[实用新型]煤泥水混凝过程中絮体动态特征参数提取系统

说明书

煤泥水混凝过程中絮体动态特征参数提取系统，系统包括：调速搅拌器、搅拌叶轮、搅拌槽、沉降柱、LED光源、长焦摄像机、三维移动台、微量循环泵、计算机及图像处理软件。搅拌槽通过进样管与沉降柱相连，进样管上设置有旋拧阀，沉降柱的顶部侧面有出水口，底部设置排污口，底部侧面设置有进水口；通过微量循环泵将清水经进水口注入沉降柱；LED光源设置在沉降柱的一侧，长焦摄像机固定在三维移动台上位于沉降柱的另一侧与机器视觉LED光源相对；长焦摄像机通过数据线与图像处理系统连接。本实用系统可以在不破坏絮体的前提下快速获取混凝过程中的絮体图像或视频。

技术领域

本发明涉及一种煤泥水混凝过程中絮体动态特征参数提取系统，尤其适用于研究煤泥水混凝过程中絮体特征参数的动态变化规律。

背景技术

煤泥水处理一直是选煤界关注的重点和难点，特别是高泥化、难处理的煤泥水问题。煤泥水中含有黏土类矿物极易在水中泥化成微细颗粒，与细粒煤相互作用形成难沉降的悬浊液。混凝沉淀法是当前应用最广、效果最好的煤泥水处理方法，通过向悬浊液中添加无机阳离子凝聚剂和高分子絮凝剂的办法，使煤泥水中的固体颗粒聚集成大的絮体，从而促进煤泥水中固体物在浓缩机中快速沉降。

在煤泥水混凝处理中，絮体的性能是混凝效果的直接反映，是联系混凝过程和后续脱水的关键。絮体的大小和密度决定了其在混凝过程的沉降速度；絮体的强度决定了其在紊动水流中抵抗破坏的能力以及后续压滤脱水性能。从微观方面研究混凝过程，探索影响煤泥水各因素对絮体性能的影响规律，对于实现煤泥水混凝目的及洗水闭路循环具有重要意义。

目前，基于分形理论研究煤泥水混凝过程中絮体的特性对沉降效果的影响成为近年来研究的热点，然而在当前的研究中多采用显微摄像法、光散射法及激光粒度法获得絮体的特征参数，以上方法主要存在以下缺点：1)显微镜摄像法最明显缺点是需要取样且只能观察很少一部分絮体，絮体取样过程易破坏，为获得代表性结果，需要进行大量的实验；2)激光粒度法和光散射法在取样和测定过程中均不可避免地造成絮体的破坏，影响结果的准确性。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种在不破坏絮体的前提下，快速批量获得絮体图像或视频的煤泥水混凝过程中絮体动态特征参数提取系统。

技术方案：本发明的絮体动态特征参数提取系统包括调速搅拌器、搅拌叶轮、搅拌槽、沉降柱、LED光源、长焦摄像机、三维移动台、微量循环泵、计算机及图像处理软件；搅拌槽通过进样管与沉降柱相连，进样管上设置有旋拧阀，沉降柱的顶部侧面有出水口，底部设置排污口，底部侧面设置有进水口；通过微量循环泵将清水经进水口注入沉降柱；LED 光源设置在沉降柱的一侧，长焦摄像机固定在三维移动台上位于沉降柱的另一侧与LED光源相对；长焦摄像机通过数据线与图像处理系统连接。

一种使用上述系统的煤泥水混凝过程中絮体动态特征参数提取方法，包括如下步骤：

1)保持排污口(8)关闭，进水口(14)的旋拧阀和出水口(16)的旋拧阀打开的情况下，开启微量循环泵(11)将纯水通过进水橡胶管(13)和出水橡胶管(12)经进水口(14)注入沉降柱(4) 中直至注满后立即关闭微量循环泵(11)、进水口(14)和出水口(16)的旋拧阀；

2)调节三维移动台(7)使得长焦摄像机(6)对准沉降柱观测面，放置LED光源(3)于沉降柱(4)的另一观测面并使与长焦摄像机(6)正对，调节LED光源(3)至适宜亮度；

3)将数据线(9)连接至数据处理系统(10)，打开LED光源(3)、长焦摄像机(6)及数据处理系统(10)；

4)打开进样管(5)将直径为1mm的细铁丝垂直插入沉降柱(4)中，微调长焦摄像机(6) 至数据处理系统(10)中可以清楚看到铁丝边缘并拍照记录标尺；

5)关闭进样管(5)的旋拧阀，向搅拌槽(2)中加入配制所需浓度的悬浮液，开启调速搅拌器(1)调节至所需转速N，搅拌T时间后添加混凝剂；