專利名稱：用于表明粒子流的特征的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)和方法用以表明粒子流的特征，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(shù)：
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、面粉、糖、顏料、化學產(chǎn)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(zhì)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(zhì)。為了獲得例如一確定的細度的面粉 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 的面粉。
一通道的碾磨作用主要取決于 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(shù)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后流出的碾磨物料的特征。如 果此時發(fā)生碾磨物料對一碾磨物料的額定特征的偏差，則可以從該偏 差出發(fā)實施縫隙間距或必要時另 一輥式破碎機座工作參數(shù)的校正，以 便盡可能快地重新消除該偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種系統(tǒng)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征。
按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)和按照權(quán)利要求33所述的方法達到該 目的。
本發(fā)明的系統(tǒng)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(fā)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 料的特征。
優(yōu)選在提取裝置的下游和在顯示部分上游或顯示部分中設(shè)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(gòu)成的料 團被虛假地檢測和識別為大粒子。
提取裝置可以經(jīng)由一氣動管道連接于顯示部分，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(fā)明的系統(tǒng)也 可以在碾磨廠內(nèi)安裝在一遠離輥式破碎機座的位置，借此增大在一碾 磨設(shè)備的設(shè)計時創(chuàng)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(yōu)選是相互平行設(shè)置的平面表面。
符合目的地上述的氣動管道在一通口區(qū)域內(nèi)通入對置的各壁之間 形成的間隙內(nèi)，其中流動路徑在通口區(qū)域內(nèi)優(yōu)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， 這有助于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。之間并優(yōu)選在80。與90°之間。這在隨帶的粒子上在其轉(zhuǎn)向碰撞 時導致特別大的沖量變化并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(yōu)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(cè) 設(shè)置在一壁的后面。
在該第 一設(shè)置中，攝像機在間隙的 一 側(cè)在間隙下游設(shè)置在兩個能 透射的壁的其中一個上，并且一用于電磁輻射的能源、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(cè)在間隙下游設(shè)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 輻射照射并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、特別是光頻率并且是比樣品的粒子更強地吸光。
在該第二設(shè)置中，攝像機在間隙的 一側(cè)在間隙下游設(shè)置在能透射 的壁上，并且一用于電磁輻射的能源、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(cè)在間隙下游設(shè)置在能透射的壁上， 從而照射通過間隙輸送的樣品的粒子并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(cè)的表面比粒子的表面對由能源發(fā) 射的電磁輻射具有更強的吸收作用。由此確保，在間隙側(cè)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(xiàn)成像的粒子的檢測并且顯著地便于接著的圖像處理。 這在圖像處理時節(jié)省昂貴的和費時間的過濾過程。
在一有利的進一步發(fā)展中，分別為兩個對置的壁配置一凈化裝置， 借此凈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于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(qū)別，則因此應該定期實施一這樣的壁凈化，以便"抖 落，，在各壁上粘附的粒子。
凈化裝置是一振動源、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。也將這種方案稱為凈化裝置 的"固體傳聲方案"。
或者，凈化裝置是一振動源、特別是超聲波源，借此凈化裝置可 以使氣態(tài)的介質(zhì)在兩個對置的壁之間振動。也將這種方案稱為凈化裝 置的"空氣傳聲方案"。
解聚集部分優(yōu)選是在顯示部分的入口區(qū)域內(nèi)的碰撞表面。除通過
碰撞和向料團的沖量傳遞的解聚集外，壁凈化裝置的空氣傳聲方案也 可以有助于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(yōu)選處于顯示部分的入口區(qū)域中。因此在粒
子流的光檢測前不遠實現(xiàn)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，在上游在顯示部分前不
遠在氣動管道中設(shè)置多個孔，經(jīng)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
于壁凈化和解聚集。
符合目的地顯示部分或"窗口"大于攝像機的視域，此時攝像機
則只檢測顯示部分的一部分區(qū)域。這能夠?qū)z像機在顯示區(qū)域內(nèi)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(nèi)的一最小的粒
子偏析。
當顯示部分或窗口大于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(qū)域。由此在顯示部分內(nèi)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(qū)域發(fā)生粒子流的偏析， 則可以通過該平均值實現(xiàn)一校正，借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于在全部粒子 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并可以取平均值。
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(yōu)選純隨機地實現(xiàn)一這樣的選擇的控制，而且特 別通過借助于隨機發(fā)生器的控制。
在一有利的進一步開發(fā)中為一輥式破碎機座配置本發(fā)明的系統(tǒng)并 且在碾輥通道后面包括多個沿一碾輥通道的軸向方向設(shè)置的提取裝
置，其中優(yōu)選第一提取裝置設(shè)置在碾輥通道的第一軸向末端的區(qū)域內(nèi) 和第二提取裝置設(shè)置在碾輥通道的第二軸向末端的區(qū)域內(nèi)。由此可以
獲得作為沿一對碾輥的軸向位置的函數(shù)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并進行校正。
符合目的地光源和攝像機連接于一控制裝置，該控制裝置可以同
步地接通和關(guān)閉光源和攝像機，從而實現(xiàn)一閃光儀拍攝的序列。也可
以設(shè)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(xù)時間和閃光強度方面。 分析裝置優(yōu)選具有圖像處理系統(tǒng)。
該圖像處理系統(tǒng)具有裝置用于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(qū)分運動的粒子與粘附在壁上的粒子。然 后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 只將運動的粒子用于評價。由此類似于以上所述，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(fā)明的方法時優(yōu)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(guān)于通道的 一對碾輥的相對的碾輥定位的信息。
然后優(yōu)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(nèi)向外降^f氐。輸 送流體(例如氣動氣體)的加載徑向從內(nèi)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(shù)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(qū)域基 本上是不變的。于是在一檢測的部分區(qū)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 子圖像盡可能少的重疊(無"視覺的料團")，之間作出一最好的權(quán)衡。
通過可流入的混雜氣在檢測區(qū)域的位于徑向內(nèi)部的部分中可以改 變輸送流體的加載。
為了節(jié)省圖像處理時的運算時間，絕對合理的是，只在部分區(qū)域 內(nèi)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(qū)域到緊接著進行另 一部分的檢測的至少另 一部分區(qū)域之間 的整個檢測的過程中至少變換一次。然后可以平均不同的檢測的部分 區(qū)域的評價結(jié)果，以便獲得整個粒子流的盡可能代表性的特征。優(yōu)選 隨機地選擇顯示部分的各個檢測的部分區(qū)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(xiàn)粒子流中的粒子料團的持續(xù)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(zhuǎn)向和碰撞實現(xiàn)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(xiàn)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(yōu) 選連續(xù)地實現(xiàn)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(chǎn)生的粒子流特征，取得對例如碾磨過程和碾磨物料的完美監(jiān) 控。這可以以特別有利的方式用于碾磨過程，特別是用于碾磨縫隙的 校準。
符合目的地通過一系列閃光儀閃光以閃光方式實現(xiàn)連續(xù)的粒子樣 品流的檢測。
以下采用下列縮寫
V=氣動的介質(zhì)的平均流速；
D=平均的粒子尺寸或粒子的平均粒子大??；
Dmi「一粒子的最小粒子尺寸；
D咖f粒子的最大粒子尺寸；
優(yōu)選檢測借助于一 系列閃光儀閃光實現(xiàn)，其具有由包括第 一接通 持續(xù)時間T1和第一光強度L1的靜止圖像閃光儀閃光構(gòu)成的第一分系 列和由包括第二接通持續(xù)時間T2和第二光強度L2的飛行軌跡閃光儀 閃光構(gòu)成的第二分系列，同時滿足下列關(guān)系T222T1。
一般人們對于一碾磨物料可以從Dmax《2Dmin出發(fā)。如果飛行軌跡 閃光儀閃光的接通持續(xù)時間T2是靜止圖像閃光儀閃光的接通持續(xù)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于 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， 一盡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(yōu)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(guān)
閉持續(xù)時間T3滿足關(guān)系2D<VT3。
借此確保，碾磨物料粒子的圖像由于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(yōu)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(guān)閉持 續(xù)時間T3滿足關(guān)系2D<VT3<10D并特別滿足關(guān)系2D<VT3<7D。
這產(chǎn)生的結(jié)果是，對于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并 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 涂污的"靜止圖像，靜止圖像閃光燈閃光的接通持續(xù)時間Tl應該滿 足關(guān)系VT1 D并特別滿足關(guān)系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(xù)時間T2應該滿足VT2〉D并 特別滿足VT2S5D。
與上述的各特征無關(guān)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 于區(qū)分由此產(chǎn)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，可以存儲于第一靜 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(tǒng)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(tǒng)計的分布。 可以借助于分布函數(shù)(微分的)或借助于矩形圖(積分的)來描述。
本發(fā)明的系統(tǒng)可以用作表明碾磨物料的特征的系統(tǒng)。其優(yōu)選在一
碾磨廠中使用并且在那里總是配置給一輥式破碎機座，以便表明相應 的碾磨物料(例如面粉、糖、顏料等)的特征。
符合目的地還為該輥式^皮碎才幾座配置
一比較裝置用于一檢測的碾磨物料特征與一碾磨物料額定特征的 比較；和
一調(diào)整裝置用于根據(jù)檢測的碾磨物料特征與碾磨物料額定特征之 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(shù)。
這能夠?qū)崿F(xiàn)特別是碾磨廠中的輥式破碎機座的碾輥縫隙的控制和 調(diào)整。


由現(xiàn)在以下借助附圖的描述得出本發(fā)明的其他的優(yōu)點、特征和應 用可能性，而并不限于這些實施形式，其中
圖1 一本發(fā)明的系統(tǒng)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(fā)明的系統(tǒng)的另一部分的方框圖，以便說明其用于檢測
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(fā)明的系統(tǒng)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(gòu)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范圍內(nèi)的粒子尺 寸的小麥面粉，在其在碾磨通道6中磨碎以后進入一漏斗8，該漏斗 通入一氣動管道18中。經(jīng)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(qū)域19內(nèi)流入間隙10中并接著從該通口區(qū)域19 徑向向外運動，以便進入一過渡區(qū)域28,通過該區(qū)域?qū)⒛肽ノ锪蠚鈩?地和通過重力向下輸送并進入另一氣動管道30。
在第一方案中(投影方案)在透光的壁20的上方設(shè)有一攝像機
12,其指向間隙IO。在透光的壁22的下面設(shè)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(shè)置在攝像機12的旁邊。在這種情況下下壁22是不透光 的并且在間隙10的側(cè)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之后連接的圖像處理系 統(tǒng)14,在其中處理碾磨物流靜止圖像，以便可以作為關(guān)于碾磨物料粒 子的尺寸分布的統(tǒng)計說明。
在通口區(qū)域19內(nèi)設(shè)有一碰撞板形式的解聚集部分16。經(jīng)由氣動 管道18送來的碾磨物料粒子1撞擊該碰撞板16并接著在其進入兩平 行壁20、 22之間的間隙10之前通過輸送空氣經(jīng)歷一約90。的轉(zhuǎn)向。 借此有效地分解碾磨物料粒子中的料團，并且解聚集的碾磨物料粒子 進入間隙10中。因此防止由于料團在碾磨物料中造成虛假的碾磨物料 特征。
在通口區(qū)域19內(nèi)還設(shè)有一孔38，其圍繞氣動管道18成環(huán)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進入的混雜氣凈化壁20、 22的內(nèi)面并由此防止間隙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(jīng)由一吸入支管(未示出)又輸給碾磨機，以便 必要時繼續(xù)磨碎、篩選或風力分選。圖1中該返回碾磨循環(huán)的"吸出" 通過一吸塵器36示意地表示。
在氣動管道30中還設(shè)有一支管32，其構(gòu)成吸塵器36的旁通管路。 該支管32包括一節(jié)流閥34，借其可調(diào)節(jié)支管32的流動阻力。因此可
以調(diào)整由吸塵器36和支管32構(gòu)成的并聯(lián)線路的總流動阻力并從而調(diào) 整氣動管道18、 28和30中的流速。換言之通過支管32的節(jié)流閥可以 改變碾磨機(或"吸塵器"36)的抽吸功率。借此抽吸功率的細調(diào)是 可能的。
為了本發(fā)明的系統(tǒng)的最好的操作以便表明碾磨物料的特征， 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(xù)時間和閃光強度以及攝像機12的靈敏度和光分辨率必須相互匹 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。
由于碾磨物料在板20、 22之間的間隙10中徑向從內(nèi)向外流動， 所以碾磨物料密度和徑向流速徑向從內(nèi)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中的流動狀況下采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(guān)，也可以經(jīng)由漏斗在碾輥通道 6下方的定位和/或漏斗口的尺寸調(diào)整粒子密度。
間隙10中的粒子密度以及粒子流速的調(diào)整也可以通過間隙間距 的調(diào)整，亦即通過壁20、 20之間的間距的調(diào)整來實現(xiàn)。
因此本發(fā)明的系統(tǒng)在粒子密度和粒子流速的調(diào)整時具有一大的自 由度，其粗調(diào)主要通過漏斗8的位置、間隙10中的壁間距和經(jīng)由孔 38的混雜氣供給量來實現(xiàn)，而細調(diào)主要經(jīng)由支管32中的節(jié)流閥34實 現(xiàn)。
除通過混雜氣供給實現(xiàn)的壁20、22的粗凈化外，還可以通過振動、 特別是通過超聲波來實現(xiàn)各壁的附加的精凈化，此時可以直接和/或間 接經(jīng)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(xù)的凈化，或更確切地說一持續(xù)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征，因為粘附在 壁上的粒子的尺寸分布一般可能不同于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(nèi)的很高的粒子密度并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(fā)明的系統(tǒng)的另一部分的方框圖，以便說明其用于檢測 和處理碾磨物料信息的裝置。光源24位于間隙10的右邊，而攝像機 12在其左邊(投影方案)。在這里未示出透光的壁20、 22 (見圖1)。 光源24與攝像機12經(jīng)由 一時間匹配發(fā)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(xù)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 號輸出端連接于一計算機14，在其上實現(xiàn)碾磨物料靜止圖像的圖像處 理和統(tǒng)計分析(參見圖3)。借助于時間匹配發(fā)生器或節(jié)拍發(fā)生器26 可以任意選擇閃光燈24的閃光持續(xù)時間和攝像機12的接通持續(xù)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中的粒子聚焦以后，粒子圖像或粒子陰影的清晰也還取 決于粒子流速。由于間隙10中一般不存在層流并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(nèi)有時具有相當不同的速度。這樣可能發(fā)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涂污的。
為了檢測首先必須在攝像機12的視域內(nèi)造成間隙的盡可能均勻 的照射。這特別對于反射方案是重要的，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的盡可能均勻的照射和同樣所述向間隙的盡可能 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于一 厘米的間隙間距時也可在整個間隙寬度上實現(xiàn)一充分清晰的圖像。
也可以有利的是，調(diào)整一特別小的約0.2至2mm的景深。借此為 了評價只檢測檢測區(qū)域的一部分區(qū)域(清晰的圖像的平面)，在該區(qū)域 內(nèi)在流體流中隨帶粒子。通過這樣的"光濾出"可以將在檢測區(qū)域內(nèi) 運動的粒子的總數(shù)減到一靜態(tài)重要的數(shù)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。
當采取全部這些措施并且是優(yōu)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(jīng)數(shù)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，其然后供給進一步的評價。 一般可以由此出發(fā)，即該選擇對于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(qū)域內(nèi)工作并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。
然后測量粒子或粒子圖像或粒子陰影并且取體積近似值。對此一 般由此出發(fā)，即在一典型的谷物碾磨產(chǎn)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(qū)別幾乎不大于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并由此確定平均值M= (a+b ) /2，其又乘以一適合于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(shù)(a ， b ) =km3=k[(a+b)/23?；蛘唧w積也可以通過函數(shù)V=ka2b來近似。由于在 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)是不變的并一起納入幾何 常數(shù)k中。
然后統(tǒng)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并在一柱狀圖中描述。
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后完成的飛行軌跡閃光儀閃光。由于 兩相繼的靜止圖像閃光儀閃光之間的時間間隔可以大于一 閃光儀閃光 的接通持續(xù)時間的百倍或甚至千倍，所以間斷地示出時間軸。
可以借助于一 系列的閃光儀閃光實現(xiàn)粒子圖像或粒子陰影的檢
測，其具有由包括第一接通持續(xù)時間T1和第一光強度L1的靜止圖像 閃光儀閃光構(gòu)成的第一分系列和由包括第二接通持續(xù)時間T2》2T1和 第二光強度L2<L1的飛行軌跡閃光儀閃光構(gòu)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(guān)閉持續(xù)時 間T3滿足關(guān)系2D<VT3<10D并特別滿足關(guān)系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"無涂污的"靜止圖像，靜止圖像閃光儀閃光的接通持續(xù)時間 Tl應該滿足關(guān)系VT1 D并特別滿足關(guān)系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(xù)時間T2應該滿足關(guān) 系VT2>D并特別滿足關(guān)系VT2》5D。
與上述的各特征無關(guān)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。這同樣可以用于 由此產(chǎn)生的靜止圖像和飛行軌跡圖像的區(qū)分。
粒子靜止圖像，可為其配置一粒子飛行軌跡，可以存儲于第一靜 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，漏斗
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(tǒng)
16解聚集部分，碰撞表面
18氣動管道
19通口區(qū)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(fā)生器
28過渡區(qū)域
30氣動管道
32旁通管路，支管
34節(jié)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(xù)時間
T2第二接通持續(xù)時間
T3關(guān)閉持續(xù)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(quán)利要求
1.用于表明粒子流的粒子的特征的系統(tǒng)，該系統(tǒng)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(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在提取裝置(8) 的下游和在顯示部分(10 )上游或顯示部分中設(shè)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(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，提取裝置(8) 經(jīng)由一氣動管道(18)連接于顯示部分(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(quán)利要求1至3之一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，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(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，兩個對置的壁(20、 22)具有相互平行設(shè)置的平面表面。
6. 按照權(quán)利要求4或5所述的系統(tǒng)，其特征在于，氣動管道(18) 在一通口區(qū)域(19)內(nèi)通入對置的各壁(20、 22)之間形成的間隙(10) 內(nèi)。
7. 按照權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，在通口區(qū)域(19) 內(nèi)流動路徑具有一方向變化。
8. 按照權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述方向變化在 30°與90°之間。
9. 按照權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述方向變化在 80°與90°之間。
10. 按照權(quán)利要求1至9之一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，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(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其特征在于，攝像機(12)指 向間隙(10)。
12. 按照權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)，其特征在于，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(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，攝像機(12)在 間隙(10)的一側(cè)在間隙下游設(shè)置在兩個能透射的壁的其中一個(20) 上，并且一用于電磁輻射的能源(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(cè)在間隙下游設(shè)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并且樣品(1 )的粒子的陰影或投影進入攝像機(12)的視域。
14. 按照權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)，其特征在于，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、特別是光頻率并且是比樣品的粒 子更強地吸光。
15. 按照權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，攝像機(12)在 間隙(10)的一側(cè)在間隙下游設(shè)置在能透射的壁(20)上，并且一用 于電磁輻射的能源(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(cè)在間隙下游設(shè)置在能透射的壁(20) 上，從而照射通過間隙(10)輸送的樣品(1)的粒子并且樣品(1) 的粒子的散射光或反射進入攝像機(12)的視域。
16. 按照權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，第二壁(22)的 間隙側(cè)的表面比粒子的表面對由能源(24)發(fā)射的電磁輻射具有更強 的吸收作用。
17. 按照權(quán)利要求12至16之一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，為 兩個對置的壁(20、 22)分別配置一凈化裝置，借此凈化裝置兩個對 置的壁可以解除在其上粘附的粒子。
18. 按照權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，凈化裝置是一振 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(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，凈化裝置是一振 動源、特別是超聲波源，借此凈化裝置可以使氣態(tài)的介質(zhì)在兩個對置 的壁(20、 22)之間振動。
20. 按照權(quán)利要求2至19所述的系統(tǒng)，其特征在于，解聚集部分 (16)是一在顯示部分(10)的入口區(qū)域內(nèi)的碰撞表面。
21. 按照權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，流動路徑的方向 變化處于顯示部分(10)的入口區(qū)域內(nèi)。
22. 按照權(quán)利要求3至21之一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，顯示 部分(10)大于攝像機(12)的視域并且攝像機只檢測顯示部分的一 部分區(qū)域。
23. 按照權(quán)利要求3至21之一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，顯示 部分(10)大于攝像機(12)的視域并且多個攝像機分別檢測顯示部 分的一部分區(qū)域。
24. 按照權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，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(quán)利要求3至21之一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，顯示 部分(10)基本上對應于攝像機(12)的視域并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(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其特征在于，選擇的控 制可以隨機地、特別經(jīng)由一隨機發(fā)生器控制地實現(xiàn)。
27. 按照權(quán)利要求20至26之一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，光 源(24)和攝像機(12)連接于一控制裝置(26)，該控制裝置可以同 步地接通和關(guān)閉光源(24 )和攝像機(12 )，從而實現(xiàn)一閃光儀拍攝的 序列。
28. 按照權(quán)利要求20至27之一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，分 析裝置(14)具有一圖像處理系統(tǒng)。
29. 按照權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其特征在于，圖像處理系統(tǒng)具 有裝置用于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(qū)分運動的粒子與粘附在壁(20、 22)上的粒子。
30. 按照權(quán)利要求1至26之一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系 統(tǒng)用于表明一從一輥式破碎機座中流出的粒子流的特征，其中提取裝 置(8)設(shè)置在通過一對碾輥(2、 4)構(gòu)成的碾輥通道(6)的后面， 并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(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)在碾輥通 道的后面具有多個沿碾軸通道(6)的軸向方向設(shè)置的提取裝置(8)。
32. 按照權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)在碾輥通 道(6 )的第 一軸向末端的區(qū)域內(nèi)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(qū)域內(nèi)具有第二提取裝置。
33. 用于表明一粒子流的粒子的特征的方法，特別是在應用一按 照權(quán)利要求1至32之一項所述的系統(tǒng)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(nèi)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(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，通過顯示部分在 一徑向流動中輸送樣品。
35. 按照權(quán)利要求33或34所述的方法，其特征在于，只在部分 區(qū)域內(nèi)檢測流過顯示部分的碾磨物料樣品。
36. 按照權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，在首先進行第一 部分的檢測的第一部分區(qū)域到緊接著進行另一部分的檢測的至少另一 部分區(qū)域之間的整個檢測的過程中至少變換 一 次。
37. 按照權(quán)利要求35或36所述的方法，其特征在于，隨機地選擇顯示部分的各個檢測的部分區(qū)域。
38. 按照權(quán)利要求33至37之一項所述的方法，其特征在于，在 通過顯示部分輸送樣品之前和/或過程中實現(xiàn)樣品中的粒子料團的解 聚集。
39. 按照權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，在樣品流過顯示 部分之前主要通過轉(zhuǎn)向和碰撞實現(xiàn)解聚集。
40. 按照權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，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(xiàn)解聚集。
41. 按照權(quán)利要求35至40之一項所述的方法，其特征在于，從 取出直到顯示，氣動地輸送取出的樣品。
42. 按照權(quán)利要求35至41之一項所述的方法，其特征在于，連 續(xù)地實現(xiàn)樣品的提取、顯示、檢測和分析。
43. 按照權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，通過一系列閃光儀閃光以閃光方式實現(xiàn)連續(xù)的粒子樣品流的檢測。
44. 按照權(quán)利要求43所述的方法，其特征在于，檢測借助于一系 列閃光儀閃光實現(xiàn)，其具有由包括第一接通持續(xù)時間Tl和第一光強 度Ll的靜止圖像閃光儀閃光構(gòu)成的第一分系列和由包括第二接通持 續(xù)時間T2和第二光強度L2的飛行軌跡閃光儀閃光構(gòu)成的第二分系 列，同時滿足下列關(guān)系T2》2T1。
45. 按照權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于，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(quán)利要求44或45所述的方法，其特征在于，可配置一 粒子飛行軌跡的粒子靜止圖像存儲于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(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，統(tǒng)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(tǒng)計的分布。
48. 按照權(quán)利要求33至47之一項所述的方法，其特征在于，該6方法用于表明一從一輥式破碎機座中流出的粒子流的特征，其中在從通過一對碾輥(2、 4)構(gòu)成的碾輥通道(6)流出粒子流時提取樣品， 并且其中粒子流是一碾磨物料流并且樣品是一碾磨物料樣品。
49. 按照權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，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，其特征在于，為該輥式破碎機座配置一按照 權(quán)利要求30至32之一項所述的碾磨物料的特征表明系統(tǒng)(8、 10、 12、 14、 24)用以表明碾磨物料流的特征。
51. 按照權(quán)利要求48所述的輥式破碎機座，其特征在于，為該輥 式{皮碎一幾座還配置一比較裝置用于一檢測的碾磨物料特征與一碾磨物料額定特征的 比較；和一調(diào)整裝置用于根據(jù)檢測的碾磨物料特征與碾磨物料額定特征之 間的偏差調(diào)整縫隙間距或必要時調(diào)整其它的輥式破碎機座工作參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，用于在一具有通過一對碾輥(2、4)構(gòu)成的碾輥通道(6)的輥式破碎機座中表明一粒子流的特征，例如表明碾磨物料、特別是磨碎的谷物的特征，其中該系統(tǒng)具有一在碾輥通道(6)后面的提取裝置(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(yōu)先權(quán)日2005年5月2日
發(fā)明者A·呂埃格, D·皮耶里, J·利斯納, P·蓋斯比勒 申請人:比勒股份公司