一种硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置，该硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置包括：电机、传动板、导向板、螺杆、采集箱、控制器。本实用新型设置控制器、电机、传动板、导向板、螺杆、采集箱，电机受控于控制器，用户可以通过控制器设置渣水采样的频度和时间，到了渣水采样的时间，控制器就给电机下达指令，由电机通过传动系统驱动采集箱进行渣水样品采集；提高了酸渣排水沟现场取样的效率。
【专利说明】-种硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于化工检测装置【技术领域】，尤其设及一种硫酸化工中酸渣水色智能 检测的采样箱装置。
【背景技术】
[0002] 目前，在硫酸生产的化工企业中，酸渣水色检测是其日常生产流程中的一个重要 检测指标，根据酸渣水色的深浅程度，可W判断赔烧炉对硫精矿的赔烧度是否合适，对硫酸 的产量和质量是个重要的指导参数。如果硫精矿赔烧度合适，理想的酸渣水色是深栋微黑 色，如果酸渣水色过黑，则说明硫精矿赔烧不充分，需要增大赔烧炉鼓风量，如果酸渣水色 过红，则说明硫精矿过氧赔烧，需要增大硫精矿投矿量或减少赔烧炉鼓风量来调节。
[0003] 目前硫酸化工厂的生产过程中，酸渣水色的检测的工作流程是每日定时由操作人 员到赔烧炉下的酸渣排水沟现场进行人工采集，采集后操作人员通过肉眼和自身工作经验 对酸渣水色进行主观判断和衡量，并W此为依据进行赔烧炉风量的调节或硫精矿投矿量的 增减。在目前的工作流程中，存在如下问题；1)操作人员凭借肉眼和自身经验值对酸渣水 色的判断没有进行量化处理，只是经验值的估计值，因此对赔烧炉风量的调节或硫精矿投 矿量的增减数值不精确，不利于数字化产业的发展；2)操作人员到酸渣排水沟现场取样， 对操作人员的安全和健康存在威胁。因此本实用新型提出了硫酸化工中酸渣水色智能检测 设备及方案。
[0004] 现有的技术存在的操作人员只是经验值的估计值，因此对赔烧炉风量的调节或硫 精矿投矿量的增减数值不精确，不利于数字化产业的发展；操作人员到酸渣排水沟现场取 样，对操作人员的安全和健康存在威胁。 实用新型内容
[0005] 本实用新型为解决现有的操作人员只是经验值的估计值，因此对赔烧炉风量的调 节或硫精矿投矿量的增减数值不精确，不利于数字化产业的发展；操作人员到酸渣排水沟 现场取样，对操作人员的安全和健康存在威胁的问题而提供一种结构简单、安装使用方便、 提高工作效率的硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置。
[0006] 本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
[0007] 一种硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置由智能水位检测装置、智能渣水 取样装置、渣水分析装置、自动复位装置、通信与预警装置、电机控制器组成；
[000引所述的智能水位检测装置和通信与预警装置构成智能控制装置，智能控制装置分 别与智能渣水取样装置、渣水分析装置、自动复位装置、电机控制器连接，智能渣水取样装 置还与渣水分析装置连接。
[0009] 进一步，所述的硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置还包括电机、传动板、 导向板、螺杆、采集箱、控制器、通信模块、分析处理模块；
[0010] 控制器连接电机，电机连接传动板，电机通过传动板连接采集箱，导向板通过螺丝 连接螺杆。
[0011] 进一步，所述的硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置还包括CMOS照相模 块、灯光设备、渣水采集器、冲洗器、水压传感器；
[0012] 硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置的水压传感器与控制器连接；照相机 与渣水采集器相连接；冲洗器与渣水采集器相连接。
[0013] 进一步，所述的渣水分析装置的功能为照明、拍照、渣水分析分析、上传结果。
[0014] 进一步，所述的硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置包括；电机、传动板、 导向板、螺杆、采集箱、控制器；
[0015] 控制器连接电机，电机连接传动板，电机通过传动板连接采集箱，导向板通过螺丝 连接螺杆。
[0016] 本实用新型还可W采用如下技术措施：
[0017] 进一步，采集箱还包括照相机、灯光设备、渣水采集器、冲洗器、水压传感器；
[001引采集箱的水压传感器与控制器连接；照相机与渣水采集器相连接；冲洗器与渣水 采集器相连接。
[0019] 本实用新型具有的优点和积极效果是；由于本实用新型设置控制器、电机、传动 板、导向板、螺杆、采集箱，电机受控于控制器，用户可W通过控制器设置渣水采样的频度和 时间，到了渣水采样的时间，控制器就给电机下达指令，由电机通过传动系统驱动采集箱进 行渣水样品采集；提高了酸渣排水沟现场取样的效率，较好的解决了现有的操作人员只是 经验值的估计值，因此对赔烧炉风量的调节或硫精矿投矿量的增减数值不精确，不利于数 字化产业的发展；操作人员到酸渣排水沟现场取样，对操作人员的安全和健康存在威胁的 问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1是本实用新型实施例提供的硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置结 构示意图；
[0021] 图2是本实用新型实施例提供的所研究渣水的直方图；
[0022] 图3是本实用新型实施例提供的经过分析后所研究渣水的直方图；
[0023] 图4是采用本系统检测矿场的实际生产情况得最佳的矿料和输入风量之间的比 例曲线图；
[0024] 图中；1、电机；2、传动板；3、导向板；4、螺杆；5、采集箱；6、控制器。
【具体实施方式】
[0025] 为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举W下实施例，并 配合附图详细说明如下；本实用新型不存在软件或方法的创新。
[0026] 一种硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置由智能水位检测装置、智能渣水 取样装置、渣水分析装置、自动复位装置、通信与预警装置、电机控制器组成；
[0027] 所述的智能水位检测装置和通信与预警装置构成智能控制装置，智能控制装置分 别与智能渣水取样装置、渣水分析装置、自动复位装置、电机控制器连接，智能渣水取样装 置还与渣水分析装置连接。
[002引进一步，所述的硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置还包括电机、传动板、 导向板、螺杆、采集箱、控制器、通信模块、分析处理模块；
[0029] 控制器连接电机，电机连接传动板，电机通过传动板连接采集箱，导向板通过螺丝 连接螺杆。
[0030] 进一步，所述的硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置还包括CMOS照相模 块、灯光设备、渣水采集器、冲洗器、水压传感器；
[0031] 硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置的水压传感器与控制器连接；照相机 与渣水采集器相连接；冲洗器与渣水采集器相连接。
[0032] 进一步，所述的渣水分析装置的功能为照明、拍照、渣水分析分析、上传结果。
[0033] 智能水位检测装置是位于智能渣水取样装置上端的液体传感器，当其接触水时， 发出停止信号，电机接受信号后，停止继续下放装置，使水面刚好浸过渣水取样装置时停 止。在智能水位装置停止时，渣水取样装置中装满了渣水，渣水样本箱封闭。此时，启动顶 部照明与照相装置，对渣水样本进行拍照，通过渣水分析装置确定水的颜色，启动通信模块 并上报结果。如果渣水色在安全范围之外，启动报警模块，提醒管理人员进行干预。在完成 本工作之后，则打开渣水样本箱，电机装置提升，放出样本水，同时对样本箱进行自动冲洗。 连接关系如图所示。
[0034] 如图1所示，本实用新型实施例的硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置主 要由电机1、传动板2、导向板3、螺杆4、采集箱5、控制器6组成；
[0035] 控制器6与电机1相连接，用于给电机1下达指令，从而设置渣水采样的频度和时 间；
[0036] 电机1与传动板2相连接，通过传动板2驱动采集箱5进行渣水样品采集；
[0037] 传动板2是连接电机1与采集箱5的一个关键部件，用于将电机1驱动的圆周运 动转化为螺旋运动，驱动螺杆4进行驱动采集箱5进行样品采集；
[003引导向板3与螺杆4通过螺丝相连接，用于固定螺杆4,使得电机1驱动螺杆4的时 候可W按照规定的方向来驱动采集箱5。
[0039] 本实用新型的采集箱5是封闭的、不透光的；电机1、传动板2、导向板3、螺杆4、采 集箱5、控制器6等结构都具有抗酸腐蚀性、防尘的特点，用抗酸塑料做表层锻层；
[0040] 采集箱5是核屯、器件，是由照相机、灯光设备、渣水采集器、冲洗器、水压传感器所 组成；采集箱5的水压传感器与控制器6相连接；照相机与渣水采集器相连接，用于在灯光 设备的照射下对容器进行照相采样，并把照片传送给控制器6进行分析；冲洗器与渣水采 集器相连接，用于在完成本次渣水采集W后，用外接的干净水源来冲洗采集箱5,确保下一 次的渣水采集不受上一次的影响。
[0041] 本实用新型的使用方法包括W下步骤：
[0042] 步骤一，用户通过电脑设置定时采样间隔，或手动触发采样按钮控制自动装置进 行渣水采样；
[0043] 步骤二，采样箱通过网络收到采样请求信号，电机自动控制采样箱到渣水沟进行 采样，采样箱可W自动控制渣水到达的高度；
[0044] 步骤=，采样箱将渣水采集，并自动判断是否采集完成，完成后电机自动控制采样 箱离开渣水沟；
[0045] 步骤四，采样箱的摄像头在收到渣水样本采集完成后，自动对采样渣水样本进行 拍照；
[0046] 步骤五，用于处理信息、预警、传输数据、接收任务或发送结果给后台管理系统的 图像处理模块将摄像头拍得的照片和样板照片进行对比，返回渣水颜色的色彩参考值，该 值量化表示；
[0047] 步骤六，采样箱自动检测采样渣水已经检测完毕，自动排空渣水，并自动控制采样 箱的清水喷头，对采样箱进行冲洗，保证采样箱良好的可用度。
[0048] 本实用新型由于是对酸渣渣水水色和样板色进行比对，而颜色的深浅判断受到光 线的影响，因此需要屏蔽自然光线进行颜色的判断；在不透光密闭的环境下，对酸渣渣水水 色的样本色进行了 5级量化，即分别为；黑、深栋微黑、深栋、浅栋、红；采样箱收到采样请求 信号所用的网络可W是有线网络，也可W是无线网络；图像处理模块将摄像头拍得的照片 和样板照片进行对比，返回渣水颜色的色彩参考值，该值量化表示，其中分级等级需要调研 后确认。
[0049] 采集箱5其内含有照相机、灯光设备、渣水采集器、冲洗器、水压传感器；采集箱5 具体完成数据采集的方式为；采集箱5的水压传感器感应到水压W后，将水压信号传送给 该系统的控制器6,控制器6可W控制电机1将采集箱5驱动到一个合适的水深W后就停止 继续驱动；渣水采集器将渣水采集到一个密闭透光容器内，然后照相机在灯光设备的照射 下对容器进行照相采样，并把照片传送给控制器6进行分析；冲洗器可W在完成本次渣水 采集W后，用外接的干净水源来冲洗采集箱5,确保下一次的渣水采集不受上一次的影响。 [0化0] 结合具体实施例对本实用新型做进一步的说明；
[0化1] 本实用新型采用求图像的直方图的方法，来分析渣水的颜色；直方图是图像处理 中的一个最基础的方法；假设一副黑白图像是由灰度级在[0, L-1]范围内的一系列象素 空间R所组成的，rk代表了该图像中灰度为k，k属于[0，L-1]的象素点；如果W灰度级 [0，kl]为横轴，Wh(rk)为纵轴，函数Nk= fbk)该里的Nk为该图像里面灰度为K的象 素点rk的个数，该样求得的曲线h (rk)，就是原图像的直方图；在上面的解释中，假设图像 为黑白图像，可W求得一副直方图，知道彩色图像里面的每一个象素都可W由RGB S原色 所组成，因此彩色图像中的每一个象素实际上是由=个颜色所组成的，因此实际上彩色图 像可W分解为R，G，B S副单色图像，对R，G，B S幅单色图来求直方图，就可W得到原彩色图 像在R，G，B S色空间的直方图，也就是得到了 R红色的h (rk)图，G绿色的h (rk)图，B藍色 的h(rk)图；然后W下面的一副渣水图为例来分析一下所研究的渣水的直方图。分析完该 图，所得到的直方图如图2所示：
[0化2] 但在上面的渣水的图2可W看出，该渣水的主要颜色为淡红色，但在分析完直方 图W后，却发现直方图里面的颜色出现了两个高峰，双峰是由于颜色的背景和前景的巨大 偏差所造成的，双峰造成了分析渣水的颜色造成了干扰，因此需要找到一种方法，排除该种 干扰；可W利用采样箱的内部结构相对固定的原理，来对采样图像里面圈出一片固定的位 置来做为进一步分析的样本，然后再分析该图片片段的直方图；因此先预先设定一块样本 的主要区域，将纯渣水图像做为图像的全部对象分析来计算直方图；
[0化3] 经过先圈定分析区域，再进行分析的方法，所求得的新的直方图，如图3所示，很 好的排除了干扰，将样本的颜色真实的进行了量化，通过该种方法，很好的解决了样本颜色 自动量化的问题；
[0化4] 但求得了直方图W后，如何将样本的主要颜色直观的显示出来，并动态呈现给操 作人员，如果操作人员每次都要人工观察屏幕，依然不能实现样本颜色的自动量化分析；注 意到了在样本颜色的直方图中，样本的主要颜色，就是直方图中灰度最高的点，又因为直方 图本身就是量化的，因为在获取照片的时候，灰度本身也是量化的，因此直方图的横轴为一 个离散的区间，而不是一个连续的区间；该样可W求最大值算法，用程序自动确定直方图中 颜色最集中的点，通过一个简单的求最大值的算法，分别求得R，G，B的=幅图的最大灰度 的点，该样也就得到了该渣水的主要颜色；
[0055] 在确定了硫酸渣水的RGB颜色W后，下一个问题是如何判断当前的颜色映射到 RGB颜色空间W后，应该归类于（黑、深栋微黑、深栋、浅栋、红）中的哪一类，而颜色量化 分级是属于机器视觉领域的范畴；目前自动颜色分级的方法很多，经过分析W后，决定采用 RGB颜色空间的矢量-角度距离色差公式来进行颜色的量化分级；原因是由于本实用新型 的应用场景比较简单，渣水的颜色又比较单一，而后续该渣水采集系统需要频繁分析渣水 样本，并把输出的量化结果做为负反馈的输入，来进一步控制硫酸的赔烧，因此要求该算法 的效率必须很高，因此认为完全可W满足日常生产的需要；
[0056] 由于人眼对RGB中的红、绿、藍S种颜色的敏感程度不同，人眼较绿色分量的变化 比红藍颜色分量的变化更加敏感，因此RGB颜色空间本身也就呈现了不均匀性；RGB颜色空 间的矢量-角度距离色差公式较好的解决了 RGB颜色空间不均匀的问题。
[0057] 假设RGB颜色空间中两个颜色的坐标分别为；xi= (r 1，gi，bi)，X2= (r 2, g2, b2)， 则按照RGB颜色空间的矢量-角度距离色差公式，两个颜色之间的色差为：
[005引
【权利要求】
1. 一种硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置，其特征在于，所述的硫酸化工中 酸渣水色智能检测的采样箱装置由智能水位检测装置、智能渣水取样装置、封闭渣水样本 箱照明装置、渣水分析装置、自动清洗装置、自动复位装置、通信与预警装置、电机控制器组 成； 所述的智能水位检测装置和通信与预警装置构成智能控制装置，智能控制装置分别与 智能渣水取样装置、渣水分析装置、自动复位装置、电机控制器连接，智能渣水取样装置还 与渣水分析装置连接； 该硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置具体包括电机、传动板、导向板、螺杆、 采集箱、控制器、通信模块、分析处理模块； 控制器连接电机，电机连接传动板，电机通过传动板连接采集箱，导向板通过螺丝连接 螺杆； 硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置还包括CMOS照相模块、灯光设备、渣水采 集器、冲洗器、水压传感器； 硫酸化工中酸渣水色智能检测的采样箱装置的水压传感器与控制器连接；照相机与渣 水采集器相连接；冲洗器与渣水采集器相连接。
【文档编号】G01N35/00GK204154528SQ201420251358
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】于继明, 刘琰, 叶飏 申请人:金陵科技学院