Патент на изобретение №2371698

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА НЕОДНОРОДНОСТИ СМЕСИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу определения коэффициента неоднородности смеси трудноразделимых сыпучих материалов. Способ включает определение числа проб, минимально допустимого веса пробы, отбор проб смеси, нахождение концентрации ключевого компонента в пробе, вычисление коэффициента неоднородности смеси. При нахождении концентрации ключевого компонента, содержимое пробы вначале распределяют равномерным слоем на гладкой поверхности, фотографируют или сканируют. Затем проводят компьютерную обработку изображения, представляют его в виде массива чисел, каждый элемент которого выражен пикселем, значение которого соответствует цвету компонента. Далее выбирают диапазон значений пикселей и присваивают все пиксели, находящиеся в этом диапазоне, ключевому компоненту, а другому – все остальные пиксели, производят подсчет пикселей, соответствующих каждому компоненту, и определяют концентрацию ключевого компонента, по которой вычисляют коэффициент неоднородности смеси. Достигаемый при этом технический результат заключается в создании способа определения коэффициента неоднородности смеси для трудноразделимых компонентов с минимальными затратами времени.

Предлагаемое изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности.

Известен способ определения коэффициента неоднородности смеси включающий фотографирование фронтальной поверхности смеси, находящейся в смесителе, компьютерную обработку полученной фотографии, определение «плоскостного» коэффициента неоднородности смеси, расчет коэффициента неоднородности смеси [Л.В.Королев, М.Ю.Таршис. Метод оценки качества смешения сыпучих материалов по распределению частиц в плоском сечении рабочего объема / Известия вузов. Химия и химическая технология, 2002, том 45, вып 1, с 98-100].

К недостаткам данного способа следует отнести сложность расчета коэффициента неоднородности смеси по величине «плоскостного» коэффициента неоднородности смеси, а также неприменимость данного способа для смесителей с разреженными потоками, при отсутствии сплошного потока, а также в аппаратах, где невозможно сфотографировать поверхность полученной смеси без разборки смесителя.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ определения коэффициента неоднородности смеси, включающий определение числа проб, минимально допустимого веса пробы, отбор проб смеси, определение концентрации ключевого компонента в пробе с помощью разделения смеси рассевом на ситах или другими способами, с дальнейшим вычислением коэффициента неоднородности смеси [Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов / Ю.И.Макаров. – М.: Машиностроение, 1973. – 216 с.].

К недостаткам данного способа можно отнести сложность определения концентрации в случае трудноразделимых компонентов, большие временные затраты на получение конечного результата.

Задача предлагаемого изобретения – создание способа определения коэффициента неоднородности смеси для трудноразделимых компонентов с минимальными затратами времени (экспресс метода).

Поставленная задача достигается тем, что по способу определения коэффициента неоднородности смеси сыпучих материалов, включающему определение числа проб, минимально допустимого веса пробы, отбор проб смеси, нахождение концентрации ключевого компонента в пробе, вычисление коэффициента неоднородности смеси, при определении концентрации ключевого компонента содержимое пробы вначале распределяют равномерным слоем на гладкой поверхности, фотографируют и с помощью компьютерной обработки фотографии находят концентрацию ключевого компонента.

Способ определения коэффициента неоднородности смеси сыпучих материалов заключается в следующем.

По окончании процесса смешения по известной методике производится расчет числа проб, а также минимально допустимого веса пробы, отбор проб смеси. Для нахождения концентрации ключевого компонента вначале содержимое пробы равномерным слоем распределяют на гладкой поверхности, фотографируют или сканируют. После этого производится компьютерная обработка полученного изображения, например, с помощью функций Read математических программных продуктов Maple, Mathcad, Mathematica или других, которое представляется в виде массива чисел. Каждый элемент этого массива соответствует пикселу исходного изображения и имеет значение от 0 до 255. При этом считается, что к частицам одного материала (светлого) относятся пикселы от 0 до 127, а к другому (темному) от 128 до 255. Концентрация компонентов смеси в исследуемой пробе находится путем подсчета пикселей каждого цвета, что можно легко выполнить с помощью любой из перечисленных программ. После определения концентрации вычисляется коэффициент неоднородности смеси.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента неоднородности смеси трудноразделимых сыпучих материалов, включающий определение числа проб, минимально допустимого веса пробы, отбор проб смеси, нахождение концентрации ключевого компонента в пробе, вычисление коэффициента неоднородности смеси, отличающийся тем, что при нахождении концентрации ключевого компонента содержимое пробы вначале распределяют равномерным слоем на гладкой поверхности, фотографируют или сканируют, проводят компьютерную обработку изображения, представляют его в виде массива чисел, каждый элемент которого выражен пикселем, значение которого соответствует цвету компонента, выбирают диапазон значений пикселей и присваивают все пиксели, находящиеся в этом диапазоне, ключевому компоненту, а другому – все остальные пиксели, производят подсчет пикселей, соответствующих каждому компоненту, и определяют концентрацию ключевого компонента.