Понимание диапазонов размеров при анализе конвейерных лент

Один из наиболее часто задаваемых нам вопросов об автоматизированном измерении размера частиц звучит так:, “Насколько малыми могут быть измерения Solo?”

Ответ зависит от материала, размеров конвейера, конфигурации камеры и условий установки.

Хотя WipFrag может анализировать чрезвычайно мелкие частицы на подходящих микроскопических изображениях, измерение материала, перемещающегося по промышленным конвейерам, предъявляет иные требования. Система, контролирующая крупнозернистую породу на широком конвейере первичной дробилки, не обязательно сможет различать те же размеры частиц, что и система, установленная на более узком конвейере, транспортирующем более мелкий материал.

Понимание этих различий помогает обеспечить настройку измерительной системы под размеры частиц, важные для вашего производства.

Что определяет диапазон размеров обнаруживаемых частиц?

Диапазон размеров обнаруживаемых частиц в основном зависит от того, какое количество материала необходимо наблюдать камере и насколько детальное изображение доступно в этой области.

Важны несколько факторов:

• Поле зрения: Физическая область, видимая камере. Более широкий угол обзора позволяет захватить больше материала, но обеспечивает меньшую детализацию изображения на единицу размера материала.
• Разрешение камеры: Количество пикселей, доступных для различения отдельных частиц. Более высокое разрешение может обеспечить большую детализацию в заданном поле зрения, но также может снизить общую точность выделения частиц из-за чрезмерной детализации.
• Расстояние крепления и выбор объектива: Вместе они определяют захватываемую область и масштаб изображения.
• Презентация материалов: Перекрытие частиц, видимость поверхности, глубина загрузки и растекание материала могут влиять на то, какие частицы можно различить.
• Освещение и качество изображения: Равномерное освещение, достаточный контраст и четкие изображения способствуют надежной идентификации частиц.

Конвейерные установки предоставляют ряд преимуществ для автоматизированного мониторинга. Камера может оставаться в фиксированном положении, материал, как правило, перемещается по предсказуемой траектории, а специальное освещение помогает поддерживать стабильные условия измерения.

Однако каждое приложение имеет свои физические ограничения. Подходящая конфигурация зависит от цели измерения, а также от самого конвейера.

Как поле зрения влияет на измерение размера частиц

Поле зрения — один из важнейших факторов, которые следует учитывать при настройке системы анализа конвейерных систем.

Камера, наблюдающая за большей областью, должна распределить доступные пиксели изображения по этому более широкому полю зрения. В результате более мелкие частицы занимают меньше пикселей и становятся более сложными для различения по отдельности.

Сужение поля зрения увеличивает детализацию изображения мелких частиц. Однако это также уменьшает охватываемую площадь и может ограничить возможность полного захвата крупных частиц.

Цель состоит НЕ в том, чтобы просто достичь наименьшего обнаруживаемого размера частиц. Цель состоит в том, чтобы охватить весь диапазон размеров материалов, имеющих отношение к процессу.

Например, обнаружение крупногабаритного материала после первичного дробления предъявляет иные требования, чем мониторинг распределения частиц по размерам на конвейере, подающем материал в измельчительную мельницу.

Пример: Сравнение двух вариантов применения конвейерных систем.

Рассмотрим две операции с различными размерами конвейера и целями измерения.

В случае обработки меди более широкий конвейер и поток материала требуют большего поля зрения, что обеспечивает приоритетное покрытие более крупнозернистого материала и размеров частиц, наиболее важных для производительности дробилки.

При обработке золота более узкий поток материала обеспечивает меньшее поле зрения, что позволяет получить более детальное изображение для различения мелких частиц.

*Эти теоретические оценки предполагают, что поток материала занимает 80% ширины конвейера, при этом разрешение камеры и критерии измерения применяются к обоим примерам. Фактическое распределение материала обычно составляет от 70% до 85% ширины конвейера, а измеряемые размеры частиц также зависят от выбора объектива, геометрии крепления и качества изображения. Указанные значения размеров частиц по имперской системе мер и стандарту ASTM E11 являются приблизительными; обозначения размеров частиц не представляют собой точные пределы оптического обнаружения. Максимально измеримые размеры оцениваются в 75% ширины поля зрения, чтобы обеспечить полное улавливание частиц.

Можно ли регулировать диапазон обнаруживаемых размеров?

Да. Несколько параметров конфигурации могут помочь согласовать измерительную систему с требованиями конкретного приложения.

Регулировка поля зрения

Изменение объектива или способа крепления может обеспечить более узкое или более широкое поле зрения.

Более узкий угол обзора может улучшить способность различать более мелкие частицы, при условии, что соответствующий материал остается видимым. Более широкий угол обзора может улучшить охват потока материала и позволить рассмотреть более крупные частицы.

Эти изменения подразумевают компромиссы, поэтому соответствующая конфигурация зависит от цели измерения.

Выбор подходящей конфигурации камеры

Разрешение изображения влияет на то, насколько детально проработана область измерения.

Выбор камеры и объектива следует проводить совместно, поскольку одно лишь более высокое разрешение НЕ компенсирует плохое освещение, заслоненные частицы или неподходящую геометрию установки.

Компания WipWare учитывает эти факторы при определении подходящей конфигурации для каждого приложения.

Использование нескольких точек измерения

В некоторых случаях, когда невозможно эффективно оценить различные цели измерений или условия материала с одной точки обзора, может быть полезно разместить дополнительные камеры.

Например, измерения до и после дробилки могут помочь отличить характеристики поступающего сырья от изменений производительности дробилки.

Для раздельного наблюдения за различными участками потока материала также может быть целесообразно использовать несколько камер.

Однако дополнительные камеры НЕ обязательно обеспечивают более точные или полезные измерения фрагментации. Они не могут выявить частицы, находящиеся под поверхностью материала, и их ценность зависит от того, какая дополнительная информация требуется для проведения операции.

Учет нерешенных вопросов

Физический отбор проб и ситовый анализ могут помочь установить взаимосвязь между оптическими измерениями и общим распределением материала.

При соответствующих условиях калибровка может использоваться для учета фракций частиц, которые невозможно различить по отдельности на изображениях.

Однако калибровка НЕ улучшает физическое разрешение камеры и НЕ позволяет ей напрямую измерять частицы, скрытые под более крупным материалом.

В тех случаях, когда речь идет о мелкодисперсных материалах, метод измерения и требования к отбору проб следует тщательно оценить.

Выбор между мониторингом максимального размера и полным анализом PSD.

Подходящий диапазон размеров частиц также зависит от типа требуемого измерения.

Solo Basic обеспечивает целенаправленный мониторинг максимального размера частиц или цвета. Например, производителю может потребоваться определить только наличие частиц большого размера, проходящих через определенный участок конвейера.

Solo Complete обеспечивает измерение распределения частиц по размерам в заданных пользователем классах, а также дополнительные характеристики материала, такие как форма, предполагаемый объем и цвет.

Благодаря этому Solo Complete больше подходит для приложений, требующих детального анализа динамики размеров частиц, сравнения результатов на разных этапах обработки или оценки соответствия целевым показателям распределения размеров частиц.

Полное распределение размеров НЕ всегда необходимо, если для принятия оперативного решения достаточно одного измерения максимального размера.

Измерение нужного материала в нужном месте.

Самый важный вопрос заключается не просто в том, насколько мелкие частицы может различить камера, а в том, может ли система надежно измерять размеры частиц, имеющие значение для работы системы.

К установке, предназначенной для обнаружения отдельных частиц большого размера, предъявляются иные требования, чем к установке, предназначенной для мониторинга всего распределения частиц по размерам, поступающего в измельчительный контур.

Скорость конвейера и частота анализа также влияют на частоту отбора проб материала. Даже при достаточном оптическом разрешении многократная съемка изображения НЕ обязательно означает, что каждая частица, проходящая через камеру, будет проанализирована.

Таким образом, при выборе места для измерения необходимо учитывать как диапазон размеров обнаруживаемых частиц, так и то, как будут использоваться полученные данные.

Более подробное обсуждение вопросов размещения измерительных систем и того, как их результаты могут помочь в принятии оперативных решений, см. в разделе От взрыва до измельчения: использование данных о фрагментации для повышения эффективности добычи полезных ископаемых..

Заключение

Не существует универсального минимального или максимального размера обнаруживаемых частиц для каждого применения в анализе конвейерных систем.

Практический диапазон измерений зависит от соотношения материала, поля зрения, разрешения камеры и условий установки.

Определив соответствующие размеры частиц и цели измерения до выбора конфигурации оборудования, можно получить более значимые данные без излишней сложности.

Компания WipWare сотрудничает с клиентами для оценки используемых материалов, размеров конвейеров и эксплуатационных требований с целью определения подходящего измерительного решения.

Свяжитесь с WipWare чтобы обсудить вашу заявку или изучить... Система анализа одиночного конвейера Чтобы узнать больше об автоматизированном конвейерном измерении частиц.