本发明涉及水泥生产质量控制中的分析仪器技术领域，尤其涉及一种用于分析干性颗粒的粒度分布的在线颗粒图像粒度分析装置。
背景技术：
粒度分布是指组成水泥的所有颗粒中不同粒径颗粒所占有的百分比。粒度分布的测定不仅是控制水泥颗粒细度的一种有效方法，更为重要的是其将粉磨、分级等环节的优化提供准备的依据。水泥的粒度分布情况将极大地影响混凝土的强度，粒度分布的测量对最终成型的混凝土的质量控制，以及在生产过程中如何使生产工艺最优化，提高产品的质量，减少能耗，降低生产成本等方面均产生极大的作用。
目前在水泥的生产过程中，为了控制产品的质量，在线粒度分析采用的是激光粒度分析仪，其测量原理是采用激光衍射法和米氏光散射理论，建立表征粒度级丰度与各特定角处获取的光能量的数学物理模型，测量光能，由特定角度测得的光能与总光能进行比较推出颗粒群相应的粒径级的丰度比例量，间接计算出以粒度分布数据表、分布曲线、比表面积、D10、D50、D90等结果，其测量数据受所取物料的浓度影响较大，测量数据精确度不佳，且无法获得包括长径比、球型度在内的“形态参数”。
为此，申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对现有的激光粒度分析仪存在测量数据受所取物料的浓度影响较大、测量数据精确度不佳、无法获得形态参数等问题，而提供一种用于分析干性颗粒的粒度分布的在线颗粒图像粒度分析装置。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种在线颗粒图像粒度分析装置，包括：
一设置在水泥下料管内的取样容器，所述取样容器的顶部开设有一物料收集开口；
一取样压缩空气管，所述取样压缩空气管的第一端穿入所述水泥下料管内且穿过所述取样容器的侧面并延伸入所述取样容器的底部；
一取样管，所述取样管的第一端穿入所述水泥下料管内且穿过所述取样容器的侧面并延伸入所述取样容器的底部，其第一端与所述取样压缩空气管的第一端相对设置；
一分散物料接头，所述分散物料接头具有一分散压缩空气接口、一取样接口和一分散物料出口，所述分散物料接头的取样接口与所述取样管的第二端连接；
一空气压缩机，所述空气压缩机的压缩空气出口分别与所述取样压缩空气管的第二端和所述分散物料接头的分散压缩空气接口连接；
一高速摄像装置，所述高速摄像装置包括高速摄像机以及构成有一高速摄像区域，所述高速摄像机的摄像头对准所述高速摄像区域并可对所述高速摄像区域进行高速拍照，所述高速摄像区域的顶部开设有一物料进口，其底部开设有一物料出口，所述物料进口与所述分散物料接头的分散物料出口连接；
一回粉管，所述回粉管的一端与所述高速摄像区域的物料出口连接，其另一端与水泥下料管连通且位于所述取样容器的下方；以及
一上位机，所述上位机分别与所述高速摄像机和空气压缩机连接。
在本发明的一个优选实施例中，还包括一清扫压缩空气管，所述清扫压缩空气管的一端穿入所述水泥下料管内并与所述取样容器的底部连通，其另一端与所述空气压缩机的压缩空气出口连接。
在本发明的一个优选实施例中，所述取样压缩空气管的第一端呈圆锥状，其第一端的口径小于所述取样管的第一端的口径。
在本发明的一个优选实施例中，在所述高速摄像机的摄像头的前侧安装有一显微镜。
在本发明的一个优选实施例中，还包括一与所述上位机连接的用于显示数据结果的显示器。
本发明的在线颗粒图像粒度分析装置的工作原理如下：
颗粒状物料落入取样容器中，空气压缩机产生的压缩空气通过取样压缩空气管进入取样容器中，此时取样压缩空气管的第一端与取样管的第一端之间形成负压，这样颗粒物料被吸入取样管内，并经由取样管输送至分散物料接头内，分散物料接头的分散压缩空气接口通入空气压缩机产生的压缩空气，压缩空气将分散物料接头内的物料吹散，粗细均匀的物料落入高速摄像区域内；此时，高速摄像机对落入高速摄像区域内的分散物料进行高速拍照，将分散物料的颗粒分度记录下来，上位机收集高速摄像机拍摄的图像并通过颗粒分析软件对所拍摄的图像进行分析，得到试样粒度的分布情况。最后，粗细均匀的物料经过回粉管回到水泥下料管内。
由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：本发明的取样方式简单有效，可以取得粗细均匀的物料，再采用高速摄像机进行图像采集，通过颗粒分析软件对所摄取的图像进行分析，不但可以得到物料的各类"单体属性"、以及包括长径比、球型度在内的"形态参数"，还可以获得样品的"粒径分布"数据及图表，并输出D10、D50等分布特征参数，所取物料真实的反映实际颗粒的分布。本发明不受所取物料的浓度影响，测量数据精确度高，可获得形态参数等数据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1，图中给出的是一种在线颗粒图像粒度分析装置，包括取样容器100、取样压缩空气管200、取样管300、分散物料接头400、空气压缩机(图中未示出)、高速摄像装置500、回粉管600、显示器700以及上位机800。
取样容器100设置在水泥下料管10内，取样容器10的顶部开设有一物料收集开口110，水泥下料管10内下落的物料经由物料收集开口110进入取样容器100内。
取样压缩空气管200的第一端210穿入水泥下料管10内且穿过取样容器100的侧面并延伸入取样容器100的底部，其第二端210与空气压缩机的压缩空气出口连接。取样管300的第一端310穿入水泥下料管10内且穿过取样容器100的侧面并延伸入取样容器100的底部，其第一端310与取样压缩空气管200的第一端210相对设置。为了更好地将物料被吸入取样管内，取样压缩空气管200的第一端210呈圆锥状，其第一端210的口径小于取样管300的第一端310的口径。
分散物料接头400具有一分散压缩空气接口410、一取样接口420和一分散物料出口430，分散物料接头400的分散压缩空气接口410与空气压缩机的压缩空气出口连接，其取样接口420与取样管300的第二端320连接。
高速摄像装置500包括高速摄像机510以及构成有一高速摄像区域520，高速摄像机510的摄像头对准高速摄像区域520并可对高速摄像区域520进行高速拍照，高速摄像区域520的顶部开设有一物料进口521，其底部开设有一物料出口522，高速摄像区域520的物料进口521与分散物料接头400的分散物料出口430连接。在高速摄像机510的摄像头的前侧安装有一显微镜530，这样使得高速摄像机510所摄取的图像更加清晰。
回粉管600的一端610与高速摄像区域520的物料出口522连接，其另一端620与水泥下料管10连通且位于取样容器100的下方。
上位机800分别与高速摄像装置500、空气压缩机以及显示屏700连接，显示屏700用于显示上位机分析后的数据结果。
此外，本发明还包括一清扫压缩空气管900，清扫压缩空气管900的一端910穿入水泥下料管10内并与取样容器100的底部连通，其另一端920与空气压缩机的压缩空气出口连接，当取样容器100内需要清理时，清扫压缩空气管900内通入压缩空气，压缩空气进入取样容器100内并将取样容器100内的物料从物料收集开口110吹出。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。