一種帶有抓取物熱值測算裝置的抓斗機構及測算方法

2023-07-31 18:36:53

1.本發明涉及一種抓斗機構及測算方法，具體涉及一種帶有抓取物熱值測算裝置的抓斗機構及測算方法。


背景技術：

2.近年來，隨著我國經濟的快速發展，生活垃圾的產量也不斷增加。垃圾焚燒技術能夠真正地實現垃圾的減量化、無害化與資源化，是垃圾處理的發展方向。但垃圾焚燒面臨的最大問題是其成分複雜，無法在焚燒前計算入爐垃圾的熱值，垃圾給料速率的調節存在一定滯後性，容易導致燃燒不穩定，溫度波動大，爐膛受熱面易結焦等問題。
3.目前垃圾熱值的計算方法大致有：儀器抽樣測試(氧彈熱量法)、公式估計法以及利用圖像預測生活垃圾熱值的影響，並利用神經網絡建立垃圾熱值預測模型。但這些方法存在著誤差大、計算模型複雜難以應用、限制條件多等缺陷，難以實際應用。
4.比如中國專利文獻cn202110611275.9公開了一種基於熱成像圖的垃圾焚燒爐入爐垃圾熱值的實時測算方法，該方法利用不同垃圾組分在紅外波段圖像內顏色不同的原理，通過熱成像攝像機採集入爐垃圾的熱成像圖並人工標註形成數據集，通過神經網絡循環進行模型訓練，並結合模型輸出的垃圾分割體積與單位體積垃圾熱值計算，最終得到入爐垃圾的實時熱值。該方法採用的是圖像處理方法，適用於完全鋪展(不存在堆疊)的垃圾堆積方式，但受限於實際垃圾焚燒前的堆積狀態，對於下部被堆疊、遮掩住的垃圾組分無法取得有效圖像，因此難以應用於實際的垃圾熱值測算過程中。實際焚燒垃圾的組成具有隨機性，熱值無法直接精確測算會導致燃料與風量難以準確配合，易出現燃燒失穩、效率降低、汙染物大量生成等危害。
5.綜上，現有垃圾熱值的計算方法無法適用於垃圾焚燒前堆積狀態實時直接測算的問題。


技術實現要素：

6.本發明的目的是為了解決現有垃圾熱值的計算方法無法適用於垃圾焚燒前堆積狀態實時直接測算的問題。進而提供一種帶有抓取物熱值測算裝置的抓斗機構及測算方法。
7.本發明的技術方案是：一種帶有抓取物熱值測算裝置的抓斗機構包括x射線發射裝置、數據採集支撐組件、可升降抓斗吊杆、旋轉機構、x射線探測器和抓取組件，可升降抓斗吊杆豎直設置，抓取組件安裝在抓斗吊杆的下端，且抓取組件在抓斗吊杆的升降作用下實現上下升降，旋轉機構安裝在抓斗吊杆的上部，數據採集支撐組件與旋轉機構連接，x射線發射裝置和x射線探測器相對布置並均通過數據採集支撐組件與旋轉機構連接，且x射線發射裝置和x射線探測器在旋轉機構的作用下實現圓周方向的轉動。
8.進一步地，數據採集支撐組件包括x射線發射支撐件和x射線探測支撐件，x射線發射支撐件的一端與x射線發射裝置連接，x射線發射支撐件的另一端與旋轉機構連接，x射線
探測支撐件的一端與x射線探測器連接，x射線探測支撐件的另一端與旋轉機構連接。
9.進一步地，x射線發射支撐件包括第一支撐臂、第一液壓杆、第一滑塊支撐和第二液壓杆，第一支撐臂水平布置並與旋轉機構固定連接，第二液壓杆的一端與旋轉機構轉動連接，第二液壓杆的另一端向外側下部傾斜延伸與x射線發射裝置轉動連接，第一滑塊支撐滑動套裝在第二液壓杆的杆體上，第一液壓杆的一端與第一滑塊支撐轉動連接，第一液壓杆的另一端與第一支撐臂的下部轉動連接。
10.進一步地，x射線探測支撐件包括第二支撐臂、第三液壓杆、第二滑塊支撐和第四液壓杆，第二支撐臂水平布置並與旋轉機構固定連接，第四液壓杆的一端與旋轉機構轉動連接，第四液壓杆的另一端向外側下部傾斜延伸與x射線探測器轉動連接，第二滑塊支撐滑動套裝在第四液壓杆的杆體上，第三液壓杆的一端與第二支撐臂轉動連接，第三液壓杆的另一端與第二滑塊支撐之間轉動連接。
11.進一步地，旋轉機構包括旋轉電機、殼體、主動齒輪、至少一個輔助齒輪、限位軸承、從動齒輪和推力軸承，殼體為圓柱狀殼體，殼體的下端面設有圓形缺口，所述圓形缺口大於可升降抓斗吊杆的外徑，殼體套裝在可升降抓斗吊杆上，且殼體卡裝在推力軸承的上端，旋轉電機安裝在殼體內，旋轉電機的輸出軸與主動齒輪連接，從動齒輪套裝在可升降抓斗吊杆上，主動齒輪與從動齒輪相嚙合，至少一個輔助齒輪通過限位軸承安裝在殼體內，且至少一個輔助齒輪與從動齒輪相嚙合。
12.進一步地，抓取組件包括抓斗側板、兩個抓斗梁齒、抓取物防漏網、第一伸縮杆和第二伸縮杆，抓斗側板安裝在可升降抓斗吊杆的下端，抓斗側板的下端分別轉動安裝有一個抓斗梁齒，第一伸縮杆和第二伸縮杆的上端與抓斗側板的上端轉動連接，第一伸縮杆和第二伸縮杆的下端分別與一個抓斗梁齒轉動連接，第一伸縮杆和第二伸縮杆帶動兩個抓斗梁齒實現抓取和鬆開，抓取物防漏網安裝在兩個抓斗梁齒上。
13.進一步地，抓取組件還包括攪拌組件，攪拌組件包括攪拌電機、主動錐齒輪、從動錐齒輪、攪拌軸和攪拌槳，攪拌電機安裝在抓斗側板內，攪拌電機的輸出軸與主動錐齒輪連接，從動錐齒輪豎直連接，主動錐齒輪與從動錐齒輪相嚙合，攪拌軸與從動錐齒輪連接成一體，攪拌槳安裝在攪拌軸上。
14.進一步地，攪拌槳為多個槳葉，多個槳葉以環形陣列的方式均布在攪拌軸上。
15.進一步地，攪拌槳環形纏繞在攪拌軸上。
16.本發明還提供了一種使用帶有抓取物熱值測算裝置的抓斗機構的測算方法，它包括以下步驟：
17.步驟一：垃圾焚燒前的堆積抓取：
18.通過控制器控制可升降抓斗吊杆下降，對垃圾進行抓取，抓取後的垃圾呈堆積狀態並位於抓斗梁齒內，且被抓取物防漏網包裹；
19.步驟二：數據採集前的準備：
20.通過控制器控制可升降抓斗吊杆上升，調整x射線發射裝置和x射線探測器的相對位置；
21.步驟三：數據的採集；
22.通過x射線發射裝置和x射線探測器的協同作用生成3d圖像，對所採集到的3d圖像經過人工智慧組分識別，判斷其垃圾種類並進行3d圖像分割；
23.步驟四：數據的處理：
24.根據圖像的比例，計算各組分體積vi，單位為：m3，i為垃圾組分，比如：紙類i＝1、塑料類i＝2、布類i＝3、竹木i＝4、橡膠i＝5，由每種組分的平均熱值hi，單位為：kj/kg、密度ρi，單位為：kg/m3，確定該3d圖像所含所有物質的測量熱值h
mea
，單位為：kj/kg，其計算公式為：
[0025][0026]
由於x射線圖像識別無法測量組分的含水率，為了修正含水率對熱值產生的影響，採用如下三種方式中的其一計算含水率：
[0027]
第一種：通過抓斗稱重裝置，獲取抓斗組件內抓取的垃圾質量g；由3d圖像獲取每種垃圾組分的體積vi，ρi為該組分平均密度，此時含水率w計算公式為：
[0028][0029]
第二種：通過抓斗稱重裝置，獲取抓斗組件內抓取的垃圾質量g，單位為：kg，由3d圖像獲取垃圾體積v，單位為：m3，以此計算垃圾平均密度ρ，單位為：kg/m3；
[0030]
由人工抽樣檢測歷史數據獲取一段時間內的平均含水率與平均密度計算其比例係數k，此時含水率w計算公式為：
[0031][0032]
w＝ρk
×
100%
[0033]
第三種：通過抓斗稱重裝置，獲取抓斗組件內抓取的垃圾質量g，單位為：kg，由3d圖像獲取各組分垃圾體積vi，單位為：m3；
[0034]
由人工抽樣檢測歷史數據獲取一段時間內不同垃圾種類，紙類、塑料類、布類、竹木與橡膠的平均含水率數據wi，此時含水率w計算公式為：
[0035][0036]
在通過上述三種方式之一計算得出含水率w後，即可由下式確定該3d圖像所含所有物質的實際熱值h
act
，單位為：kj/kg：
[0037]hact
＝h
mea
×
(1-w)
[0038]
至此，完成了垃圾焚燒前處於堆積狀態時，對垃圾熱值測算。
[0039]
本發明與現有技術相比具有以下效果：
[0040]
1、本發明提供的抓斗機構能夠實現垃圾熱值的測算。
[0041]
現有垃圾焚燒電廠所用到的垃圾抓斗，僅能夠實行垃圾抓取工作，無法測算熱值。垃圾抓斗內的垃圾含有一定的水分，成分複雜且易變，相對於後段的焚燒爐來說，屬於一個盲盒，焚燒操作工人僅能在焚燒開始後，觀察燃燒狀況，憑藉經驗調整助燃空氣量，反應滯後。且易因初期燃燒狀況不佳，產生多種汙染物，如粉塵(pm2.5及pm10)、酸性氣體(nox、so2等)、不完全燃燒產物(co等)、微量有機化合物(二惡英、呋喃等)等。
[0042]
本發明提供的抓斗機構除能實行垃圾抓取的工作外，還能測算鬥內垃圾的熱值。
抓斗抓取垃圾後在移動至焚燒爐的過程中，x射線發射源發出不同能量的x射線，x射線穿透抓有垃圾的抓斗後，衰減的x射線在x射線接收器上轉換為記錄抓斗內垃圾信息的2d可見光單色灰度圖像。x射線發射源及x射線接收器旋轉一定角度後繼續採集，實現環繞垃圾抓斗掃描360
°
，完成圖像採集與計算機圖像存儲。在圖像處理中，從x射線2d圖像提取相應的高頻邊緣信息並賦予不同的色彩。經過相應算法後，可將存儲的多張2d圖像轉化形成含有垃圾信息的3d圖像。通過生成的3d圖像，經過人工智慧組分識別，判斷其垃圾種類(紙類i＝1、塑料類i＝2、布類i＝3、竹木i＝4、橡膠i＝5)並進行3d圖像分割，根據圖像的比例，計算各組分體積vi(m3)，由每種組分的平均熱值hi(kj/kg)、密度ρi(kg/m3)，確定其該3d圖像所含所有物質的測量熱值h
mea
(kj/kg)。其計算公式為：
[0043][0044]
但由於x射線圖像識別無法測量組分的含水率，為了修正含水率對熱值產生的影響，可以採用如下3種方式中的其一計算含水率：
[0045]
(1)通過對抓斗稱重，獲取抓斗抓取的垃圾質量g；由3d圖像獲取每種垃圾組分的體積vi,i為垃圾組分(紙類i＝1、塑料類i＝2、布類i＝3、竹木i＝4、橡膠i＝5)，ρi為該組分平均密度。此時含水率w計算公式為：
[0046][0047]
(2)通過對抓斗稱重，獲取抓斗抓取的垃圾質量g(kg)，由3d圖像獲取垃圾體積v(m3)，以此計算垃圾平均密度ρ(kg/m3)。由人工抽樣檢測歷史數據獲取一段時間內的平均含水率與平均密度計算其比例係數k。此時含水率w計算公式為：
[0048][0049]
w＝ρk
×
100%
[0050]
(3)通過對抓斗稱重，獲取抓斗抓取的垃圾質量g(kg)，由3d圖像獲取各組分垃圾體積vi(m3)；由人工抽樣檢測歷史數據獲取一段時間內不同垃圾種類(紙類、塑料類、布類、竹木與橡膠)的平均含水率數據wi。此時含水率w計算公式為：
[0051][0052]
計算得出含水率w後，即可由下式確定該3d圖像所含所有物質的實際熱值h
act
(kj/kg)
[0053]hact
＝h
mea
×
(1-w)
[0054]
測算得出鬥內垃圾的熱值後，焚燒操作工人可以在焚燒開始前精確計算助燃空氣量，避免了初期由於空氣量過多或者過少，導致燃燒狀況不佳產生的大量汙染物或者燃燒失穩、效率降低。
[0055]
2、本發明在抓斗經由料倉至焚燒爐之間即可獲取垃圾熱值，形成了垃圾焚燒前熱值的判定，將數據傳輸至垃圾焚燒控制室後，可以提前預判助燃空氣量。現有技術採用經驗控制助燃空氣量的方式，很容易造成：(1)缺氧燃燒，使煙氣中co濃度急劇增大，增加化學不
完全燃燒熱損失，引起飛灰含碳量增大，粉塵增多，燃燒效率下降，並且還原性氣體還會加劇鍋爐管壁的腐蝕；(2)過氧燃燒，溫度快速上升，在氧化氛圍下形成大量的氮氧化物、硫氧化物等汙染氣體。而採用本技術以後，根據抓斗給出的垃圾熱值測算結果，可以在焚燒前計算得出合適的助燃空氣量，防止缺氧或過氧燃燒。與現行運行方案相比，利於快速獲得最佳燃燒效果，大大減少汙染物排放。
附圖說明
[0056]
圖1是本發明的整體結構示意圖，此時的抓取組件處於抓取狀態。圖2是圖1的抓取組件處於鬆開狀態的示意圖。圖3是抓取組件的局部放大圖。圖4是圖3的側視圖。圖5是旋轉機構的剖視圖。圖6是圖像採集階段的流程示意圖。圖7是數據處理階段的流程示意圖。
具體實施方式
[0057]
具體實施方式一：結合圖1至圖5說明本實施方式，本實施方式的一種帶有抓取物熱值測算裝置的抓斗機構包括x射線發射裝置1、數據採集支撐組件、可升降抓斗吊杆2、旋轉機構3、x射線探測器4和抓取組件，可升降抓斗吊杆2豎直設置，抓取組件安裝在抓斗吊杆2的下端，且抓取組件在抓斗吊杆2的升降作用下實現上下升降，旋轉機構3安裝在抓斗吊杆2的上部，數據採集支撐組件與旋轉機構3連接，x射線發射裝置1和x射線探測器4相對布置並均通過數據採集支撐組件與旋轉機構3連接，且x射線發射裝置1和x射線探測器4在旋轉機構3的作用下實現圓周方向的轉動。
[0058]
本發明的抓斗機構在抓取垃圾後，通過x射線發射裝置1和x射線探測器4能夠實現數據的採集。尤其是對處於堆積狀態的垃圾掃描後，能夠看到垃圾的具體類別，如礦泉水瓶、水果核、木棍等，便於後期根據不同的垃圾類別進行分類。
[0059]
本實施方式的旋轉機構3能夠帶動x射線發射裝置1和x射線探測器4在圓周方向進行任意旋轉，保證了整個抓取組件中垃圾掃描的完整性。同時，本實施方式中的抓取組件內部還設置有具有攪拌功能的攪拌器，該攪拌器能夠將垃圾中看不清楚，或者不太確定的垃圾進行攪拌，便於清晰的確認垃圾的種類和類別，保證分類和數據採集的準確性。
[0060]
具體實施方式二：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式的數據採集支撐組件包括x射線發射支撐件和x射線探測支撐件，x射線發射支撐件的一端與x射線發射裝置1連接，x射線發射支撐件的另一端與旋轉機構3連接，x射線探測支撐件的一端與x射線探測器4連接，x射線探測支撐件的另一端與旋轉機構3連接。如此設置，便於根據實際需要，隨時靈活調整x射線發射裝置1和x射線探測器4的置位，保證數據採集的質量。其它組成和連接關係與具體實施方式一相同。
[0061]
具體實施方式三：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式的x射線發射支撐件包括第一支撐臂5、第一液壓杆6、第一滑塊支撐7和第二液壓杆8，第一支撐臂5水平布置並與旋轉機構3固定連接，第二液壓杆8的一端與旋轉機構3轉動連接，第二液壓杆8的另一端向外側下部傾斜延伸與x射線發射裝置1轉動連接，第一滑塊支撐7滑動套裝在第二液壓杆8的杆體上，第一液壓杆6的一端與第一滑塊支撐7轉動連接，第一液壓杆6的另一端與第一支撐臂5的下部轉動連接。如此設置，便於靈活的根據實際需要調整x射線發射裝置1在高度方向的位置。其它組成和連接關係與具體實施方式一或二相同。
[0062]
具體實施方式四：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式x射線探測支撐件包括第二支撐臂10、第三液壓杆11、第二滑塊支撐13和第四液壓杆12，第二支撐臂10水平布置並與旋轉機構3固定連接，第四液壓杆12的一端與旋轉機構3轉動連接，第四液壓杆12的另一端向外側下部傾斜延伸與x射線探測器4轉動連接，第二滑塊支撐13滑動套裝在第四液壓杆12的杆體上，第三液壓杆11的一端與第二支撐臂10轉動連接，第三液壓杆11的另一端與第二滑塊支撐13之間轉動連接。如此設置，便於根據實際需要調整x射線探測器4在豎直方向的位置。其它組成和連接關係與具體實施方式一、二或三相同。
[0063]
具體實施方式五：結合圖5說明本實施方式，本實施方式的旋轉機構3包括旋轉電機3-1、殼體3-2、主動齒輪3-3、至少一個輔助齒輪3-7、限位軸承3-4、從動齒輪3-5和推力軸承3-6，殼體3-2為圓柱狀殼體，殼體的下端面設有圓形缺口，所述圓形缺口大於可升降抓斗吊杆2的外徑，殼體3-2套裝在可升降抓斗吊杆2上，且殼體3-2卡裝在推力軸承3-6的上端，旋轉電機3-1安裝在殼體3-2內，旋轉電機3-1的輸出軸與主動齒輪3-3連接，從動齒輪3-5套裝在可升降抓斗吊杆2上，主動齒輪3-3與從動齒輪3-5相嚙合，至少一個輔助齒輪3-7通過限位軸承3-4安裝在殼體3-2內，且至少一個輔助齒輪3-7與從動齒輪3-5相嚙合。如此設置，通過電機調整x射線發射支撐件和x射線探測支撐件的位姿，結構簡單，轉動靈活。其它組成和連接關係與具體實施方式一至四中任意一項相同。
[0064]
具體實施方式六，結合圖1至圖5說明本實施方式，本實施方式的抓取組件包括抓斗側板14、兩個抓斗梁齒15、抓取物防漏網16、第一伸縮杆17和第二伸縮杆18，抓斗側板14安裝在可升降抓斗吊杆2的下端，抓斗側板14的下端分別轉動安裝有一個抓斗梁齒15，第一伸縮杆17和第二伸縮杆18的上端與抓斗側板14的上端轉動連接，第一伸縮杆17和第二伸縮杆18的下端分別與一個抓斗梁齒15轉動連接，第一伸縮杆17和第二伸縮杆18帶動兩個抓斗梁齒15實現抓取和鬆開，抓取物防漏網16安裝在兩個抓斗梁齒15上。如此設置，便於抓取垃圾。其它組成和連接關係與具體實施方式一至五中任意一項相同。
[0065]
具體實施方式七：結合圖1至圖5說明本實施方式，本實施方式的抓取組件還包括攪拌組件，攪拌組件包括攪拌電機19、主動錐齒輪20、從動錐齒輪21、攪拌軸22和攪拌槳23，攪拌電機19安裝在抓斗側板14內，攪拌電機19的輸出軸與主動錐齒輪20連接，從動錐齒輪21豎直連接，主動錐齒輪20與從動錐齒輪21相嚙合，攪拌軸22與從動錐齒輪21連接成一體，攪拌槳23安裝在攪拌軸22上。如此設置，當圖像採集看不完全垃圾，或者無法確定垃圾種類時，需要對垃圾進行翻轉，以此來清楚的判斷垃圾種類。其它組成和連接關係與具體實施方式一至六中任意一項相同。
[0066]
具體實施方式八：結合圖2說明本實施方式，本實施方式攪拌槳23為多個槳葉，多個槳葉以環形陣列的方式均布在攪拌軸22上。如此設置，此時的槳葉具有一定寬度，便於對不同層的垃圾進行轉動翻轉。其它組成和連接關係與具體實施方式一至七中任意一項相同。
[0067]
具體實施方式九：結合圖2說明本實施方式，本實施方式攪拌槳23環形纏繞在攪拌軸22上。如此設置，便於對垃圾進行輕微轉動，或者大範圍轉動。其它組成和連接關係與具體實施方式一至八中任意一項相同。
[0068]
抓斗在在垃圾池內抓取垃圾之前的移動過程中，通過旋轉機構上的吊環將與其連接的x射線發射裝置、數據採集支撐組件、x射線發射裝置支撐臂、可升降抓斗吊杆2、旋轉機
構3、第二支撐臂10提升至一定高度，以避免影響抓斗抓取垃圾的操作。
[0069]
抓斗抓取垃圾後在移動至焚燒爐的過程中，旋轉機構3及其相連部件下降至推力軸承3-4上。x射線高壓發生控制器在控制模塊的控制下，使x射線發射源發出x射線，x射線穿透抓有垃圾的抓斗，透視後衰減的x射線在x射線接收器上轉換為記錄抓斗內垃圾信息的可見光單色灰度圖像，完成圖像採集與計算機圖像存儲，x射線發射源及x射線接收器旋轉一定角度後，繼續採集，最終實現環繞垃圾抓斗掃描360
°
，將所有採集圖像經過圖像處理形成含有垃圾信息的3d圖像；控制模塊能夠控制x射線高壓發生器，以發射不同能量x射線；圖像採集能夠完成從不同能量的x射線圖像提取相應的高頻邊緣信息，並給高頻邊緣信息賦予不同的色彩；圖像處理是指通過圖像處理方法將多幅圖像中的信息疊加，可使不同材質的垃圾在一幅圖像中同時充分均衡地展現，並經過相應算法，由多張2d圖像轉化為3d圖像。
[0070]
通過生成的3d圖像，經過人工智慧組分識別，判斷其垃圾種類(如礦泉水瓶、水果核、木棍等)並進行3d圖像分割，根據圖像的比例，計算各組分體積，由每種組分的平均熱值，確定其該3d圖像所含物質平均熱值1；通過對抓斗稱重，獲取抓斗抓取的垃圾質量，由3d圖像獲取垃圾體積，以此計算垃圾平均密度1；由人工抽樣檢測歷史數據獲取平均熱值與平均密度數據，由人工智慧計算其相關因子；最終由平均熱值1、平均密度1以及相關因子，測算出抓斗內垃圾的修正熱值。
[0071]
垃圾都內也可以布置攪拌器，具體機構包括攪拌電機19、主動錐齒輪20、從動錐齒輪21、攪拌軸22和攪拌槳23。攪拌器的作用是單次熱值測算完成後，可以繼續通過攪拌器繼續攪拌，重新打亂內部垃圾的排列方式後，重新進行熱值測量，最終經過多次測量求取平均值。
[0072]
具體實施方式十：結合圖6和圖7說明本實施方式，本實施方式的測算方法，它包括以下步驟：
[0073]
步驟一：垃圾焚燒前的堆積抓取：
[0074]
通過控制器控制可升降抓斗吊杆2下降，對垃圾進行抓取，抓取後的垃圾呈堆積狀態並位於抓斗梁齒15內，且被抓取物防漏網16包裹；
[0075]
步驟二：數據採集前的準備：
[0076]
通過控制器控制可升降抓斗吊杆2上升，調整x射線發射裝置1和x射線探測器4的相對位置；
[0077]
步驟三：數據的採集；
[0078]
通過x射線發射裝置1和x射線探測器4的協同作用生成3d圖像，對所採集到的3d圖像經過人工智慧組分識別，判斷其垃圾種類並進行3d圖像分割；
[0079]
步驟四：數據的處理：
[0080]
根據圖像的比例，計算各組分體積vi，單位為：m3，i為垃圾組分，比如：紙類i＝1、塑料類i＝2、布類i＝3、竹木i＝4、橡膠i＝5，由每種組分的平均熱值hi，單位為：kj/kg、密度ρi，單位為：kg/m3，確定該3d圖像所含所有物質的測量熱值h
mea
，單位為：kj/kg，其計算公式為：
[0081][0082]
由於x射線圖像識別無法測量組分的含水率，為了修正含水率對熱值產生的影響，
採用如下三種方式中的其一計算含水率：
[0083]
第一種：通過抓斗稱重裝置，獲取抓斗組件內抓取的垃圾質量g；由3d圖像獲取每種垃圾組分的體積vi，ρi為該組分平均密度，此時含水率w計算公式為：
[0084][0085]
第二種：通過抓斗稱重裝置，獲取抓斗組件內抓取的垃圾質量g，單位為：kg，由3d圖像獲取垃圾體積v，單位為：m3，以此計算垃圾平均密度ρ，單位為：kg/m3；
[0086]
由人工抽樣檢測歷史數據獲取一段時間內的平均含水率與平均密度計算其比例係數k，此時含水率w計算公式為：
[0087][0088]
w＝ρk
×
100%
[0089]
第三種：通過抓斗稱重裝置，獲取抓斗組件內抓取的垃圾質量g，單位為：kg，由3d圖像獲取各組分垃圾體積vi，單位為：m3；
[0090]
由人工抽樣檢測歷史數據獲取一段時間內不同垃圾種類，紙類、塑料類、布類、竹木與橡膠的平均含水率數據wi，此時含水率w計算公式為：
[0091][0092]
在通過上述三種方式之一計算得出含水率w後，即可由下式確定該3d圖像所含所有物質的實際熱值h
act
，單位為：kj/kg：
[0093]hact
＝h
mea
×
(1-w)
[0094]
至此，完成了垃圾焚燒前處於堆積狀態時，對垃圾熱值測算。
[0095]
結合圖1至圖7說明本發明的工作原理：
[0096]
本發明與圖像測量法不同，x射線能夠穿透堆疊狀態的垃圾，探究其內部物質屬性。所述高壓發生器在控制模塊的控制下，使x射線發射源發出x射線，該x射線穿透抓有垃圾的抓斗，透視後衰減的x射線在x射線接收器上轉換為記錄抓斗內垃圾信息的可見光單色灰度圖像，完成圖像採集與計算機圖像存儲，x射線發射源及x射線接收器旋轉一定角度後，繼續採集，最終實現環繞垃圾抓斗掃描360
°
，將所有採集圖像經過圖像處理形成含有垃圾信息的3d圖像；所述控制模塊能夠控制x射線高壓發生器，以發射不同能量x射線；所述圖像採集能夠完成從不同能量的x射線圖像提取相應的高頻邊緣信息，並給高頻邊緣信息賦予不同的色彩；所述圖像處理，是指通過圖像處理方法將多幅圖像中的信息疊加，可使不同材質的垃圾在一幅圖像中同時充分均衡地展現，並經過相應算法，由多張2d圖像轉化為3d圖像。
[0097]
以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。