一种基于机器视觉的重介浅槽智能调节重介密度的系统的制作方法

1.本发明涉及选煤设备技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的重介浅槽智能调节重介密度的系统。


背景技术：

2.重介浅槽分选机主要是根据阿基米德定律进行工作。在对煤炭分选的时候，比介质密度小的轻产物可以漂浮在上方，随着水平流的力量流至溢流堰，这些轻产物即为精煤；与工作介质相比密度大的产物则会进入槽底，被运行比较慢的链刮板运出分选机，这部分产物称为矸石。要保证重介浅槽分选机的高效分选，机器内的重介质悬浮液分布要均匀。
3.重介浅槽分选机由槽体、排矸刮板及其驱动装置构成。重介分选机的槽体是一个长条形槽式金属结构件。槽体长边两侧分别设有入料箱和溢流堰。入料箱底部设有介质流管，通常重介浅槽分选机中的重介质悬浮液是通过合格介质泵分为两部分输入的。当悬浮液进入到分选槽内部的时候,液体就被分为上升流和水平流。水平介质流用于维持液面高度以及维持槽内悬浮液密度稳定,这样有助于上浮精煤的运输。从槽体底部的介质漏斗将介质打入槽体，形成介质上升流，防止悬浮液沉淀，使悬浮液在槽内均匀分布，用于保持流场的稳定。在槽体底部铺设具有一定数量小孔的耐磨衬板，槽体长边方向两侧各有一条刮板链导向轨道，侧壁布置耐磨板，刮板沿轨道移动，将重产物从槽体窄边一端排出。
4.然而重介浅槽在分选时，由于悬浮液密度受原煤水分或环境干扰变化以及上升流水平流压力不合理等原因，都会影响分选效果造成经济上的损失或影响后续加工操作。一般工作人员要定期地对分选机中重介悬浮液的密度进行检测，将多次的检测结果平均值作为判断的依据，当悬浮液密度达不到相应的要求时，工作人员要及时调节重介密度以保证分选效果，此外工作人员要控制水平流上升流的压力，使得原煤在浅槽中分选彻底后到达溢流槽的同时悬浮液不产生翻花现象并且物料不存在原地打转现象。此外，现场还存在合介桶液位过高或过低难以调节的情况，需要现场人员不断检测并进行相应的操作；以上种种操作，不但耗费人力物力、成本较高，并且工人工作环境较差，同时伴随着一定的危险性。


技术实现要素：

5.针对上述背景技术中的问题，本发明提供一种基于机器视觉的重介浅槽智能调节重介密度的系统，包含精煤灰分检测系统、矸石带煤率检测系统、合介桶液位调节系统、水平流压力调节系统、上升流压力调节系统、重介浅槽和控制器。所述精煤灰分检测系统包括灰分仪、给水阀，所述矸石带煤率检测系统包括机器视觉系统、分流阀，所述合介桶液位调节系统包括合介桶、给料装置、液位传感器、磁选机、合格介质泵和排液阀，所述水平流压力调节系统包括水平流压力传感器、水平流调节阀，所述上升流压力调节系统包括上升流压力传感器、上升流调节阀，下面对各子系统进行说明。
6.对于精煤灰分检测系统：所述灰分仪安装在所述转运精煤皮带正上方，所述灰分仪能够对分选出的精煤进行灰分检测，发送给所述控制器，所述控制器判断接收到的精煤
灰分是否合格，如果灰分过大则所述控制器依次判断接收自所述水平流压力传感器和所述上升流压力传感器的数据是否正常，如果正常，此时考虑为悬浮液密度过大导致精煤灰分过大，控制所述给水阀向所述合介桶给水降低悬浮液密度直至合格。
7.进一步的，所述水平流压力传感器安装在所述水平流管道,所述上升流压力传感器安装在所述上升流管道。
8.进一步的，所述给水阀安装在所述给水管道，所述给水阀能够在所述控制器的控制下，改变开度，从而完成密度调节或所述合介桶液位调节。
9.进一步的，所述精煤灰分检测系统按照以下步骤工作：
10.步骤一：所述灰分仪对所述转送精煤皮带区域中的精煤进行灰分检测并上传至所述控制器。
11.步骤二：所述控制器对接收的灰分数据信息进行分析判断。若灰分不合格，所述控制器根据所述水平流压力传感器和所述上升流压力传感器数据判断水平流压力和上升流压力是否正常；如果压力正常，判断是由于悬浮液密度过高所导致。
12.步骤三：所述控制器根据得到的信息，调节所述给水阀向所述合介桶内加水，降低悬浮液密度。
13.步骤四：调节过程中根据所述控制器不断调整所述给水阀开度，确保参数准确，保证分选效果与效率。
14.对于矸石带煤率检测系统：所述机器视觉系统能够对排出的矸石进行带煤率检测，并将数据发送给所述控制器，所述控制器对接收的信息进行分析处理判断矸石中的带煤率是否合格，如果不合格则所述控制器根据所述水平流压力传感器反馈的数据判断水平流压力是否正常，如果正常，所述控制器控制所述分流阀开度增大或控制所述给料装置向所述合介桶内加入磁铁矿粉，直至判定矸石带煤率合格，介质密度合格。
15.进一步的，所述机器视觉系统安装在所述转送矸石皮带的正上方，能够将传送矸石整个区域进行成像处理，并将数据传至所述控制器。
16.进一步的，所述分流阀安装在回流管，所述分流阀能够在所述控制器的控制下改变开度，进而完成悬浮液密度调节。
17.进一步的，所述给料装置与所述控制器相连，能够接收控制信号并执行相应操作。
18.进一步的，所述矸石带煤率检测系统按照以下步骤工作：
19.步骤一：所述机器视觉系统对所述转送矸石皮带区域内的矸石进行带煤率检测，并将数据信息发送到所述控制器。
20.步骤二：所述控制器对接收的数据信息进行分析处理，计算矸石的带煤率。若带煤率不合格，所述控制器根据接收自所述水平流压力传感器数据判断水平流压力是否正常，如果正常则判断为悬浮液密度过低导致。
21.步骤三：所述控制器根据得到的信息，调节所述分流阀开度，或控制所述给料装置向所述合介桶中加入磁铁矿粉。
22.步骤四：调节过程中所述控制器根据矸石带煤率不断调整所述分流阀开度或所述给料装置的加料量，确保参数准确，保证分选效果与效率。
23.对于所述合介桶液位调节系统：所述合介桶通过所述合格介质泵分别与所述水平流管道和所述上升流管道相连，悬浮液被分为上升流和水平流进入所述重介浅槽内，所述
液位传感器检测所述合介桶中液位，并将数据传送给所述控制器，所述控制器判断所述合介桶内液位是否过高或过低；如果过高，所述控制器控制所述排液阀打开排出部分悬浮液，液位恢复正常区间后，关闭所述排液阀。如果过低，所述控制器控制所述给水阀和所述给料装置按一定比例向所述合介桶分别加水加磁铁矿粉，直至液位恢复正常区间。
24.进一步的，所述液位传感器安装在所述合介桶，能够对所述合介桶中液位进行监测，并将液位数据上传至所述控制器。
25.进一步的，所述排液阀安装在所述合介桶，所述排液阀能够在所述控制器的控制下改变开度，进而完成悬浮液的排放。
26.进一步的，所述合介桶液位调节系统按照以下步骤工作：
27.步骤一：所述液位传感器对所述合介桶中液位进行检测并将数据信息发送到所述控制器。
28.步骤二：所述控制器对接收的数据信息进行分析判断，如果判断液位过高，所述控制器控制所述排液阀打开排出部分悬浮液，液位恢复正常区间后，关闭所述排液阀；如果判断液位过低，所述控制器控制所述给水阀与所述给料装置按一定比例向所述合介桶分别加水加磁铁矿粉，直至液位恢复正常区间。
29.步骤三：调节过程中根据所述液位传感器信号不断调整所述排液阀和所述给料装置，确保参数准确，保证所述合介桶液位稳定。
30.对于所述水平流压力调节系统：所述水平流压力传感器检测水平流压力并将压力数据传至所述控制器，当水平流过大时，所述控制器控制所述水平流调节阀减小开度，当水平流过小时，所述控制器控制所述水平流调节阀增大开度。
31.进一步的，所述水平流压力传感器安装在水平流管道并将数据上传至所述控制器。
32.进一步的，所述控制器能够对获取到的数据进行分析判断，当判断水平流过大，所述控制器控制所述水平流调节阀减小开度。
33.对于上升流压力调节系统：所述上升流压力传感器检测上升流压力并将压力数据传至所述控制器，当上升流过大时，所述控制器控制所述上升流调节阀减小开度，当上升流过小时，所述控制器控制所述上升流调节阀增大开度。
34.进一步的，所述上升流压力传感器安装在所述上升流管道并将数据上传至所述控制器。
35.进一步的，所述控制器能够对获取到的数据进行分析判断，当判断上升流过大，所述控制器控制所述上升流调节阀减小开度。
36.进一步的，所述上升流压力调节系统按照以下步骤工作：
37.步骤一：所述上升流压力传感器获取上升流压力数据，并上传至所述控制器。
38.步骤二：所述控制器对接收的数据信息进行分析判断，如果判断上升流过大，所述控制器控制所述上升流调节阀减小开度，当判断上升流过小，所述控制器控制所述上升流调节阀增大开度。
39.与现有技术相比，本发明提供一种基于机器视觉的重介浅槽智能调节重介密度的系统，具有以下有益效果：
40.1.本发明利用机器视觉的方式计算精煤灰分以及矸石中的带煤率，判断灰分及带
煤率是否合格并及时自动调整悬浮液密度，准确性高，调整及时，避免人工测量并调节悬浮液密度不及时的情况，能够有效保证工作效率以及分选效果。
41.2.本发明采用简单控制系统进行水平流与上升流压力调节并维持所述合介桶内液位稳定，避免传统方式利用人工进行辨别并人为干预调节，减轻了现场工人的工作强度，同时也保障了现场操作人员的生命安全。
附图说明
42.图1为一种基于机器视觉的重介浅槽智能调节重介密度的系统的结构示意图；
43.图2为一种基于机器视觉的重介浅槽智能调节重介密度的系统的精煤灰分检测系统的结构示意图；
44.图3为一种基于机器视觉的重介浅槽智能调节重介密度的系统的矸石带煤率检测系统的结构示意图；
45.图4为一种基于机器视觉的重介浅槽智能调节重介密度的系统的控制流程图。
46.其中：1、精煤灰分检测系统，2、矸石带煤率检测系统，3、合介桶液位调节系统，4、水平流压力调节系统，5、上升流压力调节系统，6、重介浅槽，7、控制器，8、灰分仪，9、给水阀，10、机器视觉系统，11、分流阀，12、合介桶，13、给料装置，14、液位传感器，15、磁选机，16、合格介质泵，17、排液阀，18、水平流压力传感器，19、水平流调节阀，20、上升流压力传感器，21、上升流调节阀，22、转送精煤皮带，23、给水管，24、转送矸石皮带，25、回流管，26、水平流管道，27、上升流管道。
具体实施方式
47.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
48.如图1至图2所示，本发明实施例提供一种基于机器视觉的重介浅槽智能调节重介密度的系统，包含精煤灰分检测系统1、矸石带煤率检测系统2、合介桶液位调节系统3、水平流压力调节系统4、上升流压力调节系统5、重介浅槽6和控制器7。所述精煤灰分检测系统1包括灰分仪8、给水阀9，所述矸石带煤率检测系统2包括机器视觉系统10、分流阀11，所述合介桶液位调节系统3包括合介桶12、给料装置13、液位传感器14、磁选机15、合格介质泵16和排液阀17，所述水平流压力调节系统4包括水平流压力传感器18、水平流调节阀19，所述上升流压力调节系统5包括上升流压力传感器20、上升流调节阀21。
49.如图2至图4所示，所述精煤灰分检测系统1还包括转送精煤皮带22和给水管23，所述转送精煤皮带22上方设置有所述灰分仪8检测精煤灰分，将数据传送给所述控制器7，所述控制器7对接收的信息进行分析处理，判断精煤灰分是否合格，如果不合格，所述控制器7根据所述上升流压力传感器20和所述水平流压力传感器18的数据判断上升流与水平流压力是否正常，如果正常，所述控制器7控制所述给水阀9向所述合介桶12中加水，降低悬浮液密度。
50.如图1和图3所示，所述矸石带煤率检测系统2还包括转送矸石皮带24和回流管25，
所述转送矸石皮带24上方设置有所述机器视觉系统10对矸石进行带煤率检测，并将数据发送给所述控制器7，所述控制器7对接收的信息进行分析处理判断矸石中的带煤率是否合格，如果不合格则所述控制器7根据所述水平流压力传感器18的数据判断水平流压力是否合格，如果正常，所述控制器7控制所述分流阀11开度增大或控制所述给料装置13向所述合介桶12内加入磁铁矿粉，直至判定矸石带煤率合格，介质密度合格。
51.如图1和图4所示，所述磁选机15通过所述回流管25与所述合介桶12相连，所述合介桶12通过所述合格介质泵16分别与所述水平流管道26和所述上升流管道27相连，所述液位传感器14装配于所述合介桶12，能够检测所述合介桶12中液位，并将数据传送给所述控制器7，所述控制器7判断所述合介桶12内液位是否过高或过低；如果过高，所述控制器7控制所述排液阀17打开排出部分悬浮液，液位恢复正常区间后，关闭所述排液阀17。如果过低，所述控制器7控制所述给水阀9与所述给料装置13按一定比例向所述合介桶12分别加水加磁铁矿粉，直至液位恢复正常区间。
52.如图1和图4所示，所述水平流压力调节系统4还包括水平流管道26，所述水平流调节阀19安装在所述水平流管道26，所述水平流压力传感器18用于检测水平流压力并将压力数据传至所述控制器7，所述控制器7对接收的数据信息进行分析判断，如果判断水平流过大，所述控制器7控制所述水平流调节阀19减小开度，当判断水平流过小，所述控制器7控制所述水平流调节阀19增大开度。
53.如图1和图4所示，所述上升流压力调节系统5还包括上升流管道27，所述上升流调节阀21安装在所述上升流管道27，所述上升流压力传感器20用于检测上升流压力并将压力数据传至所述控制器7，所述控制器7对接收的数据信息进行分析判断，如果判断上升流过大，所述控制器7控制所述上升流调节阀21减小开度，当判断上升流过小，所述控制器7控制所述上升流调节阀21增大开度。
54.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。