Una delle domande più frequenti che riceviamo sulla misurazione automatizzata delle dimensioni delle particelle è:, “"Quanto può essere piccolo Solo?"”
La risposta dipende dal materiale, dalle dimensioni del nastro trasportatore, dalla configurazione della telecamera e dalle condizioni di installazione.
Sebbene WipFrag sia in grado di analizzare particelle estremamente piccole in immagini al microscopio di qualità adeguata, la misurazione di materiale in movimento su nastri trasportatori industriali presenta esigenze diverse. Un sistema che monitora roccia grossolana su un ampio nastro trasportatore di un frantoio primario non può necessariamente rilevare le stesse dimensioni delle particelle di un sistema installato su un nastro trasportatore più stretto che trasporta materiale più fine.
Comprendere queste differenze aiuta a garantire che il sistema di misurazione sia configurato per le dimensioni delle particelle rilevanti per la vostra attività.
Cosa determina l'intervallo di dimensioni delle particelle rilevabili?
L'intervallo di dimensioni delle particelle rilevabili è influenzato principalmente dalla quantità di materiale che la telecamera deve osservare e dalla quantità di dettagli dell'immagine disponibili all'interno di tale area.
Diversi fattori sono importanti:
- Campo visivo: L'area fisica visibile alla telecamera. Un campo visivo più ampio cattura più materiale, ma fornisce meno dettagli dell'immagine per unità di dimensione del materiale.
- Risoluzione della fotocamera: Il numero di pixel disponibili per distinguere le singole particelle. Una risoluzione più elevata può fornire maggiori dettagli su un dato campo visivo, ma può anche ridurre la precisione complessiva della delineazione delle particelle a causa di un eccesso di dettagli.
- Distanza di montaggio e scelta dell'obiettivo: Insieme, questi elementi determinano l'area ripresa e la scala dell'immagine.
- Presentazione del materiale: La sovrapposizione delle particelle, la visibilità della superficie, la profondità di caricamento e la dispersione del materiale possono influenzare la distinzione tra le particelle.
- Illuminazione e qualità dell'immagine: Un'illuminazione uniforme, un contrasto adeguato e immagini nitide contribuiscono a un'identificazione affidabile delle particelle.
Gli impianti a nastro trasportatore offrono diversi vantaggi per il monitoraggio automatizzato. La telecamera può rimanere in posizione fissa, il materiale generalmente si muove lungo un percorso prevedibile e un'illuminazione dedicata può contribuire a mantenere condizioni di misurazione costanti.
Tuttavia, ogni applicazione presenta i propri vincoli fisici. La configurazione appropriata dipende dall'obiettivo di misurazione e dal nastro trasportatore stesso.
Come il campo visivo influenza la misurazione delle dimensioni delle particelle
Il campo visivo è uno degli aspetti più importanti da considerare nella configurazione di un sistema di analisi dei nastri trasportatori.
Una telecamera che inquadra un'area più ampia deve distribuire i pixel disponibili su tale campo visivo più esteso. Di conseguenza, le particelle più piccole occupano un numero inferiore di pixel e diventano più difficili da distinguere singolarmente.
Restringere il campo visivo aumenta il livello di dettaglio dell'immagine per le particelle più piccole. Tuttavia, riduce anche l'area coperta e potrebbe limitare la capacità di catturare completamente le particelle di grandi dimensioni.
L'obiettivo NON è semplicemente quello di ottenere la dimensione minima rilevabile delle particelle. È quello di catturare l'intera gamma di dimensioni dei materiali rilevanti per il processo.
Ad esempio, il rilevamento di materiale di dimensioni eccessive dopo la frantumazione primaria presenta requisiti diversi rispetto al monitoraggio della distribuzione granulometrica su un nastro trasportatore che alimenta un mulino.
Esempio: Confronto tra due applicazioni di nastri trasportatori
Consideriamo due operazioni con dimensioni del nastro trasportatore e obiettivi di misurazione differenti.
| Applicazione | Attività di estrazione del rame | operazione aurifera |
|---|---|---|
| Larghezza del nastro trasportatore | 3 m (10 piedi) | 1,2 m (4 piedi) |
| Posizione della misurazione | Produzione primaria del frantoio | alimentazione del mulino SAG |
| Punto di mira tipico della misurazione | Materiale più grezzo e di dimensioni maggiori | Particelle più piccole e variabilità della distribuzione granulometrica |
| Considerazioni sul campo visivo | Potrebbe essere necessaria una copertura più ampia | Una copertura più ristretta potrebbe consentire una maggiore definizione dell'immagine. |
| Dimensione minima approssimativa rilevabile* | 3,26 mm (poco più di ⅛ di pollice; circa ASTM E11 n. 6) | 1,30 mm (0,051 pollici; tra ASTM E11 n. 14 e n. 16) |
| Dimensioni massime approssimative misurabili* | 1800 mm (70,9 pollici) | 720 mm (28,3 pollici) |
Nell'applicazione per il rame, il nastro trasportatore e il flusso di materiale più ampi richiedono un campo visivo più ampio, dando priorità alla copertura del materiale più grossolano e delle granulometrie più rilevanti per le prestazioni del frantumatore.
Nell'applicazione con l'oro, il flusso di materiale più stretto consente un campo visivo più ristretto, fornendo maggiori dettagli dell'immagine per distinguere le particelle più piccole.
*Queste stime teoriche presuppongono che il flusso di materiale occupi 80% della larghezza del nastro trasportatore, con la stessa risoluzione della telecamera e gli stessi criteri di misurazione applicati a entrambi gli esempi. La distribuzione effettiva del materiale in genere varia da 70% a 85% della larghezza del nastro trasportatore, mentre le dimensioni delle particelle misurabili dipendono anche dalla scelta dell'obiettivo, dalla geometria di montaggio e dalla qualità dell'immagine. I riferimenti ai setacci imperiali e ASTM E11 sono approssimativi; le designazioni dei setacci non rappresentano limiti di rilevamento ottico esatti. Le dimensioni massime misurabili sono stimate a 75% della larghezza del campo visivo per consentire la cattura completa delle particelle.
È possibile regolare l'intervallo di dimensioni rilevabili?
Sì. Diverse opzioni di configurazione possono aiutare ad allineare il sistema di misurazione ai requisiti di un'applicazione.
Regolazione del campo visivo
Cambiando l'obiettivo o il sistema di montaggio è possibile ottenere un campo visivo più ristretto o più ampio.
Un campo visivo più ristretto può migliorare la capacità di distinguere le particelle più piccole, a condizione che il materiale in questione rimanga visibile. Un campo visivo più ampio può migliorare la copertura del flusso di materiale e includere particelle più grandi.
Questi cambiamenti implicano dei compromessi, quindi la configurazione appropriata dipende dall'obiettivo della misurazione.
Selezione della configurazione della fotocamera appropriata
La risoluzione dell'immagine influisce sulla quantità di dettagli disponibili nell'area di misurazione.
La scelta della fotocamera e dell'obiettivo deve essere valutata congiuntamente, poiché una risoluzione più elevata da sola NON è sufficiente a compensare una scarsa illuminazione, la presenza di particelle oscurate o una geometria di installazione inadeguata.
WipWare valuta questi aspetti per determinare la configurazione più appropriata per ciascuna applicazione.
Utilizzo di più punti di misurazione
Alcune operazioni possono trarre vantaggio da ulteriori posizioni delle telecamere laddove diversi obiettivi di misurazione o condizioni del materiale non possano essere affrontati efficacemente da un unico punto di vista.
Ad esempio, le misurazioni effettuate prima e dopo un frantumatore possono aiutare a distinguere le caratteristiche del materiale in ingresso dalle variazioni nella produzione del frantumatore.
L'utilizzo di più telecamere può essere appropriato anche per osservare separatamente diverse porzioni di un flusso di materiale.
Tuttavia, l'utilizzo di telecamere aggiuntive NON garantisce necessariamente misurazioni di frammentazione più accurate o utili. Non sono in grado di rivelare le particelle sepolte sotto la superficie del materiale e il loro valore dipende dalle informazioni aggiuntive richieste dall'operazione.
Contabilizzazione dei materiali non risolti
Il campionamento fisico e l'analisi granulometrica possono contribuire a stabilire correlazioni tra le misurazioni ottiche e la distribuzione complessiva del materiale.
In condizioni adeguate, la calibrazione può essere utilizzata per tenere conto delle frazioni di particelle che non possono essere risolte singolarmente nelle immagini.
Tuttavia, la calibrazione NON migliora la risoluzione fisica della fotocamera né le consente di misurare direttamente le particelle nascoste sotto materiali più grandi.
Nei casi in cui il materiale fine riveste particolare importanza, il metodo di misurazione e i requisiti di campionamento devono essere valutati attentamente.
Scelta tra monitoraggio delle dimensioni massime e analisi PSD completa
L'intervallo di granulometria appropriato dipende anche dal tipo di misurazione richiesta.
Solo Basic offre un monitoraggio mirato della dimensione massima delle particelle o del loro colore. Ad esempio, un'azienda potrebbe dover solo verificare se particelle di dimensioni superiori al limite consentito transitano in un determinato punto del nastro trasportatore.
Solo Complete fornisce misurazioni della distribuzione granulometrica in classi di dimensioni definite dall'utente, insieme a caratteristiche aggiuntive del materiale come forma, volume stimato e colore.
Questo rende Solo Complete più adatto ad applicazioni che richiedono andamenti dettagliati delle dimensioni delle particelle, confronti tra le diverse fasi di lavorazione o valutazioni rispetto a target di distribuzione granulometrica.
Una distribuzione completa delle dimensioni non è sempre necessaria quando una singola misurazione della dimensione massima fornisce le informazioni necessarie per una decisione operativa.
Misurare il materiale giusto nel posto giusto
La questione più importante non è semplicemente quanto piccola sia la particella che una telecamera può distinguere, ma se il sistema sia in grado di misurare in modo affidabile le dimensioni delle particelle rilevanti per l'operazione.
Un impianto destinato a rilevare particelle di dimensioni superiori a quelle consentite ha requisiti diversi rispetto a un impianto destinato a monitorare l'intera distribuzione granulometrica in ingresso a un circuito di macinazione.
Anche la velocità del nastro trasportatore e la frequenza di analisi influiscono sulla frequenza con cui viene prelevato il materiale. Persino con una risoluzione ottica adeguata, l'acquisizione ripetuta di immagini NON significa necessariamente che ogni particella che passa davanti alla telecamera venga analizzata.
La scelta del punto di misurazione richiede pertanto di considerare sia l'intervallo di dimensioni delle particelle rilevabili sia le modalità di utilizzo dei dati risultanti.
Per una discussione più ampia su dove installare i sistemi di misurazione e su come i risultati possono supportare le decisioni operative, vedere Dalla frantumazione alla lavorazione: utilizzare i dati di frammentazione per migliorare le prestazioni minerarie..
Conclusione
Non esiste una dimensione minima o massima universale delle particelle rilevabili per ogni applicazione di analisi dei nastri trasportatori.
Il campo di misura effettivo dipende dalla relazione tra il materiale, il campo visivo, la risoluzione della telecamera e le condizioni di installazione.
Identificando le dimensioni delle particelle rilevanti e gli obiettivi di misurazione prima di selezionare la configurazione dell'apparecchiatura, è possibile ottenere dati più significativi senza inutili complicazioni.
WipWare collabora con i clienti per valutare i loro materiali, le dimensioni dei nastri trasportatori e i requisiti operativi al fine di determinare una soluzione di misurazione adeguata.
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