灰分在线检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及检测装置技术领域，具体而言，涉及一种灰分在线检测装置。


背景技术：

2.浮选是指在浮选机进行筛选时，在水中加入药剂并使水中混入空气，采用能产生大量气泡的表面活性剂，使其中的某些矿粒选择性的附着于气泡之上，漂浮至浆液表面并被刮板刮出形成泡沫产品进入精矿槽中，从而达到选矿的目的。
3.由于煤中的灰分为一种无用物质，灰分增高时会使煤的发热量降低，故煤的灰分指标是浮选过程中的一个重要指标。在相关技术中，灰分检测没有可靠的、无辐射的在线集成检测装置，而是在化验室使用制样机、马弗炉、精密天平进行化验。
4.然而，相关技术中的检测方法化验时间长，检测过程的滞后性对生产实际指导意义不大。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种灰分在线检测装置，以解决相关技术中的检测方法化验时间长，检测过程的滞后性对生产实际指导意义不大的问题。
6.本实用新型提供了一种灰分在线检测装置，灰分在线检测装置包括：壳体，具有容纳腔，壳体具有与容纳腔相连通的进料口和出料口；采集系统，包括声音采集单元、视频采集单元以及控制单元，声音采集单元设置于精矿槽，视频采集单元设置于容纳腔的上部，视频采集单元和声音采集单元均与控制单元信号连接。
7.进一步地，灰分在线监测装置还包括设置于容纳腔的底部的存储槽，进料口和出料口分别对应设置于壳体的两侧，进料口与存储槽相连通，存储槽的上端为开口结构，出料口的高度低于存储槽的高度。
8.进一步地，容纳腔内设置有溢流板，溢流板的表面与容纳腔的腔壁共同围成存储槽，出料口位于溢流板的远离进料口的一侧，出料口的高度低于溢流板的高度；和/或，视频采集单元位于存储槽的正上方。
9.进一步地，进料口上方设置有与容纳腔相连通的清水进水口，清水进水口与高压水源连通。
10.进一步地，灰分在线检测装置还包括储液罐，储液罐的进液口与精矿槽相连通，储液罐的出液口与进料口相连通，出料口与储液罐的回流口相连通。
11.进一步地，灰分在线检测装置还包括进料管和压力传感器，进料管与进料口相连通，压力传感器设置于进料管并与控制单元信号连接；和/或，灰分在线检测装置还包括温度传感器，温度传感器设置在容纳腔内并与控制单元信号连接。
12.进一步地，灰分在线检测装置还包括位于容纳腔的上部的支架，视频采集单元设置在支架上。
13.进一步地，控制单元设置在壳体内并位于视频采集单元的上方。
14.进一步地，灰分在线监测装置还包括设置于壳体的操作面板，控制单元与操作面板信号连接；和/或，灰分在线监测装置还包括远程控制端，控制单元与远程控制端信号连接。
15.进一步地，灰分在线检测装置还包括设置于进料管的采样泵；灰分在线检测装置还包括设置于进料管的控制阀，控制阀位于采样泵的上游；视频采集单元包括红外摄像头；声音采集单元包括拾音器。
16.应用本实用新型的技术方案，在使用该灰分在线检测装置进行检测时，将声音采集单元安装于精矿槽的一侧，将壳体设置于精矿槽的末端，将矿浆通过壳体的进料口送入容纳腔内，并从壳体的出料口缓慢流出，通过声音采集单元可以采集精矿槽内矿浆的摔泡破裂的声音，通过视频采集单元可以采集矿浆的流动性和反光度等特性，并通过控制单元对矿浆的声音和视频进行计算和分析，进而可以得到矿浆的实时的灰分数据。并且，通过控制单元可以控制浮选机中加入药剂的量，从而使进入精矿槽中的矿浆满足灰分要求，提高了检测和调节过程的实时性，增强了对生产实际的指导意义。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
18.图1示出了本实用新型实施例提供的灰分在线检测装置的结构示意图。
19.其中，上述附图包括以下附图标记：
20.10、壳体；11、容纳腔；111、溢流板；12、进料口；13、出料口；14、清水进水口；
21.20、采集系统；22、视频采集单元；23、控制单元；
22.30、存储槽。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.如图1所示，本实用新型实施例提供了一种灰分在线检测装置，灰分在线检测装置包括壳体10和采集系统20，壳体10具有容纳腔11，壳体10具有与容纳腔11相连通的进料口12和出料口13，采集系统20包括声音采集单元、视频采集单元22以及控制单元23，声音采集单元设置于精矿槽，视频采集单元22设置于容纳腔11的上部，视频采集单元22和声音采集单元均与控制单元23信号连接。
25.应用本实用新型的技术方案，在使用该灰分在线检测装置进行检测时，将声音采集单元安装于精矿槽的一侧，将壳体10设置于精矿槽的末端，将矿浆通过壳体10的进料口12送入容纳腔11内，并从壳体10的出料口13缓慢流出，通过声音采集单元可以采集精矿槽内矿浆的摔泡破裂的声音，通过视频采集单元22可以采集矿浆的流动性和反光度等特性，
并通过控制单元23对矿浆的声音和视频进行计算和分析，进而可以得到矿浆的实时的灰分数据。并且，通过控制单元23可以控制浮选机中加入药剂的量，从而使进入精矿槽中的矿浆满足灰分要求，提高了检测和调节过程的实时性，增强了对生产实际的指导意义。因此，本装置具有极强的实用性。
26.在本实施例中，控制单元23具有分析和控制功能，控制单元23使用现场可编程逻辑门阵列(fpga，field programmable gate array)、视频处理单元(vpu，video processing unit)以及arm(advanced risc machines)处理器的边缘计算系统，fpga采用xilinx fu19p芯片，支持多路传感器同时输入，支持卡尔曼滤波、小波变换等多种经典算法。vpu采用nvidia jetson芯片，算力强劲，支持各主流ai架构。视频图像识别使用神经网络图像识别技术，是在传统的图像识别方法和基础上融合人工神经网络算法的一种图像识别方法。其中的特征反相传播算法是训练神经网络的有效手段。音频识别使用长短期记忆网络(lstm，long short-term memory)，lstm是一种时间循环神经网络，适合于处理和预测时间序列中间隔和延迟非常长的重要事件。通过上述神经网络，可以对声音采集单元和视频采集单元22获取的数据进行分析和处理，进而形成完整的数据库，使不同的矿浆灰分数值对应不同的摔泡特性、不同的流动性以及反光度等特性。通过现场视频与音频的样本数据的大量采集，利用人工智能技术深度学习做分类算法，可以输出误差在0.5％以内的灰分值。
27.需要说明的是，视频采集单元22设置于容纳腔11的上部，指的是视频采集单元22的高度位置大于进料口12和出料口13的高度位置，例如，视频采集单元22设置于容纳腔11的1/2高度位置以上。
28.如图1所示，灰分在线监测装置还包括设置于容纳腔11的底部的存储槽30，进料口12和出料口13分别对应设置于壳体10的两侧，进料口12与存储槽30相连通，存储槽30的上端为开口结构，出料口13的高度低于存储槽30的高度。采用存储槽30，可以使矿浆在容纳腔11内形成缓慢流动的状态，进而可以利用视频采集单元22对矿浆的流动性以及反光性等特性进行清晰的采集。
29.在本实施例中，进料口12和出料口13均低于存储槽30的高度，采用上述结构，可以时矿浆进入存储槽30后可以对原有的矿浆进行冲击，使得矿浆在存储槽30中不会形成沉淀，并且，可以使存储槽30中不会留存过大的矿浆。
30.如图1所示，容纳腔11内设置有溢流板111，溢流板111的表面与容纳腔11的腔壁共同围成存储槽30，出料口13位于溢流板111的远离进料口12的一侧，出料口13的高度低于溢流板111的高度，采用上述结构的容纳腔11具有结构简单，便于加工的优点。
31.需要说明的是，溢流板111在容纳腔11的长度方向上占比约60％，在容纳腔11的宽度方向上与容纳腔11的腔壁相贴合，从而可以便于存储槽30的加工。
32.在本实施例中，视频采集单元22位于存储槽30的正上方，采用上述结构，有利于视频采集单元22直接获取存储槽30中的矿浆的图像资料，进而获取矿浆的流动性和反光性等特性。
33.如图1所示，进料口12上方设置有与容纳腔11相连通的清水进水口14，清水进水口14与高压水源连通。采用清水进水口14可以利用高压水源对存储槽30进行冲洗，可以避免管路堵塞，并且可以使灰分在线检测装置避免受到腐蚀，延长其使用寿命。
34.在本实施例中，高压水源从清水进水口14进入存储槽30进行冲洗后，可以通过出料口13排出壳体10外并直接排走。
35.需要说明的是，在灰分在线检测装置完成检测功能后，才会利用高压水源进行清洗。
36.其中，灰分在线检测装置还包括储液罐，储液罐的进液口与精矿槽相连通，储液罐的出液口与进料口12相连通，出料口13与储液罐的回流口相连通。采用储液罐，可以从精矿槽中的矿浆进行取样，进而使取样以及检测过程不会对精矿槽中的矿浆造成影响。
37.在本实施例中，利用储液罐的回流口可以使进入储液罐中的矿浆与灰分在线检测装置中的矿浆形成循环，进而不会对矿浆造成浪费。
38.具体地，灰分在线检测装置还包括进料管和压力传感器，进料管与进料口12相连通，压力传感器设置于进料管并与控制单元23信号连接，采用压力传感器可以检测进料管中的压力状态，进而可以判断进料管是否发生堵塞。
39.其中，灰分在线检测装置还包括温度传感器，温度传感器设置在容纳腔11内并与控制单元23信号连接。采用温度传感器可以检测容纳腔11中的温度状态，进而可以对壳体10内的元器件进行防护，防止温度过高或者过低对壳体10内的元器件造成损伤。
40.需要说明的是，在容纳腔11内还设置有电源和继电器，以对壳体10内的元器件进行供电并控制其工作状态。
41.在本实施例中，灰分在线检测装置还包括位于容纳腔11的上部的支架，视频采集单元22设置在支架上。采用支架，便于视频采集单元22的设置。
42.如图1所示，控制单元23设置在壳体10内并位于视频采集单元22的上方，采用上述结构，便于控制单元23对声音采集单元和视频采集单元22收集的信息进行计算和分析之后，即可直接对加药装置发出控制指令，从而控制浮选机中的矿浆灰分。
43.在本实施例中，灰分在线监测装置还包括设置于壳体10的操作面板，控制单元23与操作面板信号连接，采用操作面板，可以通过控制单元23计算和分析出的矿浆灰分的状态，就地对加药装置进行控制，从而控制浮选机中的矿浆灰分。
44.其中，灰分在线监测装置还包括远程控制端，控制单元23与远程控制端信号连接。采用远程控制端可以在控制单元23计算和分析出的矿浆灰分的状态后，利用远程控制端对加药装置进行控制，从而控制浮选机中的矿浆灰分。
45.在本实施例中，采用该灰分检测装置，能够利用远程控制端进行产品质量统计，保证产品质量的整体稳定性。
46.并且，采用上述3种控制操作，由于避免了人工操作，在节约人力的同时，消除人工检测误差，提高检测精度，并且节约药剂的使用量，节约成本。
47.需要说明的是，按照控制优先级的顺序，操作面板的优先级高于控制单元23的优先级，控制单元23的优先级高于远程控制端的优先级。
48.在本实施例中，灰分在线检测装置还包括设置于进料管的采样泵，采用采样泵，可以将矿浆从储液罐转移至检测装置中。其中，采样泵包括但不限于齿轮泵。
49.具体地，灰分在线检测装置还包括设置于进料管的控制阀，控制阀位于采样泵的上游，采用控制阀，可以控制进料管的通断。
50.在本实施例中，视频采集单元22包括红外摄像头，采用红外摄像头可以使摄像头
直接发出光源，进而可以使摄像头采集清晰的视频信息。
51.具体地，灰分在线检测装置包括2个红外摄像头，当其中一个摄像头工作时，另一个处于备用状态。
52.其中，声音采集单元包括拾音器，采用拾音器可以更好地对摔泡的声音信息进行采集。
53.应用本实用新型提供的灰分在线监测装置，具有以下有益效果：
54.(1)采用出料口13既可以使矿浆进行出料，也可以对清洗水进行排放；
55.(2)通过操作面板、控制单元23以及远程控制端均可对加药装置进行控制。
56.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
57.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
58.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
59.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
60.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
61.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则
之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。