用於表明粒子流的特徵的系統和方法

2023-06-01 05:01:41

專利名稱：用於表明粒子流的特徵的系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種系統和方法用以表明粒子流的特徵，其中檢測至 少各單個粒子的形狀、尺寸或運動行為。
背景技術：
在粒子流中涉及一粉末狀至顆粒狀的散裝物料的流動，特別是谷 物、麵粉、糖、顏料、化學產品、藥品、放射灰塵、煤煙粒子、有機 色料粉末等。
在研磨顆粒狀物質例如小麥或糖時在一輥式破碎機座中在一對碾 輥的各碾輥之間破碎顆粒狀物質。為了獲得例如一確定的細度的麵粉 一般必須將碾磨物料多次導過一這樣的通道，同時在這期間通過風力 分選和篩選分級。這樣可以獲得例如具有不同的細度或不同的碾碎度 的麵粉。
一通道的碾磨作用主要取決於 一 對碾輥的兩碾輥之間的縫隙間 距。但也具有其它的輥式破碎機座工作參數影響通道的碾碎作用。因 此值得期望的是，得到在一確定的通道後流出的碾磨物料的特徵。如 果此時發生碾磨物料對一碾磨物料的額定特徵的偏差，則可以從該偏 差出發實施縫隙間距或必要時另 一輥式破碎機座工作參數的校正，以 便儘可能快地重新消除該偏差。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種系統和方法，其能夠在一輥式破碎 機座中表明粒子流、特別從一碾磨通道中流出的碾磨物料的特徵。
按照權利要求1所述的系統和按照權利要求33所述的方法達到該 目的。
本發明的系統包括一提取裝置用以從粒子流中取出 一樣品； 一顯 示部分用以輸送和顯示取出的樣品； 一檢測裝置用以檢測通過顯示部分輸送的樣品；和一分析裝置用以分析檢測的樣品。
本發明的方法具有以下步驟從粒子流中取出一樣品；在一顯示 部分中輸送和顯示取出的樣品；檢測通過顯示部分輸送的樣品；和分 析檢測的樣 品o
按這種方式可以獲得粒子流、特別從一碾磨通道中流出的碾磨物 料的特徵。
優選在提取裝置的下遊和在顯示部分上遊或顯示部分中設置一解 聚集部分用以分解樣品中的粒子料團。。由此防止由許多粒子構成的料 團被虛假地檢測和識別為大粒子。
提取裝置可以經由一氣動管道連接於顯示部分，使可以通過氣動 管道和顯示部分沿 一 流動路徑輸送樣品，按這種方式本發明的系統也 可以在碾磨廠內安裝在一遠離輥式破碎機座的位置，藉此增大在一碾 磨設備的設計時創造的自由度。
符合目的地顯示部分具有兩個對置的壁，在它們之間形成一間隙， 其中兩個對置的壁優選是相互平行設置的平面表面。
符合目的地上述的氣動管道在一通口區域內通入對置的各壁之間 形成的間隙內，其中流動路徑在通口區域內優選具有一方向變化。由 此引起在氣動管道的輸送氣體中隨帶的碾磨物料在管道壁上的碰撞， 這有助於可能存在的料團的解聚集。流動路徑的方向變化特別在30° 與90。之間並優選在80。與90°之間。這在隨帶的粒子上在其轉向碰撞 時導致特別大的衝量變化並從而導致一特別顯著的碰撞作用。
符合目的地檢測裝置具有一攝像機用以檢測電磁輻射或電》茲頻 率，特別是光頻率，其中攝像機優選指向間隙或向間隙對準。
按照第一方案，顯示部分的對置的各壁可以透過可被攝像機檢測 的電磁輻射、特別是光頻率。因此攝像機可以按選擇在間隙的任一側 設置在一壁的後面。
在該第 一設置中，攝像機在間隙的 一 側在間隙下遊設置在兩個能 透射的壁的其中一個上，並且一用於電磁輻射的能源、特別是光源， 為了可由攝像機檢測的電磁輻射，在間隙的另 一側在間隙下遊設置在
兩個能透射的壁的另 一個上，從而通過間隙輸送的樣品的粒子由電磁 輻射照射並且樣品的粒子的陰影或投影進入攝像機的視域。
按照第二方案，顯示部分的兩個對置的壁中第一壁可以透過可由 攝像機檢測的電磁輻射、特別是光頻率，而第二壁不能透過可由攝像 機檢測的電磁頻率、特別是光頻率並且是比樣品的粒子更強地吸光。
在該第二設置中，攝像機在間隙的 一側在間隙下遊設置在能透射 的壁上，並且一用於電磁輻射的能源、特別是光源，為了可由攝像機 檢測的電磁輻射，在間隙的同 一側在間隙下遊設置在能透射的壁上， 從而照射通過間隙輸送的樣品的粒子並且樣品的粒子的散射光或反射 進入攝像機的視域。
在此有利的是，第二壁的間隙側的表面比粒子的表面對由能源發 射的電磁輻射具有更強的吸收作用。由此確保，在間隙側的表面前面 運動的反射的粒子與由壁反射的光之間具有足夠多的反差，從而可以 輕而易舉地實現成像的粒子的檢測並且顯著地便於接著的圖像處理。 這在圖像處理時節省昂貴的和費時間的過濾過程。
在一有利的進一步發展中，分別為兩個對置的壁配置一淨化裝置， 藉此淨化裝置兩個對置的壁可以解除在其上粘附的粒子。這保證，無 過多的靜止的、亦即在一個或另一個壁上粘附的粒子在攝像機中成像。 在壁上粘附的粒子的粒子尺寸分布一般不同於在粒子流中隨帶的粒 子。如果在粒子流圖像信息的檢測和處理過程中能夠消除靜止的與運 動的粒子之間的區別，則因此應該定期實施一這樣的壁淨化，以便"抖 落，，在各壁上粘附的粒子。
淨化裝置是一振動源、特別是超聲波源，其分別與兩個對置的壁 剛性連接，以便可以使兩個壁處于振動。也將這種方案稱為淨化裝置 的"固體傳聲方案"。
或者，淨化裝置是一振動源、特別是超聲波源，藉此淨化裝置可 以使氣態的介質在兩個對置的壁之間振動。也將這種方案稱為淨化裝 置的"空氣傳聲方案"。
解聚集部分優選是在顯示部分的入口區域內的碰撞表面。除通過
碰撞和向料團的衝量傳遞的解聚集外，壁淨化裝置的空氣傳聲方案也 可以有助於空氣中隨帶的粒子的解聚集，其中必要時依次或同時以不 同的超聲波頻率工作。
流動路徑的方向變化優選處於顯示部分的入口區域中。因此在粒
子流的光檢測前不遠實現碰撞，從而粒子實際上是完全解聚集的。
在這方面還必須提到，還特別有利的是，在上遊在顯示部分前不
遠在氣動管道中設置多個孔，經由它們將外界空氣("混雜氣")吸入
以小的負壓工作的氣動管道中。該必要時脈動地混入的混雜氣也有助
於壁淨化和解聚集。
符合目的地顯示部分或"窗口"大於攝像機的視域，此時攝像機
則只檢測顯示部分的一部分區域。這能夠將攝像機在顯示區域內定位
在壁或窗口上的一個位置上，在該位置預期在粒子流內的一最小的粒
子偏析。
當顯示部分或窗口大於攝像機的視域時也可以多個攝像機分別檢 測顯示部分的一部分區域。由此在顯示部分內可以獲得不同位置的不 同的粒子流圖像的平均值。如果在不同的部分區域發生粒子流的偏析， 則可以通過該平均值實現一校正，藉此可以至少部分地補償這樣的偏 析，從而從各相應的粒子流圖像中平均的信息的總體對於在全部粒子 流中的粒子尺寸分布是有代表性的。
在一特別的實施形式中分別可按選擇控制多個攝像機，從而可使 用在圖像傳感器上的粒子流圖像的選擇的部分並可以取平均值。
或者顯示部分可以基本上符合攝像機的全視域，此時攝像機的圖 像傳感器則是按選擇可控制的，從而可使用在圖像傳感器上的粒子流 圖像的選擇的部分。優選純隨機地實現一這樣的選擇的控制，而且特 別通過藉助於隨機發生器的控制。
在一有利的進一步開發中為一輥式破碎機座配置本發明的系統並 且在碾輥通道後面包括多個沿一碾輥通道的軸向方向設置的提取裝
置，其中優選第一提取裝置設置在碾輥通道的第一軸向末端的區域內 和第二提取裝置設置在碾輥通道的第二軸向末端的區域內。由此可以
獲得作為沿一對碾輥的軸向位置的函數的碾碎度的信息。在沿一對碾
情況下，可以推斷出一對碾輥的各碾輥的定位誤差並進行校正。
符合目的地光源和攝像機連接於一控制裝置，該控制裝置可以同
步地接通和關閉光源和攝像機，從而實現一閃光儀拍攝的序列。也可
以設置多個光源或閃光儀-閃光燈裝置，可以同時但不同地操作它們，
而且特別在閃光持續時間和閃光強度方面。 分析裝置優選具有圖像處理系統。
該圖像處理系統具有裝置用於在通過攝像機以投影方式或以反射 方式成像的和檢測的粒子中區分運動的粒子與粘附在壁上的粒子。然 後在圖像處理時的評價中可以不考慮粘附在壁上的靜止的粒子，從而 只將運動的粒子用於評價。由此類似於以上所述，避免虛假的粒子流 的粒子尺寸分布。
在一輥式破碎機座上實施本發明的方法時優選在不同的位置從離 開碾輥通道的碾磨物料流中取出碾磨物料樣品，從而如以上所述，可 以獲得關於通道的 一對碾輥的相對的碾輥定位的信息。
然後優選在一徑向流動中通過顯示部分輸送這樣獲得的碾磨物料 樣品。在一這樣的徑向流動中徑向流速在徑向方向從內向外降^f氐。輸 送流體(例如氣動氣體)的加載徑向從內向外在相當大程度上是不變 的，亦即每單位體積的碾磨物料粒子的數量向外部那邊基本上也是不 變的，從而粒子堆疊的概率在投影圖或反射圖的圖像中沿徑向區域基 本上是不變的。於是在一檢測的部分區域的徑向定位時可以通過攝像 機的徑向移動在一方面一充分稠密的加載的碾磨物流以便取得一代表 性的圖像，與另 一 方面 一充分稀釋的碾磨物流以便在攝像機中保持粒 子圖像儘可能少的重疊(無"視覺的料團")，之間作出一最好的權衡。
通過可流入的混雜氣在檢測區域的位於徑向內部的部分中可以改 變輸送流體的加載。
為了節省圖像處理時的運算時間，絕對合理的是，只在部分區域 內檢測流過顯示部分的粒子流。有利地在首先進行第一部分的檢測的
第 一部分區域到緊接著進行另 一部分的檢測的至少另 一部分區域之間 的整個檢測的過程中至少變換一次。然後可以平均不同的檢測的部分 區域的評價結果，以便獲得整個粒子流的儘可能代表性的特徵。優選 隨機地選擇顯示部分的各個檢測的部分區域。
如以上所述，特別有利的是，在通過顯示部分輸送粒子流之前和/ 或過程中實現粒子流中的粒子料團的持續的解聚集。對此一方面在粒 子流流過顯示部分之前可以主要通過轉向和碰撞實現解聚集。另一方 面在粒子流流過顯示部分的過程中可以主要通過氣動的粒子流中的紊
流實現解聚集。
符合目的地，從取出直到顯示，氣動地輸送取出的樣品，其中優 選連續地實現樣品的提取、顯示、檢測和分析。因此通過表明通過碾 磨過程產生的粒子流特徵，取得對例如碾磨過程和碾磨物料的完美監 控。這可以以特別有利的方式用於碾磨過程，特別是用於碾磨縫隙的 校準。
符合目的地通過一系列閃光儀閃光以閃光方式實現連續的粒子樣 品流的檢測。
以下採用下列縮寫
V=氣動的介質的平均流速；
D=平均的粒子尺寸或粒子的平均粒子大小；
Dmi「一粒子的最小粒子尺寸；
D咖f粒子的最大粒子尺寸；
優選檢測藉助於一 系列閃光儀閃光實現，其具有由包括第 一接通 持續時間T1和第一光強度L1的靜止圖像閃光儀閃光構成的第一分系 列和由包括第二接通持續時間T2和第二光強度L2的飛行軌跡閃光儀 閃光構成的第二分系列，同時滿足下列關係T222T1。
一般人們對於一碾磨物料可以從Dmax《2Dmin出發。如果飛行軌跡 閃光儀閃光的接通持續時間T2是靜止圖像閃光儀閃光的接通持續時 間Tl的大約至少兩倍，則粒子的飛行軌跡閃光儀閃光圖始終不同於 一極細長的粒子的一靜止圖像閃光圖，其中Dmax=2Dmin。以此可以防
止， 一儘可能短的飛行軌跡的這樣的圖像在評價時與一靜止的細長的 粒子的圖像混淆。
優選在一靜止圖像閃光儀閃光與 一飛行軌跡閃光儀閃光之間的關
閉持續時間T3滿足關係2D<VT3。
藉此確保，碾磨物料粒子的圖像由於兩相繼的靜止圖像閃光儀閃 光相互不會重疊。這在好些圖像傳感器中，例如電荷耦合裝置(CCD) 中是有利的。
優選在靜止圖像閃光儀閃光與飛行軌跡閃光儀閃光之間的關閉持 續時間T3滿足關係2D<VT3<10D並特別滿足關係2D<VT3<7D。
這產生的結果是，對於一次作為靜止圖像和一次作為飛行軌跡成 像的運動的粒子，在相應的靜止圖像與相應的飛行軌跡之間的間距並 不過大，從而在運動的粒子的相應的靜止圖像與所屬的相應的飛行軌 跡之間的一明確的配置是可能的。
為了獲得運動的粒子的充分清晰的亦即幾乎"無模糊的"或"無 塗汙的"靜止圖像，靜止圖像閃光燈閃光的接通持續時間Tl應該滿 足關係VT1 D並特別滿足關係VT1<D/10。
為了取得清楚的飛行軌跡圖像，其可與極細長的粒子的靜止圖像 不混淆，飛行軌跡閃光4義閃光的接觸持續時間T2應該滿足VT2〉D並 特別滿足VT2S5D。
與上述的各特徵無關地有利的是，靜止圖像閃光儀閃光的光強度 Ll和飛行軌跡閃光儀閃光的光強度L2彼此是不同的。這同樣可以用 於區分由此產生的靜止圖像和飛行軌跡圖像。
粒子靜止圖像，可為其配置一粒子飛行軌跡，可以存儲於第一靜 止圖像存儲器中，從而對每一完成的靜止圖像閃光儀閃光和飛行軌跡 閃光儀閃光將相應的粒子靜止圖像信息存入一靜止圖像存儲器中。
在這種情況下可以統計地評價相繼的靜止圖像的粒子靜止圖像信 息，以便特別是確定平均的粒子尺寸D、其標準偏差和其統計的分布。 可以藉助於分布函數(微分的)或藉助於矩形圖(積分的)來描述。
本發明的系統可以用作表明碾磨物料的特徵的系統。其優選在一
碾磨廠中使用並且在那裡總是配置給一輥式破碎機座，以便表明相應 的碾磨物料(例如麵粉、糖、顏料等)的特徵。
符合目的地還為該輥式^皮碎才幾座配置
一比較裝置用於一檢測的碾磨物料特徵與一碾磨物料額定特徵的 比較；和
一調整裝置用於根據檢測的碾磨物料特徵與碾磨物料額定特徵之 間的偏差校準縫隙間距或必要時校準另一輥式破碎機座工作參數。
這能夠實現特別是碾磨廠中的輥式破碎機座的碾輥縫隙的控制和 調整。


由現在以下藉助附圖的描述得出本發明的其他的優點、特徵和應 用可能性，而並不限於這些實施形式，其中
圖1 一本發明的系統的一部分的示意剖視圖，以便說明碾磨物 流的過程；
圖2本發明的系統的另一部分的方框圖，以便說明其用於檢測
和處理碾磨物料信息的裝置；
圖3說明碾磨物料信息的檢測和處理的一部分；以及 圖4 示出碾磨物料信息的檢測和處理的一特殊的方面。
具體實施例方式
圖1示出一本發明的系統的一部分的示意剖視圖，以便說明碾磨 物流的過程。 一對碾輥2、 4構成一輥式石皮碎機座的碾磨通道6。用黑 點示意表示的碾磨物料1,其例如涉及具有在幾百nm範圍內的粒子尺 寸的小麥麵粉，在其在碾磨通道6中磨碎以後進入一漏鬥8，該漏鬥 通入一氣動管道18中。經由該氣動管道18將碾磨物料1向一間隙10 輸送，該間隙在第一壁20與第二壁22之間延伸，它們相互平行定位。 碾磨物料l在一通口區域19內流入間隙10中並接著從該通口區域19 徑向向外運動，以便進入一過渡區域28,通過該區域將碾磨物料氣動 地和通過重力向下輸送並進入另一氣動管道30。
在第一方案中(投影方案)在透光的壁20的上方設有一攝像機
12,其指向間隙IO。在透光的壁22的下面設有一光源24,其通過兩 個壁20、 22照射間隙10。攝像機12檢測由碾磨物料粒子1在其圖^象 傳感器上投射的陰影。
在第二方案中(反射方案，未示出)光源24按選擇可以在透光的 壁20的上方設置在攝像機12的旁邊。在這種情況下下壁22是不透光 的並且在間隙10的側面上具有一黑暗的表面。攝像機12檢測由碾磨 物料粒子1在其圖像傳感器上反射的或散射的光。
光源24作為閃光儀工作。因此碾磨物料粒子的陰影(第一方案) 或碾磨物料粒子的圖像(第二方案)在攝像機12的圖像傳感器上作為 靜止圖像成像。這些碾磨物料流靜止圖像在間隙10中形成碾磨物料流 的瞬時拍攝。將該圖像信息供給一在攝像機12之後連接的圖像處理系 統14,在其中處理碾磨物流靜止圖像，以便可以作為關於碾磨物料粒 子的尺寸分布的統計說明。
在通口區域19內設有一碰撞板形式的解聚集部分16。經由氣動 管道18送來的碾磨物料粒子1撞擊該碰撞板16並接著在其進入兩平 行壁20、 22之間的間隙10之前通過輸送空氣經歷一約90。的轉向。 藉此有效地分解碾磨物料粒子中的料團，並且解聚集的碾磨物料粒子 進入間隙10中。因此防止由於料團在碾磨物料中造成虛假的碾磨物料 特徵。
在通口區域19內還設有一孔38，其圍繞氣動管道18成環形延伸。 通過該孔38外界空氣或"混雜氣，，進入間隙，因為以微小的負壓操作 氣動管道18、 28和30。通過該混雜氣孔38進入的混雜氣淨化壁20、 22的內面並由此防止間隙10的堵塞。
氣動管道30又通入離開輥式破碎機座的管道(未示出)。因此取 出的碾磨物料樣品1經由一吸入支管(未示出)又輸給碾磨機，以便 必要時繼續磨碎、篩選或風力分選。圖1中該返回碾磨循環的"吸出" 通過一吸塵器36示意地表示。
在氣動管道30中還設有一支管32，其構成吸塵器36的旁通管路。 該支管32包括一節流閥34，借其可調節支管32的流動阻力。因此可
以調整由吸塵器36和支管32構成的並聯線路的總流動阻力並從而調 整氣動管道18、 28和30中的流速。換言之通過支管32的節流閥可以 改變碾磨機(或"吸塵器"36)的抽吸功率。藉此抽吸功率的細調是 可能的。
為了本發明的系統的最好的操作以便表明碾磨物料的特徵， 一方 面碾磨物料密度不應過大。另一方面碾磨物料速度、閃光燈24的閃光 持續時間和閃光強度以及攝像機12的靈敏度和光解析度必須相互匹 配，以便取得碾磨物料粒子的充分明亮和清晰的陰影或圖像。
由於碾磨物料在板20、 22之間的間隙10中徑向從內向外流動， 所以碾磨物料密度和徑向流速徑向從內向外降低。因此人們可以通過 攝像機位置和燈位置在徑向方向在透光的壁20上方在預定的氣動管 道18、 28、 32中的流動狀況下採用一最好的粒子密度和粒子流速用以 檢測和分析圖像信息。
與徑向的攝像機位置和燈位置無關，也可以經由漏鬥在碾輥通道 6下方的定位和/或漏鬥口的尺寸調整粒子密度。
間隙10中的粒子密度以及粒子流速的調整也可以通過間隙間距 的調整，亦即通過壁20、 20之間的間距的調整來實現。
因此本發明的系統在粒子密度和粒子流速的調整時具有一大的自 由度，其粗調主要通過漏鬥8的位置、間隙10中的壁間距和經由孔 38的混雜氣供給量來實現，而細調主要經由支管32中的節流閥34實 現。
除通過混雜氣供給實現的壁20、22的粗淨化外，還可以通過振動、 特別是通過超聲波來實現各壁的附加的精淨化，此時可以直接和/或間 接經由間隙10中的空氣使壁20、 22振動(固體傳聲或空氣傳聲)。一 持續的淨化，或更確切地說一持續的保持清潔是重要的，以便除運動 的碾磨物料粒子以靜止圖像的形式外無過多的靜止的碾磨物料粒子由 攝像機檢測。這可能一方面導致虛假的碾磨物料的特徵，因為粘附在 壁上的粒子的尺寸分布一般可能不同於輸送的碾磨物料的粒子尺寸分 布。另一方面過多的粘附在各壁上的碾磨物料粒子導致在攝像機的視
域內的很高的粒子密度並從而導致碾磨物料粒子的陰影或圖像的眾多 的重疊。
圖2是本發明的系統的另一部分的方框圖，以便說明其用於檢測 和處理碾磨物料信息的裝置。光源24位於間隙10的右邊，而攝像機 12在其左邊(投影方案)。在這裡未示出透光的壁20、 22 (見圖1)。 光源24與攝像機12經由 一時間匹配發生器26相同步，從而得到 一 閃 光儀24、 26和一攝像機，該攝像機的接通持續時間與閃光儀是同步的。 攝像機12因此拍攝碾磨物料粒子的陰影的靜止圖像。攝像機12的信 號輸出端連接於一計算機14，在其上實現碾磨物料靜止圖像的圖像處 理和統計分析(參見圖3)。藉助於時間匹配發生器或節拍發生器26 可以任意選擇閃光燈24的閃光持續時間和攝像機12的接通持續時間 (參見圖4)。
圖3示出碾磨物料圖像信息的檢測和處理的一部分。攝像機12 中檢測的圖像可能或多或少是完善的，亦即是清晰的靜止圖像。在攝 像機向間隙10中的粒子聚焦以後，粒子圖像或粒子陰影的清晰也還取 決於粒子流速。由於間隙10中一般不存在層流並且也不一定是預期的 (紊流可以起解聚集)，不同的碾磨物料粒子在顯示部分或在攝像機 12的視域內有時具有相當不同的速度。這樣可能發生，好些粒子圖像 是清晰的而另一些是模糊的或沿粒子流速的方向是塗汙的。
為了檢測首先必須在攝像機12的視域內造成間隙的儘可能均勻 的照射。這特別對於反射方案是重要的，因為否則可能導致在由粒子 反射的光與由不透光的壁22(未示出)反射的光之間的一微小的反差。
除所述間隙10的儘可能均勻的照射和同樣所述向間隙的儘可能 對準的聚焦外，還應該注意一充分的景深，以便即使在較大的大於一 釐米的間隙間距時也可在整個間隙寬度上實現一充分清晰的圖像。
也可以有利的是，調整一特別小的約0.2至2mm的景深。藉此為 了評價只檢測檢測區域的一部分區域(清晰的圖像的平面)，在該區域 內在流體流中隨帶粒子。通過這樣的"光濾出"可以將在檢測區域內 運動的粒子的總數減到一靜態重要的數量。這例如是重要的，以便在
相當大程度上排除粒子圖像或陰影圖的重疊。
當採取全部這些措施並且是優化的時，仍可以進一步處理這樣獲
得的攝像機12的圖像傳感器的原圖像。
如圖3中所示，為此攝像機的原圖像經數字處理(像素過濾器)。 對此首先校正粒子圖像中和圖像背景中或粒子陰影中的不均勻的照射 或亮度。
緊接著選擇清晰的粒子或粒子圖像，其然後供給進一步的評價。 一般可以由此出發，即該選擇對於全部粒子圖像的總體是代表性的。 如果其不是這種情況，則可以利用多個攝像機在間隙10的不同的部部 分區域內工作並且取原圖像或由其選擇的清晰的粒子圖像或粒子陰影 的平均值。
然後測量粒子或粒子圖像或粒子陰影並且取體積近似值。對此一 般由此出發，即在一典型的穀物碾磨產品中(例如小麥、大麥、黑麥) 一碾磨物料粒子的最大的尺寸Dmax與一碾磨物料粒子的最小的尺寸 D^的區別幾乎不大於2倍，亦即DmaxS2Dmin。例如可以使用一粒子 圖像或一粒子陰影的最小尺寸a和最大尺寸b並由此確定平均值M= (a+b ) /2，其又乘以一適合於通用的碾磨物料粒子形狀的幾何因子或 形狀因子k ,從而作為體積近似值得到V=函數(a ， b ) =km3=k[(a+b)/23。或者體積也可以通過函數V=ka2b來近似。由於在 當前的情況下待檢驗的粒子具有一扁平狀的形狀，也有可能由粒子的 投影面積取代體積，亦即第三尺寸(厚度)是不變的並一起納入幾何 常數k中。
然後統計地評價這樣由處理的粒子圖像或粒子陰影獲得的平均的 粒子尺寸m或體積近似值V並在一柱狀圖中描述。
圖4示出光碾磨物料信息的檢測和處理的一特殊的方面。垂直軸 示出閃光強度L。水平軸示出時間t。隨時間的閃光分布顯示一短時的 強的靜止圖像閃光儀閃光和一稍後完成的飛行軌跡閃光儀閃光。由於 兩相繼的靜止圖像閃光儀閃光之間的時間間隔可以大於一 閃光儀閃光 的接通持續時間的百倍或甚至千倍，所以間斷地示出時間軸。
可以藉助於一 系列的閃光儀閃光實現粒子圖像或粒子陰影的檢
測，其具有由包括第一接通持續時間T1和第一光強度L1的靜止圖像 閃光儀閃光構成的第一分系列和由包括第二接通持續時間T2》2T1和 第二光強度L2<L1的飛行軌跡閃光儀閃光構成的第二分系列。
在靜止圖像閃光儀閃光與飛行軌跡閃光儀閃光之間的關閉持續時 間T3滿足關係2D<VT3<10D並特別滿足關係2D<VT3<7D。
為了充分清晰地亦即取得實際上運動的碾磨物料粒子的"無模糊 的"或"無塗汙的"靜止圖像，靜止圖像閃光儀閃光的接通持續時間 Tl應該滿足關係VT1 D並特別滿足關係VT1<D/10。
為了取得明確的飛行軌跡圖像，其可與極細的碾磨物料粒子的靜 止圖像不混淆，飛行軌跡閃光儀閃光的接通持續時間T2應該滿足關 系VT2>D並特別滿足關係VT2》5D。
與上述的各特徵無關有利的是，靜止圖像閃光儀閃光的光強度L1 和飛行軌跡閃光儀閃光的光強度L2彼此是不同的。這同樣可以用於 由此產生的靜止圖像和飛行軌跡圖像的區分。
粒子靜止圖像，可為其配置一粒子飛行軌跡，可以存儲於第一靜 止圖像存儲器中，從而對每一完成的靜止圖像閃光儀閃光和飛行軌跡 閃光儀閃光將相應的粒子靜止圖像信息存入一靜止圖像存儲器中。
附圖標記清單
1 碾磨物料樣品/粒子信息
2 碾輥 4 碾輥
6 碾輥通道
8 提取裝置，漏鬥
10 顯示部分，間隙
12 電磁輻射的檢測裝置，攝像機
14 分析裝置，圖像處理系統
16解聚集部分，碰撞表面
18氣動管道
19通口區域
20第一壁
22第二壁
24電磁輻射的能源，光源
26控制裝置，時間匹配發生器
28過渡區域
30氣動管道
32旁通管路，支管
34節流閥
36吸入支管，吸塵器(返回碾磨機)
38混雜氣孔
LI第一光強度
L2第二光強度
Tl第一接通持續時間
T2第二接通持續時間
T3關閉持續時間
D平均的碾磨物料粒子的粒子尺寸
Dmin碾磨物料粒子的最小粒子尺寸
Dmax碾磨物料粒子的最大粒子尺寸
權利要求
1.用於表明粒子流的粒子的特徵的系統，該系統具有一提取裝置(8)用以從粒子流中取出一樣品(1)；一顯示部分(10)用以輸送和顯示取出的樣品(1)；一檢測裝置(12、24)用以檢測通過顯示部分(10)輸送的樣品(1)；和一分析裝置(14)用以分析檢測的樣品(1)。
2. 按照權利要求1所述的系統，其特徵在於，在提取裝置(8) 的下遊和在顯示部分(10 )上遊或顯示部分中設置一解聚集部分(16 ) 用以分解樣品(1)中的粒子料團。
3. 按照權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，提取裝置(8) 經由一氣動管道(18)連接於顯示部分(10)，使得樣品(1)可以通 過氣動管道(18)和顯示部分(10)沿一流動路徑輸送。
4. 按照權利要求1至3之一項所述的系統，其特徵在於，顯示部 分(10)具有兩個對置的壁(20、 22)，在它們之間形成一間隙。
5. 按照權利要求4所述的系統，其特徵在於，兩個對置的壁(20、 22)具有相互平行設置的平面表面。
6. 按照權利要求4或5所述的系統，其特徵在於，氣動管道(18) 在一通口區域(19)內通入對置的各壁(20、 22)之間形成的間隙(10) 內。
7. 按照權利要求6所述的系統，其特徵在於，在通口區域(19) 內流動路徑具有一方向變化。
8. 按照權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述方向變化在 30°與90°之間。
9. 按照權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述方向變化在 80°與90°之間。
10. 按照權利要求1至9之一項所述的系統，其特徵在於，檢測 裝置具有一攝像機(12)用以檢測電磁輻射或電磁頻率、特別是光頻
11. 按照權利要求IO所述的系統，其特徵在於，攝像機(12)指 向間隙(10)。
12. 按照權利要求10或11所述的系統，其特徵在於，顯示部分 (10)的對置的各壁(20、 22)可以透過可被攝像機(12)檢測的電磁輻射、特別是光頻率。
13. 按照權利要求12所述的系統，其特徵在於，攝像機(12)在 間隙(10)的一側在間隙下遊設置在兩個能透射的壁的其中一個(20) 上，並且一用於電磁輻射的能源(24)、特別是光源，為了可由攝像機(12)檢測的電磁輻射，在間隙(10)的另一側在間隙下遊設置在兩 個能透射的壁的另 一個(22 )上，從而通過間隙(10 )輸送的樣品(1 ) 的粒子由電磁輻射照射並且樣品(1 )的粒子的陰影或投影進入攝像機(12)的視域。
14. 按照權利要求10或11所述的系統，其特徵在於，顯示部分 (10)的兩個對置的壁(20、 22)中第一壁(20)可以透過可由攝像機(12)檢測的電磁輻射、特別是光頻率，而第二壁(22)不能透過 可由攝像機(12)檢測的電磁頻率、特別是光頻率並且是比樣品的粒 子更強地吸光。
15. 按照權利要求14所述的系統，其特徵在於，攝像機(12)在 間隙(10)的一側在間隙下遊設置在能透射的壁(20)上，並且一用 於電磁輻射的能源(24)、特別是光源，為了可由攝像機(12)檢測的 電磁輻射，在間隙(10)的同一側在間隙下遊設置在能透射的壁(20) 上，從而照射通過間隙(10)輸送的樣品(1)的粒子並且樣品(1) 的粒子的散射光或反射進入攝像機(12)的視域。
16. 按照權利要求15所述的系統，其特徵在於，第二壁(22)的 間隙側的表面比粒子的表面對由能源(24)發射的電磁輻射具有更強 的吸收作用。
17. 按照權利要求12至16之一項所述的系統，其特徵在於，為 兩個對置的壁(20、 22)分別配置一淨化裝置，藉此淨化裝置兩個對 置的壁可以解除在其上粘附的粒子。
18. 按照權利要求17所述的系統，其特徵在於，淨化裝置是一振 動源、特別是超聲波源，其分別與兩個對置的壁剛性連接，以便可以 使兩個壁(20、 22)處于振動。
19. 按照權利要求17所述的系統，其特徵在於，淨化裝置是一振 動源、特別是超聲波源，藉此淨化裝置可以使氣態的介質在兩個對置 的壁(20、 22)之間振動。
20. 按照權利要求2至19所述的系統，其特徵在於，解聚集部分 (16)是一在顯示部分(10)的入口區域內的碰撞表面。
21. 按照權利要求20所述的系統，其特徵在於，流動路徑的方向 變化處於顯示部分(10)的入口區域內。
22. 按照權利要求3至21之一項所述的系統，其特徵在於，顯示 部分(10)大於攝像機(12)的視域並且攝像機只檢測顯示部分的一 部分區域。
23. 按照權利要求3至21之一項所述的系統，其特徵在於，顯示 部分(10)大於攝像機(12)的視域並且多個攝像機分別檢測顯示部 分的一部分區域。
24. 按照權利要求23所述的系統，其特徵在於，多個攝像機是可 按選擇分別控制的，從而可使用在攝像機圖像傳感器上的粒子流圖像 的選擇的部分。
25. 按照權利要求3至21之一項所述的系統，其特徵在於，顯示 部分(10)基本上對應於攝像機(12)的視域並且攝像機的圖像傳感 器是可按選擇控制的，從而可使用在攝像機圖像傳感器上的粒子流圖 像的選擇的部分。
26. 按照權利要求24或25所述的系統，其特徵在於，選擇的控 制可以隨機地、特別經由一隨機發生器控制地實現。
27. 按照權利要求20至26之一項所述的系統，其特徵在於，光 源(24)和攝像機(12)連接於一控制裝置(26)，該控制裝置可以同 步地接通和關閉光源(24 )和攝像機(12 )，從而實現一閃光儀拍攝的 序列。
28. 按照權利要求20至27之一項所述的系統，其特徵在於，分 析裝置(14)具有一圖像處理系統。
29. 按照權利要求28所述的系統，其特徵在於，圖像處理系統具 有裝置用於在通過攝像機以投影方式或以反射方式成像的和檢測的粒 子中區分運動的粒子與粘附在壁(20、 22)上的粒子。
30. 按照權利要求1至26之一項所述的系統，其特徵在於，該系 統用於表明一從一輥式破碎機座中流出的粒子流的特徵，其中提取裝 置(8)設置在通過一對碾輥(2、 4)構成的碾輥通道(6)的後面， 並且其中粒子流是一碾磨物料流和樣品是一碾磨物料樣品。
31. 按照權利要求30所述的系統，其特徵在於，該系統在碾輥通 道的後面具有多個沿碾軸通道(6)的軸向方向設置的提取裝置(8)。
32. 按照權利要求31所述的系統，其特徵在於，該系統在碾輥通 道(6 )的第 一軸向末端的區域內具有第 一提取裝置以及在碾輥通道(6 ) 的第二軸向末端的區域內具有第二提取裝置。
33. 用於表明一粒子流的粒子的特徵的方法，特別是在應用一按 照權利要求1至32之一項所述的系統的情況下，包括下列步驟從粒子流中取出 一樣品； 在一顯示部分內輸送和顯示取出的樣品； 檢測通過顯示部分輸送的樣品；和 分析檢測的樣品。
34. 按照權利要求33所述的方法，其特徵在於，通過顯示部分在 一徑向流動中輸送樣品。
35. 按照權利要求33或34所述的方法，其特徵在於，只在部分 區域內檢測流過顯示部分的碾磨物料樣品。
36. 按照權利要求35所述的方法，其特徵在於，在首先進行第一 部分的檢測的第一部分區域到緊接著進行另一部分的檢測的至少另一 部分區域之間的整個檢測的過程中至少變換 一 次。
37. 按照權利要求35或36所述的方法，其特徵在於，隨機地選擇顯示部分的各個檢測的部分區域。
38. 按照權利要求33至37之一項所述的方法，其特徵在於，在 通過顯示部分輸送樣品之前和/或過程中實現樣品中的粒子料團的解 聚集。
39. 按照權利要求38所述的方法，其特徵在於，在樣品流過顯示 部分之前主要通過轉向和碰撞實現解聚集。
40. 按照權利要求38所述的方法，其特徵在於，在樣品流過顯示 部分的過程中主要通過氣動的粒子流中的紊流實現解聚集。
41. 按照權利要求35至40之一項所述的方法，其特徵在於，從 取出直到顯示，氣動地輸送取出的樣品。
42. 按照權利要求35至41之一項所述的方法，其特徵在於，連 續地實現樣品的提取、顯示、檢測和分析。
43. 按照權利要求42所述的方法，其特徵在於，通過一系列閃光儀閃光以閃光方式實現連續的粒子樣品流的檢測。
44. 按照權利要求43所述的方法，其特徵在於，檢測藉助於一系 列閃光儀閃光實現，其具有由包括第一接通持續時間Tl和第一光強 度Ll的靜止圖像閃光儀閃光構成的第一分系列和由包括第二接通持 續時間T2和第二光強度L2的飛行軌跡閃光儀閃光構成的第二分系 列，同時滿足下列關係T2》2T1。
45. 按照權利要求44所述的方法，其特徵在於，靜止圖像閃光儀 閃光的光強度Ll和飛行軌跡閃光儀閃光的光強度L2彼此是不同的。
46. 按照權利要求44或45所述的方法，其特徵在於，可配置一 粒子飛行軌跡的粒子靜止圖像存儲於第一靜止圖像存儲器中，從而對 每次完成的靜止圖像閃光儀閃光和飛行軌跡閃光儀閃光將粒子靜止圖 像信息存入一靜止圖像存儲器中。
47. 按照權利要求46所述的方法，其特徵在於，統計地評價相繼 的靜止圖像的粒子靜止圖像信息，以便特別是確定平均的粒子尺寸D、 其標準偏差和其統計的分布。
48. 按照權利要求33至47之一項所述的方法，其特徵在於，該6方法用於表明一從一輥式破碎機座中流出的粒子流的特徵，其中在從通過一對碾輥(2、 4)構成的碾輥通道(6)流出粒子流時提取樣品， 並且其中粒子流是一碾磨物料流並且樣品是一碾磨物料樣品。
49. 按照權利要求32所述的方法，其特徵在於，在不同的位置從 離開碾輥通道的碾磨物料流中取出碾磨物料樣品。
50. 輥式破碎機座，其特徵在於，為該輥式破碎機座配置一按照 權利要求30至32之一項所述的碾磨物料的特徵表明系統(8、 10、 12、 14、 24)用以表明碾磨物料流的特徵。
51. 按照權利要求48所述的輥式破碎機座，其特徵在於，為該輥 式{皮碎一幾座還配置一比較裝置用於一檢測的碾磨物料特徵與一碾磨物料額定特徵的 比較；和一調整裝置用於根據檢測的碾磨物料特徵與碾磨物料額定特徵之 間的偏差調整縫隙間距或必要時調整其它的輥式破碎機座工作參數。
全文摘要
本發明涉及一種系統，用於在一具有通過一對碾輥(2、4)構成的碾輥通道(6)的輥式破碎機座中表明一粒子流的特徵，例如表明碾磨物料、特別是磨碎的穀物的特徵，其中該系統具有一在碾輥通道(6)後面的提取裝置(8)用以從離開碾輥通道(6)的碾磨物料流中取出一碾磨物料樣品(1)；一顯示部分(10)用以輸送和顯示取出的碾磨樣品(1)；一檢測裝置(12、24)用以檢測通過顯示部分輸送的碾磨物料樣品(1)；和一分析裝置(14)用以分析檢測的碾磨物料樣品(1)。
文檔編號G01N33/10GK101171513SQ200580049688
公開日2008年4月30日 申請日期2005年7月21日 優先權日2005年5月2日
發明者A·呂埃格, D·皮耶裡, J·利斯納, P·蓋斯比勒 申請人:比勒股份公司