一種激光粒度儀中大顆粒識(shí)別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光粒度儀識(shí)別技術(shù)，具體的說是一種激光粒度儀中大顆粒識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]激光粒度儀采用激光衍射分析技術(shù)，對樣品顆粒進(jìn)行粒度分析測量，并將測量結(jié)果及時(shí)反饋給控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對顆粒粒度分布的實(shí)時(shí)分析與控制。
[0003]激光粒度儀中大顆粒的測量通常存在著一些靈敏度上的不足，尤其是樣品中的大顆粒含量很少時(shí)造成散射信號(hào)斷續(xù)出現(xiàn)，這些信號(hào)很容易被后續(xù)的數(shù)據(jù)濾波、數(shù)據(jù)平均等處理所忽略，造成后續(xù)反演計(jì)算沒有大顆粒的信息，也就得不到大顆粒的粒度分布結(jié)果了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中激光粒度儀對大顆粒的測量存在靈敏度不足、散射信號(hào)斷續(xù)出現(xiàn)等不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可保證測試時(shí)的準(zhǔn)確性與重復(fù)性的激光粒度儀中大顆粒識(shí)別方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]本發(fā)明一種激光粒度儀中粗顆粒識(shí)別方法，包括以下步驟:
[0007]通過激光粒度儀連續(xù)采集規(guī)定時(shí)間內(nèi)的激光器強(qiáng)度10信號(hào)和各通道的散射信號(hào)，并按先后順序進(jìn)行編號(hào)；
[0008]根據(jù)10信號(hào)的衰減強(qiáng)度從大到小排序得到排序后的10衰減曲線，并記錄好排序后信號(hào)的原來編號(hào)；
[0009]對排序后的10衰減曲線進(jìn)行處理、計(jì)算得到粒徑分布數(shù)據(jù)。
[0010]對排序后的10衰減曲線進(jìn)行處理、計(jì)算包括以下步驟:
[0011]截取排序后信號(hào)曲線開始到拐點(diǎn)處的信號(hào)數(shù)據(jù)；
[0012]把截取的部分信號(hào)數(shù)據(jù)按其原來的編號(hào)順序與其相鄰的下一個(gè)編號(hào)信號(hào)做減法，得到一系列信號(hào)差值，包括散射信號(hào)差值GDiff[m] [η]和衰減信號(hào)差值1Diff [m];其中m為采樣次數(shù)，η為探測器數(shù)量；
[0013]設(shè)置粒度數(shù)據(jù)累積器Α(Χ[Χ].Χ0...Χ?，對應(yīng)粒徑分級(jí)區(qū)間編號(hào)為多通道累積器，i彡η ;
[0014]取散射信號(hào)差值⑶iff [m] [η]與衰減信號(hào)差值1Diff [m];
[0015]當(dāng)m沒有達(dá)到最大值時(shí)，對GDiff [m] [η]進(jìn)行最小二乘擬合，計(jì)算其粒度分布數(shù)據(jù)，然后再與10Diff[m]計(jì)算得到體積濃度數(shù)據(jù)；
[0016]根據(jù)體積濃度數(shù)據(jù)與粒度分布數(shù)據(jù)，計(jì)算每個(gè)粒徑區(qū)間的粒徑個(gè)數(shù)，對應(yīng)累加到粒度數(shù)據(jù)累積器ACC[x]中，得到粒度分布數(shù)據(jù)；
[0017]m = m+1，返回取散射信號(hào)差值⑶iff [m] [η]與衰減信號(hào)差值1Diff [m]步驟，直到m達(dá)到最大值，結(jié)束一次處理、計(jì)算過程。
[0018]10衰減曲線的曲線深度代表粗顆粒粒徑范圍，曲線深度越大表示粗顆粒粒徑的上限越大；曲線的拐點(diǎn)處代表波動(dòng)的激光10衰減信號(hào)和不波動(dòng)信號(hào)的分界點(diǎn)，粗顆粒含量越多波動(dòng)的衰減信號(hào)越多，排序后信號(hào)的拐點(diǎn)越靠后；反之粗顆粒含量越少，排序后信號(hào)的拐點(diǎn)越靠前。
[0019]本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn):
[0020]1.本發(fā)明方法對于大顆粒的測量為首次提出，將消光法原理與Mie散射法原理的結(jié)合，再通過數(shù)學(xué)手段進(jìn)行校正，保證測試時(shí)的準(zhǔn)確性與重復(fù)性。
[0021]2.以前粗顆粒信號(hào)都是高頻信號(hào)，往往濾波后都被濾除掉，粗顆粒測試不準(zhǔn)確，而本發(fā)明不進(jìn)行信號(hào)濾波，對高頻信號(hào)單獨(dú)處理，使粗顆粒信息完全保留下來，提高了粗顆粒測量的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明方法中涉及的10衰減曲線圖；
[0023]圖2為本發(fā)明方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0025]大顆粒經(jīng)過激光粒度儀檢測區(qū)時(shí)，由于顆粒遮擋光的面積較大，會(huì)造成激光器的原始光強(qiáng)10有明顯的衰減，粒徑不同衰減的程度不一樣。這個(gè)衰減程度包含著粒徑大小的?目息。
[0026]本實(shí)施例中，在一定時(shí)間內(nèi)連續(xù)采集一組激光器強(qiáng)度10信號(hào)和各通道的散射信號(hào)，對這組信號(hào)按照10衰減強(qiáng)度進(jìn)行從大到小排序，得到排序后的10衰減曲線。
[0027]如圖1所示，曲線深度代表粗顆粒粒徑范圍，曲線深度越大表示粗顆粒粒徑的上限越大，因?yàn)榱皆酱蟮念w粒造成的激光衰減值越大，所以信號(hào)越高，體現(xiàn)到排序后的曲線上就是深度越大。
[0028]曲線的拐點(diǎn)處代表的是波動(dòng)的激光10衰減信號(hào)和不波動(dòng)信號(hào)的分界點(diǎn)，粗顆粒含量越多波動(dòng)的衰減信號(hào)就越多，體現(xiàn)在排序后信號(hào)的拐點(diǎn)越靠后。反之粗顆粒含量越少，排序后信號(hào)的拐點(diǎn)越靠前。
[0029]對信號(hào)曲線的采集處理及解析并得到粒徑分布數(shù)據(jù)的方法流程如下:
[0030]如圖2所示，本發(fā)明激光粒度儀中大顆粒識(shí)別方法包括以下步驟:
[0031]通過激光粒度儀連續(xù)采集規(guī)定時(shí)間內(nèi)的激光器強(qiáng)度10信號(hào)和各通道的散射信號(hào)，并按先后順序進(jìn)行編號(hào)；
[0032]根據(jù)10信號(hào)的衰減強(qiáng)度從大到小排序得到排序后的10衰減曲線，并記錄好排序后信號(hào)的原來編號(hào)；
[0033]截取排序后信號(hào)曲線開始到拐點(diǎn)處的信號(hào)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備進(jìn)行粒度數(shù)據(jù)計(jì)算；
[0034]把截取的部分信號(hào)數(shù)據(jù)按其原來的編號(hào)順序與其相鄰的下一個(gè)編號(hào)信號(hào)做減法，得到一系列信號(hào)差值，包括散射信號(hào)差值GDiff[m] [η]和衰減信號(hào)差值1Diff [m];散射信號(hào)差值為二維數(shù)組，因?yàn)樯⑸湫盘?hào)包括多個(gè)散射角度的數(shù)據(jù)，m為采樣次數(shù)，η為探測器數(shù)量;
[0035]設(shè)置粒度數(shù)據(jù)累積器ACC[x].xO…xi，對應(yīng)粒徑分級(jí)區(qū)間編號(hào)；
[0036]取散射信號(hào)差值⑶iff [m] [η]與衰減信號(hào)差值1Diff [m];
[0037]判斷m是否達(dá)到最大？
[0038]對GDiff [m] [η]進(jìn)行最小二乘擬合，計(jì)算其粒度分布數(shù)據(jù)，然后再與1Diff [m]計(jì)算得到體積濃度數(shù)據(jù)；
[0039]根據(jù)體積濃度數(shù)據(jù)與粒度分布數(shù)據(jù)，計(jì)算每個(gè)粒徑區(qū)間的粒徑個(gè)數(shù)，對應(yīng)累加到粒度數(shù)據(jù)累積器ACC[x]中，得到粒度分布數(shù)據(jù)。
[0040]本發(fā)明方法在實(shí)際應(yīng)用過程中要克服兩個(gè)缺陷，一個(gè)是顆粒通過檢測區(qū)光束的位置不同時(shí)，10的衰減程度不同，因?yàn)榧す馄鞴鈴?qiáng)分布是不均勻的高斯分布。另一個(gè)是每一時(shí)刻通過檢測區(qū)的大顆粒數(shù)量和粒徑可能不同，造成的10衰減程度也是不同。為了克服這兩個(gè)缺陷，在對曲線求解過程中本發(fā)明采用了 10衰減強(qiáng)度與散射光強(qiáng)度對比法，還有散射信號(hào)的最小二乘反演限度法，兩種方法同時(shí)結(jié)合使用，很好的解決了上述的兩個(gè)缺陷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光粒度儀中大顆粒識(shí)別方法，其特征在于包括以下步驟: 通過激光粒度儀連續(xù)采集規(guī)定時(shí)間內(nèi)的激光器強(qiáng)度10信號(hào)和各通道的散射信號(hào)，并按先后順序進(jìn)行編號(hào)； 根據(jù)10信號(hào)的衰減強(qiáng)度從大到小排序得到排序后的10衰減曲線，并記錄好排序后信號(hào)的原來編號(hào)； 對排序后的10衰減曲線進(jìn)行處理、計(jì)算得到粒徑分布數(shù)據(jù)。2.按權(quán)利要求1所述的激光粒度儀中大顆粒識(shí)別方法，其特征在于:對排序后的10衰減曲線進(jìn)行處理、計(jì)算包括以下步驟: 截取排序后信號(hào)曲線開始到拐點(diǎn)處的信號(hào)數(shù)據(jù)； 把截取的部分信號(hào)數(shù)據(jù)按其原來的編號(hào)順序與其相鄰的下一個(gè)編號(hào)信號(hào)做減法，得到一系列信號(hào)差值，包括散射信號(hào)差值GDiff [m] [η]和衰減信號(hào)差值1Diff [m];其中m為采樣次數(shù)，η為探測器數(shù)量； 設(shè)置粒度數(shù)據(jù)累積器ACC[X].X0-Xi，對應(yīng)粒徑分級(jí)區(qū)間編號(hào)為多通道累積器，i ^ η ； 取散射信號(hào)差值⑶iff[m] [η]與衰減信號(hào)差值10Diff[m]; 當(dāng)m沒有達(dá)到最大值時(shí)，對GDiff [m] [η]進(jìn)行最小二乘擬合，計(jì)算其粒度分布數(shù)據(jù)，然后再與1Diff [m]計(jì)算得到體積濃度數(shù)據(jù)； 根據(jù)體積濃度數(shù)據(jù)與粒度分布數(shù)據(jù)，計(jì)算每個(gè)粒徑區(qū)間的粒徑個(gè)數(shù)，對應(yīng)累加到粒度數(shù)據(jù)累積器ACC[x]中，得到粒度分布數(shù)據(jù)； m = m+1，返回取散射信號(hào)差值⑶iff [m] [η]與衰減信號(hào)差值1Diff [m]步驟，直到m達(dá)到最大值，結(jié)束一次處理、計(jì)算過程。3.按權(quán)利要求1所述的激光粒度儀中大顆粒識(shí)別方法，其特征在于:10衰減曲線的曲線深度代表粗顆粒粒徑范圍，曲線深度越大表示粗顆粒粒徑的上限越大；曲線的拐點(diǎn)處代表波動(dòng)的激光10衰減信號(hào)和不波動(dòng)信號(hào)的分界點(diǎn)，粗顆粒含量越多波動(dòng)的衰減信號(hào)越多，排序后信號(hào)的拐點(diǎn)越靠后；反之粗顆粒含量越少，排序后信號(hào)的拐點(diǎn)越靠前。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種激光粒度儀中大顆粒識(shí)別方法，包括以下步驟：通過激光粒度儀連續(xù)采集規(guī)定時(shí)間內(nèi)的激光器強(qiáng)度IO信號(hào)和各通道的散射信號(hào)，并按先后順序進(jìn)行編號(hào)；根據(jù)IO信號(hào)的衰減強(qiáng)度從大到小排序得到排序后的IO衰減曲線，并記錄好排序后信號(hào)的原來編號(hào)；對排序后的IO衰減曲線進(jìn)行處理、計(jì)算得到粒徑分布數(shù)據(jù)。本發(fā)明方法對于大顆粒的測量為首次提出，將消光法原理與Mie散射法原理的結(jié)合，再通過數(shù)學(xué)手段進(jìn)行校正，保證測試時(shí)的準(zhǔn)確性與重復(fù)性，提高了粗顆粒測量的準(zhǔn)確性。
【IPC分類】G01N15/02
【公開號(hào)】CN105277473
【申請?zhí)枴緾N201510639750
【發(fā)明人】范繼來, 李闖
【申請人】丹東百特儀器有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月30日