(chǎn)品相對(duì)于振動(dòng)板的傾角必須保持在小于它的摩擦角的范圍內(nèi)。因此，對(duì)于所涉及到的產(chǎn)品類型的摩擦角必須加以測(cè)定，對(duì)于所檢測(cè)的某一試樣來(lái)說(shuō)，它為28°。正確的角度可以用不同的方法或者用不同方法的組合來(lái)獲得。振動(dòng)板可以略微呈圓錐狀的形狀，由此在振動(dòng)板上的粒子數(shù)量將會(huì)減小，從而會(huì)減少粒子在振動(dòng)板上的滯留時(shí)間。實(shí)例表明，當(dāng)產(chǎn)品相對(duì)于水平面的傾角大約為其摩擦角的 2/3 時(shí)，根據(jù)這種設(shè)想設(shè)計(jì)出的些種系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)良好。現(xiàn)已證明，按照上面所述的原理而建立的、并采用產(chǎn)品特性的關(guān)鍵參數(shù)、特別是其粒子直徑和摩擦角的關(guān)鍵參數(shù)的粒子供給系統(tǒng)，確實(shí)能夠輸出單粒子層形式的有規(guī)律的粒子流。
對(duì)單粒子層中的粒子分析可以用上面已提及的幾種方法來(lái)實(shí)施。但是本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)用，比如說(shuō)，視頻攝象機(jī)攝取連續(xù)的或間斷的單粒子層圖象以獲得粒子的輪廓圖象的方法是最具優(yōu)越性的，它可以自動(dòng)記錄粒子的形狀和粒徑分布。用于計(jì)算其相對(duì)于所預(yù)期的形狀的離散的專用計(jì)算機(jī)程序也已被開(kāi)發(fā)。用測(cè)量單個(gè)粒子的周邊和面積的方法，可以計(jì)算出它們相對(duì)于所預(yù)期的某種形狀的離散，以及在產(chǎn)品的粒子流中的粒子的粒徑分布。因?yàn)榱Ｗ拥娜印⒘Ｗ俞『煹漠a(chǎn)生和粒子的分析可以連續(xù)進(jìn)行，所以產(chǎn)品各參數(shù)均可以作為這一分析結(jié)果的某一函數(shù)而進(jìn)行調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的附加特征由從屬權(quán)利要求所限定。
下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖進(jìn)一步解釋本發(fā)明。


圖1示出了本發(fā)明的一種粒子供給裝置。
圖2示出了一種用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法的組件組合方式。
圖1所示的粒子供給裝置包括在處理過(guò)程中的某一適當(dāng)位置，比如說(shuō)從輸送帶(未示出)上取出粒子試樣的取樣器1。取樣器1可以是一個(gè)具有縱向縫隙開(kāi)口的容器。一旦試樣被采集到，取樣器1就直接將試樣注入到筒倉(cāng)3中，或者是通過(guò)管路或輸送裝置2將試樣送入筒倉(cāng)。在筒倉(cāng)3的輸出開(kāi)口處配置有一個(gè)可移動(dòng)的伸縮部件6。由筒倉(cāng)3排出的粒子7下落到振動(dòng)板8上，而且在運(yùn)行過(guò)程中將在振動(dòng)板8上形成一個(gè)相對(duì)于水平面的角度為α的粒子7的薄層。這一角度α小于被分析產(chǎn)品(粒子)的摩擦角。它可以，比如說(shuō)，僅僅比其摩擦角小幾度，但為了避免系統(tǒng)過(guò)于敏感，角度α最好選取為其摩擦角的 2/3 。角度α可以用幾種不同的方式來(lái)設(shè)定，特別值得指出的是，它可以用調(diào)整伸縮部件6的距離a，相當(dāng)于調(diào)整從振動(dòng)板8的外側(cè)邊緣到筒倉(cāng)3的中心軸的距離(b)的方式來(lái)設(shè)定，或者是以調(diào)整伸縮部件6的橫截面的方式來(lái)設(shè)定，以便滿足所預(yù)期的角度值α。
筒倉(cāng)3可以配置有一個(gè)距離傳感器5，以便能夠據(jù)此來(lái)調(diào)節(jié)距離a。而且筒倉(cāng)3還配置有至少一個(gè)高度傳感器4，比如說(shuō)能夠自動(dòng)記錄筒倉(cāng)3中的最低的和最高的水平位置的傳感器。高度傳感器4將給出一個(gè)取樣信號(hào)。取樣裝置1可以與一雙動(dòng)作氣缸相連接，在取樣過(guò)程中后者能使容器1在整個(gè)寬度上橫切過(guò)正在輸送帶上的或正在從輸送帶上落下的粒子流。而且在取樣過(guò)程中，粒子將由該容器上的縫隙以適當(dāng)選擇了的速度采集進(jìn)入容器1，容器不會(huì)過(guò)滿，同時(shí)還可以確保所取的試樣為產(chǎn)品流中有代表性的試樣。筒倉(cāng)3也可借助于垂直隔板而分為幾個(gè)腔室。
板8可以按已知的方式振動(dòng)，它的頻率和振幅均是可以調(diào)整的。用調(diào)整距離a以使α小于其摩擦角的方法和使板8振動(dòng)的方法，粒子將從板8的邊緣流出。最好采用圓形振動(dòng)板8，而且使確定的區(qū)域最好是封閉的，以便使粒子僅僅能夠從板8的周邊部分處流落。板8可以制作成略呈錐形，但是它的錐度要小于其摩擦角。用調(diào)節(jié)振動(dòng)器的振幅和/或頻率的方法可以十分方便地確保粒子以單粒子層10的形式從板上落下。粒子流或稱粒子帷簾10由光源9照射。光源9可以是常規(guī)的燈泡、激光器或者是可發(fā)出光信號(hào)的頻閃源。
圖2示出了由圖1所示裝置與用于獲取粒子帷簾10的圖象裝置以及用于“實(shí)時(shí)”分析和處理數(shù)據(jù)的裝置相連接而構(gòu)成粒子供給系統(tǒng)，據(jù)此可以構(gòu)成一種用于粒子自動(dòng)分析的整套設(shè)備。
組件11可以是一臺(tái)膠片式或視頻式攝象機(jī)，一種用于記錄貫穿光束，比如說(shuō)，激光束的記錄裝置。最好采用能夠在全部時(shí)間里獲取圖象的視頻攝象機(jī)，但如果光源是一個(gè)頻閃光源，則應(yīng)該僅在每次頻閃時(shí)記錄圖象。組件12是一個(gè)可連續(xù)地或間斷地分析圖象的圖象分析器，這一組件可以包括一個(gè)可發(fā)出信號(hào)13的裝置，每當(dāng)一幅圖象分析完畢時(shí)，該裝置將發(fā)出用于控制頻閃源9通斷的或用于控制通過(guò)組件11獲取圖象的信號(hào)13。
組件11可以用于攝取在粒子帷簾10中的粒子輪廓圖象，但也可以用來(lái)區(qū)分粒子的顏色變化或粒子灰度深淺。
常規(guī)的視頻圖象包括512×512個(gè)點(diǎn)(即圖象元PIXEL)。其黑色圖象元的數(shù)目給出的是每一個(gè)粒子的面積。
可利用輪廓跟蹤程序來(lái)測(cè)定其周邊。圖象分析器12可以被集成在一塊印刷電路板上，它包括用于讀取和存儲(chǔ)圖象所必須的計(jì)算機(jī)程序，以便能夠測(cè)定出在視頻圖象上的各個(gè)粒子的面積和周邊。由圖象分析器12給出的原始數(shù)據(jù)可輸入后續(xù)的數(shù)據(jù)處理程序，比如在印刷電路板14中的處理程序。借助于適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理程序，原始數(shù)據(jù)將被進(jìn)一步加以處理，以便能獲得其粒子的粒徑分布和有關(guān)粒子相對(duì)于所預(yù)期的某一形狀的偏離的種種表達(dá)方式。
由組件14給出的數(shù)據(jù)至少應(yīng)提供給，比如說(shuō)，組件15，后者可以是一臺(tái)打印機(jī)和一臺(tái)計(jì)算機(jī)顯示屏。于是，粒子分析的結(jié)果將傳輸?shù)狡涮幚磉^(guò)程的有關(guān)部分，用于控制其處理過(guò)程以進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)然，數(shù)據(jù)還可以存儲(chǔ)起來(lái)，可用于其處理過(guò)程的相關(guān)部分的后續(xù)研究。
實(shí)例1這一實(shí)例示出了使用圖1所示裝置時(shí)的單粒子層形式的粒子帷簾的的生成。
首先對(duì)各種不同類型的產(chǎn)品測(cè)量其流動(dòng)特性和摩擦角，然后將各種類型的粒子一種接一種的送入，通過(guò)筒倉(cāng)落向振動(dòng)著的圓形板。在檢測(cè)過(guò)程中，用供給新的粒子使在筒倉(cāng)中的粒子高度保持為某一大體上恒定的量，并且筒倉(cāng)開(kāi)口使用某一尺寸可確保即使是最大的粒子或者粒子結(jié)塊也能流出筒倉(cāng)開(kāi)口，圓形的伸縮部件(參見(jiàn)圖1中的組件6)環(huán)繞配置在其筒倉(cāng)的開(kāi)口處，這一伸縮部件可以提升或下降以便調(diào)整，板和筒倉(cāng)之間的距離a。
距離(a)是以這種方式設(shè)置的，即使得產(chǎn)品相對(duì)于平面圓盤的傾角大約為相應(yīng)產(chǎn)品摩擦角的 2/3 。啟動(dòng)振動(dòng)器使粒子有規(guī)律地從板的同邊流出。用改變振動(dòng)頻率和/或振幅的方式，可以相對(duì)更容易調(diào)整振動(dòng)器，以使得粒子帷簾僅由粒子的單粒子層構(gòu)成。當(dāng)振動(dòng)器合適的調(diào)整首次建立后，對(duì)于同種類型的產(chǎn)品，在整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中這一調(diào)整可基本上保持不變。在檢測(cè)幾種類型的產(chǎn)品時(shí)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)品相對(duì)于水平平面的這一傾角α應(yīng)該至少比其摩擦角小5%，且最好大于它的50%。當(dāng)角α為產(chǎn)品摩擦角的70-60%時(shí)，對(duì)于大多數(shù)類型的粒子來(lái)說(shuō)，調(diào)節(jié)振動(dòng)器以獲得單粒子層都是最容易實(shí)現(xiàn)的。
調(diào)整振動(dòng)器和/或伸縮部件6，如果需要的話，借助于計(jì)算機(jī)程序加以控制，均可以使在圖象中的粒子數(shù)目基本保持不變。
實(shí)例2這一實(shí)例示出了一種根據(jù)本發(fā)明得到的粒子自動(dòng)分析結(jié)果，還示出了用常規(guī)篩選方法對(duì)樣品分析的結(jié)果，以及相對(duì)于所預(yù)期形狀的偏離進(jìn)行比較。
在視頻攝象機(jī)的前面放置已知直徑的完整球形體的方法進(jìn)行校準(zhǔn)，以毫米量級(jí)讀出其直徑，并送入計(jì)算機(jī)程序。用圖象分析器對(duì)具有不同尺寸的完整的球狀粒子進(jìn)行分析。而且事先對(duì)各種試樣中的粒子進(jìn)行人工控制以估價(jià)它們相對(duì)于球面形狀的偏離。
取出八種大約兩公斤的顆粒狀肥料的試樣。每一種試樣均進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)以估價(jià)其粒子的粒徑分布、相對(duì)于所預(yù)期形狀的偏離。然后按照本發(fā)明的方式，即借助于圖1所示的粒子供給裝置供給的粒子經(jīng)過(guò)攝取粒子圖象的視頻攝象機(jī)的方式分析各試樣。其分析表明，包含10-20個(gè)粒子的圖象大約需1秒鐘的分析時(shí)間。但是，這一分析時(shí)間還可以大幅度的降低。一旦一幅圖象處理完畢，馬上給出信號(hào)以攝取一幅新的圖象。
按照本發(fā)明進(jìn)行的圖象分析的結(jié)果(B)。實(shí)驗(yàn)室篩選結(jié)果(L)和相對(duì)于所預(yù)期形狀的偏離的結(jié)果由圖表1給出，它以百分率的形式示出了粒子的粒徑分布和試樣相對(duì)于所預(yù)期形狀的離散。其篩選分析以克/100克的量級(jí)示出。正如圖表中所示，實(shí)驗(yàn)室篩選稍微比圖象分析復(fù)蓋著更寬的間隔(篩選種類)。
正如圖表1所示，在用實(shí)驗(yàn)室篩選方法和用本發(fā)明的方法所測(cè)量得到的粒子的粒徑分布的結(jié)果間有非常良好的吻合。就相對(duì)于球形形狀的離散的分析來(lái)看，它也與關(guān)于好產(chǎn)品、壞產(chǎn)品的常規(guī)判斷良好地吻合。但是，本發(fā)明的方法給出了有關(guān)粒子相對(duì)于所預(yù)期的形狀離散的更精確的指示。
實(shí)例3這一實(shí)例示出了一個(gè)有關(guān)顆粒狀化肥粒子的檢測(cè)報(bào)告。其檢測(cè)用與實(shí)例1所描述的同樣的方法進(jìn)行，但是在最后這一實(shí)例中，相對(duì)于所預(yù)期形狀的離散只用本發(fā)明的方法進(jìn)行研究。其研究結(jié)果已由圖表2給出。
就對(duì)于顆粒狀產(chǎn)品粒子的粒徑分布而言，在這兩種分析方法間也存在有良好的吻合。而且對(duì)這種類型的產(chǎn)品，其相對(duì)于已給定的所預(yù)期形狀的粒子離散分析也與實(shí)際情況良好吻合。
當(dāng)這種粒子供給系統(tǒng)與某種使產(chǎn)品顆?；奶幚磉^(guò)程相連接、需要從產(chǎn)品的流動(dòng)中采集試樣，從處理過(guò)程中相關(guān)部分的運(yùn)行條件的改變到試樣記錄在粒子分析器中時(shí)為止，最多也不會(huì)超過(guò)5分鐘。和常規(guī)的分析方法比較，這種方法對(duì)于大部分顆?；幚磉^(guò)程來(lái)說(shuō)都是快得綽綽有余的。
然而，還可以進(jìn)一步降低分析所用的整體時(shí)間，從而也降低響應(yīng)時(shí)間，而這并不會(huì)對(duì)分析的質(zhì)量和精度產(chǎn)生影響。
試驗(yàn)已經(jīng)表明，粒子自動(dòng)分析器可良好地適用于其測(cè)量范圍為0.5-10.0毫米的粒子。但稍加結(jié)構(gòu)上的變化，就完全可以在相當(dāng)大的程度上改變其測(cè)量范圍。試驗(yàn)還表明，粒子試樣中的粉塵不會(huì)帶來(lái)任何問(wèn)題。
按要求可實(shí)現(xiàn)的一種特殊的應(yīng)用是對(duì)具有不同的顏色/灰度深淺的粒子進(jìn)行分析。試驗(yàn)過(guò)程表明，人們可以確定，比如說(shuō)，在試樣中的暗的和亮的粒子的數(shù)目。用在攝取粒子帷簾圖象時(shí)，采用一塊比較板，可以實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)。還可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)粒子的粒徑分布的分析。
本發(fā)明已經(jīng)完成了一種粒子供給裝置，這種裝置可以用一種相容的和實(shí)用的形式將粒子試樣轉(zhuǎn)化為在試樣/產(chǎn)品流中的其粒子分布具有代表性的粒子的單粒子層形式的粒子帷簾。利用這種裝置可以快速地對(duì)一種或幾種產(chǎn)品流中的有代表性的試樣進(jìn)行采集并將其轉(zhuǎn)換為可以進(jìn)行分析、特別是進(jìn)行相對(duì)于粒子的粒徑分布和相對(duì)于所預(yù)期形狀的離散的分析的單粒子層。
在分析粒子時(shí)發(fā)現(xiàn)，采用那種一旦一幅圖象已被完全處理過(guò)時(shí)，可以馬上自動(dòng)觸發(fā)的頻閃光源照射粒子是特別優(yōu)越的。對(duì)每一次頻閃光源照射粒子，將粒子成象一次。這一技術(shù)可給出一個(gè)非常精確且非?？旖莸膶?duì)粒子帷簾的分析。
本發(fā)明的方法和裝置可以應(yīng)用于所有已知的顆粒化處理過(guò)程和必須添加具有所預(yù)期的粒徑分布和形狀的粒子的處理過(guò)程。本發(fā)明還可以應(yīng)用于對(duì)已完成顆粒化處理的產(chǎn)品的檢驗(yàn)。這些應(yīng)用可以是在袋裝或類似的散裝過(guò)程中的分析或檢驗(yàn)顆粒狀產(chǎn)品的規(guī)格。當(dāng)需在實(shí)驗(yàn)室中分析較小的試樣時(shí)，也可以應(yīng)用本發(fā)明的粒子分析器。
權(quán)利要求
1.用于測(cè)定粒子的粒徑分布和其相對(duì)于所預(yù)期形狀的離散和顏色的自動(dòng)分析方法，包括粒子試樣的采集和單粒子層形式的粒子帷簾的產(chǎn)生，對(duì)所述單粒子層的光照射和所要分析的圖象的記錄，其特征在于用通過(guò)一個(gè)筒倉(cāng)獲取粒子試樣的方式產(chǎn)生單粒子層形式的粒子帷簾，所述的筒倉(cāng)距配置在其下方的振動(dòng)板的距離(a)為某一距離，其與從振動(dòng)板的外側(cè)邊緣到筒倉(cāng)中心線間的距離(b)有關(guān)，所述的筒倉(cāng)應(yīng)相對(duì)于將要從中流出的粒子為足夠大，粒子從筒倉(cāng)中流出落在振動(dòng)板上，并當(dāng)后者振動(dòng)時(shí)從后者的外緣處落下，所述振動(dòng)板相對(duì)于水平面形成夾角a，且角a為其顆粒狀材料的摩擦角的95-50%，至少在某一區(qū)域用光照射所述的粒子帷簾并記錄、分析、顯示其粒子的輪廓。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于每當(dāng)一幅粒子圖象分析完畢時(shí)，根據(jù)從圖象分析裝置發(fā)出的信號(hào)用頻閃光源或者其它光源照射所述的粒子帷簾。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于當(dāng)分析具有不同顏色或者灰度深淺的粒子時(shí)，選用可阻止某種灰度/顏色進(jìn)入圖象攝象機(jī)的比較裝置。
4.用于實(shí)施如權(quán)利要求1-3所述的方法的裝置，包括取樣裝置(1)，其特征在于除取樣器(1)外，所述的裝置包括至少配置有一個(gè)用于記錄筒倉(cāng)(3)中粒子高度并可向取樣器(1)發(fā)出取樣信號(hào)的高度傳感器(4)的筒倉(cāng)(3)，和位于筒倉(cāng)(3)輸出開(kāi)口部位處的，其下部距振動(dòng)板(8)為某一距離(a)的可垂直移動(dòng)的伸縮部件(6)。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于筒倉(cāng)(3)配置有用于記錄距離a的距離傳感器(5)，且由傳感器(5)給出的記錄，用于以手動(dòng)或自動(dòng)方式調(diào)整伸縮部件(6)的垂直位移。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于板(8)為圓形并具有小于角度α的錐度。
7.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于板(8)的振動(dòng)可以用調(diào)整與板(8)耦合的振動(dòng)器的頻率和/或振幅的方式來(lái)調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及對(duì)粒子的粒徑分布、它與要求形狀的偏離程度以及粒子顏色的自動(dòng)分析法及其裝置。該分析方法包括采集粒子試樣、形成單粒子層帷簾、對(duì)單粒子層進(jìn)行光照射、記錄分析圖象。該分析裝置包括取樣裝置、筒倉(cāng)、記錄筒倉(cāng)內(nèi)粒面高度并向取樣裝置發(fā)信號(hào)的粒面高度傳感器、筒倉(cāng)底部有垂直伸縮的部件，它與下面振動(dòng)板的距離為a。
文檔編號(hào)G01N15/02GK1037212SQ8810928
公開(kāi)日1989年11月15日 申請(qǐng)日期1988年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月18日
發(fā)明者奧德·安德烈斯·阿斯比揚(yáng)森, 特耶·于爾根森, 奧德比揚(yáng)·艾力克·斯特蘭德 申請(qǐng)人:挪威海德羅公司