一种骨料检测装置的制作方法

本发明涉及工业检测技术领域，特别是涉及一种骨料检测装置。

背景技术：

由于河沙的禁止开采，骨料价格飞涨，以成为混凝土价格主要影响因素，其品质对混凝土也有重要影响。其中颗粒级配、粒度粒形、含粉率、细度模数又是评价骨料品质的重要指标。

现有技术中通过多次称重实现对骨料含粉率的计算，首先对获取的骨料进行初次称重，得到初始质量m0。然后对经过干燥处理后的骨料进行称重，得到质量m1。最后通过滤网对骨料进行除尘，并对除尘后的骨料再次进行称重，得到质量m2。按照公式(m1-m2/m0*100％，计算出骨料的含粉率。

现有的处理方式，为了有效的过滤掉骨料中掺杂的粉尘，采用的滤网的网孔滤径需要小于0.15mm，但是该种规格的滤网除尘时会导致直径在0.075-0.15mm范围内的细沙流失，导致计算出的含粉率偏高。并且大颗粒骨料的表面容易裹粉，滤网除尘的方式往往导致除尘除不干净，造成计算出的含粉率不准确。

可见，如何提升骨料含粉率计算的准确性，是本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种骨料检测装置，可以提升骨料含粉率计算的准确性。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种骨料检测装置，包括控制器、取样部件、脱水部件、传送部件、图像采集部件、称重部件和用户终端；

所述控制器分别与所述取样部件以及所述脱水部件连接，用于控制所述取样部件从骨料传送带上获取骨料样品；控制所述脱水部件对所述骨料样品进行脱水处理；

所述控制器与所述传送部件连接，用于控制所述传送部件将脱水处理后的骨料样品均匀分散地传输至图像采集区域，以便于骨料样品落入所述图像采集区域时呈薄幕状；

所述图像采集部件设置于所述图像采集区域的侧边，用于采集骨料样品的数字图像；

所述称重部件，用于对所述骨料样品进行称重，以得到所述骨料样品的样品质量；

所述用户终端分别与所述图像采集部件以及所述称重部件连接，用于对所述图像采集部件传输的所述数字图像进行骨料分析，以计算出所述骨料样品的骨料质量；并依据所述骨料质量以及所述样品质量，计算出所述骨料样品的含粉率。

可选地，所述传送部件包括传输槽和电磁振动器；所述传输槽的入口用于接收脱水处理后的骨料样品；所述传输槽的出口与所述图像采集区域垂直对齐；

所述电磁振动器设置于所述传输槽的底侧，用于将所述脱水处理后的骨料样品在所述传输槽上均匀分散地传输。

可选地，还包括含水率检测部件；

所述含水率检测部件与所述控制器连接，用于将检测到的所述骨料样品的含水率传输至所述控制器；

所述控制器与所述脱水部件连接，用于当所述骨料样品的含水率超过预设阈值时，控制所述脱水部件对所述骨料样品进行脱水处理。

可选地，还包括搅拌部件；

所述搅拌部件，用于在所述骨料样品脱水处理时搅拌所述骨料样品，并将脱水处理后的骨料样品传输至所述传送部件。

可选地，所述图像采集区域的两侧均设置有透明隔板；所述骨料样品落入两个透明隔板形成的区域；所述图像采集部件设置于所述透明隔板的外侧。

可选地，还包括清扫部件；所述清扫部件设置于所述透明隔板的上方，用于对所述透明隔板进行清灰处理。

可选地，所述清扫部件包括风刀、所述风刀通过传输管道与提供压缩空气的气源相连；所述传输管道上设置有电磁阀；

所述控制器与所述电磁阀连接，用于控制所述电磁阀的导通，以利用所述风刀形成冲击风幕，对所述透明隔板的侧壁进行清灰处理。

可选地，所述称重部件包括上下开口的斗体、称重传感器、翻板和气缸；所述翻板设置于所述斗体的底部，与所述斗体底部形成密封连接；

所述称重传感器设置于所述斗体的侧壁，用于称量所述斗体内骨料样品的样品质量；

所述气缸与所述翻板连接，用于控制所述翻板的移动，以使得所述斗体的底部导通。

可选地，所述用户终端具体用于对所述数字图像进行预处理，并以像素为单位对预处理后的数字图像进行标定，以计算出所述骨料样品的特性参数；其中，所述特性参数包括骨料样品的含粉率、细度模数、颗粒数目、平均圆形度、平均长径比、最小粒径、最大粒径，以及粒度分布图。

可选地，所述用户终端还用于检测所述骨料样品的特性参数是否满足预设的参数标准范围；当存在不满足参数标准范围的目标特性参数时，调整与所述目标特性参数相对应的生产线设备的设备参数。

由上述技术方案可以看出，骨料检测装置包括控制器、取样部件、脱水部件、传送部件、图像采集部件、称重部件和用户终端。控制器分别与取样部件以及脱水部件连接，用于控制取样部件从骨料传送带上获取骨料样品；控制脱水部件对骨料样品进行脱水处理。通过脱水处理，可以有效的避免骨料中粉尘成团的情况发生。控制器与传送部件连接，用于控制传送部件将脱水处理后的骨料样品均匀分散地传输至图像采集区域，以便于骨料样品落入图像采集区域时呈薄幕状，从而使得采集的数字图像中骨料的分布更加均匀，提升了图像分析的准确性。图像采集部件设置于图像采集区域的侧边，用于采集骨料样品的数字图像；称重部件设置于图像采集区域的下侧，用于对骨料样品进行称重，以得到骨料样品的样品质量；用户终端分别与图像采集部件以及称重部件连接，用于对图像采集部件传输的数字图像进行骨料分析，以计算出骨料样品的骨料质量；并依骨料质量以及样品质量，计算出骨料样品的含粉率。该骨料检测装置通过图像分析与称重相结合的方式，有效的解决了滤网除尘时细沙流失，造成含粉率出现偏差的问题，使得计算出的骨料样品的含粉率更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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为本发明实施例提供的一种骨料检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种骨料检测装置中部件结构组成的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

接下来，详细介绍本发明实施例所提供的一种骨料检测装置。图1为本发明实施例提供的一种骨料检测装置1的结构示意图，包括控制器11、取样部件12、脱水部件13、传送部件14、图像采集部件15、称重部件16和用户终端17；

控制器11分别与取样部件12以及脱水部件13连接，用于控制取样部件12从骨料传送带上获取骨料样品；控制脱水部件13对骨料样品进行脱水处理。

在本发明实施例中，对于取样部件12的具体形状不做限定，只要能够实现骨料的抓取和盛放即可。

骨料样品中含有大量的粉尘，当骨料样品的含水量较高时，会造成粉尘凝结成团状，形成较大的颗粒。在图像分析时会误将粉尘形成的较大颗粒作为骨料进行骨料质量的计算，为了避免粉尘成团对骨料质量造成的影响，在对骨料样品采集图像之前，需要对骨料样品进行脱水处理，保证骨料样品足够干燥。

在实际应用中，脱水部件13可以采用加热器。

控制器11与传送部件14连接，用于控制传送部件14将脱水处理后的骨料样品均匀分散地传输至图像采集区域，以便于骨料样品落入图像采集区域时呈薄幕状。

在本发明实施例中，采用动态采集骨料图像的方式，对骨料样品中的颗粒进行分析。

传送部件14主要用于保障骨料样品中的颗粒可以均匀分散的呈现在图像采集区域，从而使得图像采集部件15采集的数字图像中骨料颗粒可以均匀的分布，以提升图像分析的准确性。

在实际应用中，传送部件14可以采用传输槽141和电磁振动器142组合的方式。脱水部件13可以将脱水处理后的骨料样品通过接料斗传输至传输槽141上。

图2为本发明实施例提供的一种骨料检测装置中部件结构组成的示意图，图2中传送部件14是以传输槽141和电磁振动器142为例，传输槽141的入口用于通过接料斗接收脱水处理后的骨料样品；传输槽141的出口与图像采集区域垂直对齐；电磁振动器142设置于传输槽141的底侧，用于将脱水处理后的骨料样品在传输槽141上均匀分散地传输。

电磁振动器142通过振动的方式使得骨料在传输槽141上均匀分散的排布，从而保证传输槽141的出口输出的骨料可以在图像采集区域中呈现薄幕状。

在实际应用中，可以通过变频控制电磁振动器142的振动强度，保证骨料样品落入图像检测区域时呈薄幕状。

图像采集部件15设置于图像采集区域的侧边，用于采集骨料样品的数字图像。

为了实现骨料样品的数字图像的有效采集，控制器11可以与图像采集部件15连接，当控制器11控制传送部件14工作时，可以同时控制图像采集部件15开始拍摄骨料样品的数字图像。

图像采集部件15的安装位置，需要使得其视野范围覆盖整个传输槽141落料端的宽度范围，以使得每个颗粒都能被拍摄。图像采集部件15的安装高度可根据传输槽141落料端的高度调节，以保证检测过程中的成像质量。

控制器11主要用于控制取样部件12、脱水部件13、传送部件14、图像采集部件15等各部件的开启和关闭等工作。控制器11可以采用可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，plc)。

在本发明实施例中，称重部件16可以对脱水处理后的骨料样品直接称重，以得到样品质量；称重部件16也可以设置于图像采集区域的下侧，用于对骨料样品进行称重，以得到骨料样品的样品质量。

称重部件16可以由承载骨料样品的斗体以及设置于斗体底部的称重传感器组成。

考虑到称重部件16承载的骨料样品需要及时清理，为了实现骨料样品的自动化清理，在本发明实施例中，称重部件16可以由上下开口的斗体161、称重传感器162、翻板163和气缸164组成。

翻板163设置于斗体161的底部，与斗体161底部形成密封连接。气缸164与翻板163连接，用于控制翻板163的移动，以使得斗体161的底部导通，从而快速的将斗体中的骨料样品自动排出。

由于斗体161的底部设置的是可移动的翻板163，因此，在实际应用中，可以将称重传感器162设置于斗体161的侧壁，用于称量斗体内骨料样品的样品质量。

在具体实现中，可以将称重传感器162设置于斗体161的侧壁之后，采用砝码校正的方式对称重传感器162的称重参数进行调整，从而保证称重传感器162可以准确的测量出斗体161中骨料样品的实际质量。

用户终端17分别与图像采集部件15以及称重部件16连接，用于对图像采集部件15传输的数字图像进行骨料分析，以计算出骨料样品的骨料质量；并依据骨料质量以及样品质量，计算出骨料样品的含粉率。

假设，图像分析得到的骨料质量为m1，称重得到的样品质量为m2，则骨料样品的含粉率为(m2-m1)/m2*100％。

其中，用户终端17可以是管理人员使用的终端设备，例如pc机、手机。

通过对骨料样品的数字图像进行分析，可以得出骨料样品的特性参数。其中，特性参数包含的参数类型有多种，含粉率即为所有特性参数中的一种特性参数。

在具体实现中，用户终端17可以对数字图像进行预处理，并以像素为单位对预处理后的数字图像进行标定，以计算出骨料样品的特性参数。

其中，特性参数可以包括骨料样品的含粉率、细度模数、颗粒数目、平均圆形度、平均长径比、最小粒径、最大粒径，以及粒度分布图。

数字图像进行预处理主要对数字图像进行降噪和滤波处理。在具体实现中，可以采用高斯滤波对图像进行降噪和滤波。

采用最大间类方差法对降噪和滤波后的图像进行二值化，自动识别砂石颗粒，并形成多个连通域，多个连通区域可以按顺序标号。

为了改善分割效果，提高分割的准确性，可以进一步采用分水岭分割算法结合距离变换算法，解决砂石粘连颗粒分割过程中的过分割问题。

采用feret直径原理，获得75μm以上的砂石颗粒的长径和短径；使用获取得到的短径拟合为椭球体，求出单颗颗粒的体积；检测完成后，通过补偿算法，重新拟合各级配区间颗粒质量，从而得到骨料样品的骨料质量。

通过图像分析可以得出骨料样品中各颗粒的长径、短径、体积和质量，在此基础上可以统计颗粒数目、平均圆形度、平均长径比、平均细度模数、最小粒径、最大粒径，以及粒度分布图。

由上述技术方案可以看出，骨料检测装置包括控制器、取样部件、脱水部件、传送部件、图像采集部件、称重部件和用户终端。控制器分别与取样部件以及脱水部件连接，用于控制取样部件从骨料传送带上获取骨料样品；控制脱水部件对骨料样品进行脱水处理。通过脱水处理，可以有效的避免骨料中粉尘成团的情况发生。控制器与传送部件连接，用于控制传送部件将脱水处理后的骨料样品均匀分散地传输至图像采集区域，以便于骨料样品落入图像采集区域时呈薄幕状，从而使得采集的数字图像中骨料的分布更加均匀，提升了图像分析的准确性。图像采集部件设置于图像采集区域的侧边，用于采集骨料样品的数字图像；称重部件设置于图像采集区域的下侧，用于对骨料样品进行称重，以得到骨料样品的样品质量；用户终端分别与图像采集部件以及称重部件连接，用于对图像采集部件传输的数字图像进行骨料分析，以计算出骨料样品的骨料质量；并依骨料质量以及样品质量，计算出骨料样品的含粉率。该骨料检测装置通过图像分析与称重相结合的方式，有效的解决了滤网除尘时细沙流失，造成含粉率出现偏差的问题，使得计算出的骨料样品的含粉率更加准确。

为了更加全面的了解骨料样品的特性，在骨料检测装置1中还可以设置含水率检测部件18，用于获取骨料样品的含水率。

在实际应用中，可以将含水率检测部件18和取样部件12设置在一起，例如，可以将含水率检测部件18设置在取样部件12的侧边。

当取样部件12获取到骨料样品之后，控制器11可以控制含水率检测部件18对骨料样品的含水率进行检测。相应的，含水率检测部件18可以将检测到的骨料样品的含水率传输至控制器11。

为了评估骨料样品的含水率是否超标，可以设定预设阈值。当骨料样品的含水率超过预设阈值时，则说明骨料样品的含水率超标，为了避免粉尘成团，需要对骨料样品进行脱水处理。

在具体实现中，控制器11可以与脱水部件13连接，当骨料样品的含水率超过预设阈值时，控制脱水部件13对骨料样品进行脱水处理。

在图2所示的示意图中，均以虚线表示控制器11与取样部件12、含水率检测部件18以及脱水部件13的连接关系。

为了提升骨料样品的脱水效率，可以设置搅拌部件。搅拌部件可以在骨料样品脱水处理时搅拌骨料样品，并将脱水处理后的骨料样品传输至传送部件14。

在本发明实施例中，可以通过加热的方式实现骨料样品的脱水。在脱水过程中通过对骨料样品进行搅拌，可以使得骨料样品受热更加均匀，实现骨料样品充分快速的脱水，从而提升了脱水的效率，并且通过搅拌可以有效的防止骨料样品在脱水过程中结块，保证了脱水效果。

在本发明实施例中，图像采集部件15可以采用设置有镜头的工业相机。所选工业相机的帧率应满足图像采集的速度要求，工业相机可以通过数据线与用户终端17相连，传输图像到用户终端17进行图像的分析处理。

图像采集部件15设置在图像采集区域的侧边，在骨料样品下落至图像采集区域的过程中可能会造成图像采集部件15的镜头上附着灰尘，从而导致采集的数字图像不清晰，影响图像分析的准确性。为了提升图像分析的准确性，可以设置两台工业相机，具体可以参见图2所示的结构示意图。通过将两台工业相机的图像分析结果进行综合，进一步提升了图像分析的准确性。

为了保证采集到较为清晰的数字图像，可以在图像采集区域的两侧均设置透明隔板19；骨料样品落入两个透明隔板19形成的区域；图像采集部件15设置于透明隔板19的外侧。

在实际应用中，可以在透明隔板19的外侧，并且与图像采集部件15正对面的位置设置光源20。通过光源提供照明，以保证图像采集部件15采集到的数字图像更加清晰。

通过设置透明隔板19可以有效的隔离粉尘附着在图像采集部件15的镜头上，但是透明隔板19长时间使用也会附着粉尘，为了保证透明隔板19侧壁的清洁，可以在透明隔板19的上方设置清扫部件21，用于对透明隔板进行清灰处理。

在具体实现中，清扫部件21可以由风刀、传输管道以及设置在传输管道上的电磁阀组成。

风刀通过传输管道与提供压缩空气的气源相连；控制器11与电磁阀连接，用于控制电磁阀的导通，以利用风刀形成冲击风幕，对透明隔板19的侧壁进行清灰处理。

在本发明实施例中，为了及时对生产线设备存在的问题进行排查和调整，避免骨料产品不合格造成的经济损失，因此用户终端17还可以检测骨料样品的特性参数是否满足预设的参数标准范围。

每种类型的特性参数有其对应的参数标准范围。在本发明实施例中，为了便于区分，将不满足参数标准范围的特性参数称作目标特性参数。

特性参数的取值往往受生产线设备的设备参数的影响，因此，当存在不满足参数标准范围的目标特性参数时，可以调整与目标特性参数相对应的生产线设备的设备参数。

举例说明，当骨料样品的含粉率超过标准含粉率时，管理人员可以通过用户终端17调大生产线上的除尘装置的风量，从而提升除尘效果。

除了自动化调整生产线设备的设备参数外，也可以将骨料样品的实时检测结果通过用户终端17反馈给管理者，管理者可以选择人工控制。

例如，当骨料样品的细度模数与标准细度模数存在偏差时，可以人工选取其它孔径的筛网替换当前生产线上的筛网。

当骨料样品检测结果合格时，可以将成品转运至合格成品仓存储。若检测结果不合格，用户终端17可以将骨料成品信息、不合格产生原因及解决方案反馈至管理者。待生产线上的设备进行参数调整或者设备更换之后，可以将不合格品重新输送至生产线，直到合格。

通过用户终端对骨料样品的特性信息的实时检测，能够及时对生产线设备进行调整并对生产线设备进行问题排查，避免了骨料产品不合格造成的经济损失。

以上对本发明实施例所提供的一种骨料检测装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。