[发明专利]一种全尾砂膏体搅拌均质性在线监测系统与使用方法

说明书

本发明提供一种全尾砂膏体搅拌均质性在线监测系统与使用方法，属于矿山充填技术领域。该系统包括搅拌系统、图像获取及分析系统、反馈调节系统，搅拌系统设有连续式搅拌机等组件；图像获取及分析系统设有摄像机及图像分析软件等组件；反馈调节系统包括判定及调节等功能模块。该装置通过在连续式搅拌机出料口，添加图像获取装置，并将获取的图像进行分析判定，实现对膏体均质性实时监测及调控。基于该技术可建立生产远程监控，实现膏体充填的精细化制备。

技术领域

本发明涉及矿山充填技术领域，特别是指一种全尾砂膏体搅拌均质性在线监测系统与使用方法。

背景技术

在矿山充填领域中，基于连续式搅拌机制备均质性良好的膏体是一种常见充填技术，一定浓度的尾砂浆进入连续式搅拌机后，通过添加胶结剂、粗骨料及改性剂，在连续式搅拌机作用下搅拌均质，获得流动性良好且充填强度高的优质膏体。

目前基于连续式搅拌机制备膏体的充填工艺普遍存在如下问题：(1)膏体制备质量波动大；(2)膏体均质性检测困难，常规的流动性及压力测试滞后性严重；(3)制备好的膏体均质性波动大，致使充填质量无法保证；(4)无法形成有效的均质性监测，造成膏体搅拌过程无法实现快速调控。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种全尾砂膏体搅拌均质性在线监测系统与使用方法。该系统及方法基于图像分析，一方面实现了对搅拌过程的远程监控，另一方面该方法通过对搅拌质量转换成图片灰度分布标准偏差，真正实现了对膏体搅拌均质性评价的数字化。

该系统包括搅拌系统、图像获取及分析系统、反馈调节系统，搅拌系统设有连续式搅拌机；图像获取及分析系统设有摄像机及图像分析软件；反馈调节系统包括判定及调节功能模块；图像获取及分析系统连接搅拌系统，反馈调节系统通过图像获取及分析系统的数据对搅拌系统进行调节。

搅拌系统中的连续式搅拌机一端连接物料入料端，另一端为膏体出料端，其中，物料入料端为尾砂浆、胶凝材料及添加剂等的入料口。

图像获取及分析系统包括摄像机、计算机及图像分析软件等，其中，摄像机安装在连续式搅拌机膏体出料端，对准拍摄制备好后的膏体表观视频；计算机及图像分析软件用于存储数据，将摄像机拍摄的图像转换成图片，并且进行图片灰度分布标准偏差计算。

反馈调节系统用于调取图像获取及分析系统中计算得到的不同时间点图片灰度分布标准偏差，显示随时间变化的标准偏差散点图，并判定标准偏差是否超出稳定范围。

其中，调取不同时间点图片灰度分布标准偏差的时间间隔为8-15s；标准偏差散点图为以时间为X轴，标准偏差为Y轴，相邻点之间X轴增量为8-15s。

稳定范围是指连续两个及以上监测点的标准偏差不超过0.7-0.8，否则断定为膏体搅拌均质性差。

该全尾砂膏体搅拌均质性在线监测系统的使用方法，包括步骤如下：

1)图片获取：通过安设在连续式搅拌机膏体出料端的摄像机获取物料图像，并将图像按8-15s间隔分割成图片；

2)图片处理：将步骤1)中分割好的图片导入到图像分析软件中，分析图片灰度分布，并计算图片灰度分布标准偏差；

3)均质判断：利用步骤2)中获得的图片灰度分布标准偏差建立以时间为X轴、标准偏差为Y轴的标准偏差散点图，根据散点图的Y值变化作为膏体是否均质的判断标准。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案完全解决了矿山膏体搅拌均质性监测问题。该方法实现了对目前矿山主流的连续式膏体搅拌设备进行可视化、数字化搅拌质量监测，具有自动化程度高、速度快、实用性强，可为矿山膏体充填料浆制备质量控制提供技术指导，具有重要的实用价值和理论意义。适用于有色、黑色、贵金属、稀有金属等各种采用胶结充填的矿山企业。