一种灰熔融性测试仪及其取像方法

摘要

本发明涉及煤质检测分析技术领域，尤其涉及一种灰熔融性测试仪及其取像方法。灰熔融性测试仪包括高温炉、炉管、背景板、取像组件以及圆盘形的灰锥托板，炉管设于高温炉内，灰锥托板设于炉管内，灰锥托板的下方设有用于驱动灰锥托板在炉管内旋转的旋转机构；取像组件用于获得灰锥托板上灰锥的图像；背景板位于灰锥托板的中部，且背景板的上边缘与炉管的顶部连接，背景板的下边缘位于灰锥托板上表面的下方，背景板为透光材料，还包括设于炉管外侧的光源，光源发出的光线由背景板远离取像组件的一侧射出进而穿过背景板。本发明提供的灰熔融性测试仪测试效率高，炉管结构简单。

权利要求

1.一种灰熔融性测试仪，其特征在于：包括高温炉、炉管、背景板、取像组件以及圆盘形的灰锥托板，所述炉管设于所述高温炉内，所述灰锥托板设于所述炉管内，所述灰锥托板的下方设有用于驱动所述灰锥托板在所述炉管内旋转的旋转机构；所述取像组件用于获得所述灰锥托板上灰锥的图像；所述背景板位于所述灰锥托板的中部，且所述背景板的上边缘与所述炉管的顶部连接，所述背景板的下边缘位于所述灰锥托板上表面的下方，所述背景板为透光材料，还包括设于炉管外侧的光源，所述光源发出的光线由背景板远离所述取像组件的一侧射出进而穿过所述背景板。

2.根据权利要求1所述的灰熔融性测试仪，其特征在于：所述背景板采用刚玉材料制成。

3.根据权利要求1所述的灰熔融性测试仪，其特征在于：所述背景板采用蓝宝石玻璃制成。

4.根据权利要求1所述的灰熔融性测试仪，其特征在于：所述背景板与所述炉管采用烧结方式一体成型。

5.根据权利要求1所述的灰熔融性测试仪，其特征在于：所述炉管的顶部设有朝向所述炉管内部凹陷的凹陷部，所述凹陷部形成所述背景板。

6.根据权利要求5所述的灰熔融性测试仪，其特征在于：所述凹陷部靠近所述取像组件的一侧朝向远离所述取像组件的一侧倾斜设置，所述光源设于所述炉管的顶部。

7.根据权利要求1所述的灰熔融性测试仪，其特征在于：所述背景板挂接于所述炉管的顶部。

8.根据权利要求1所述的灰熔融性测试仪，其特征在于：所述炉管包括灰锥腔和与所述灰锥腔垂直设置的取像腔。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的灰熔融性测试仪的取像方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，光源照射到背景板上形成亮色背景；

S2，驱动灰锥托板旋转；

S3，取像组件对位于所述背景板与所述取像组件之间的灰锥进行拍摄。

说明书

一种灰熔融性测试仪及其取像方法

技术领域

[0001] 本发明涉及煤质检测分析技术领域，尤其涉及一种灰熔融性测试仪及其取像方法。

背景技术

[0002] 灰熔融测试仪器是用于检测煤样灰锥的熔融性的仪器，灰锥的熔融性直接关系到电厂锅炉是否有烧结及烧结的严重程度，对锅炉及水泥立窑等安全使用的影响极大。目前的灰熔融测试仪中，煤样灰锥设置于托板上，而托板固定于托杯上。在测试过程中，托杯带动托板旋转，使煤样灰锥在高温炉管恒温区内旋转而均匀升温加热，直至煤样灰锥达到熔融状态。在此过程中，由摄像机构实时进行拍照取像，通过电脑或人工分析，得出煤样的变形、软化、半球及流动四个特征点的温度。

[0003] 如图1所示，现有的灰熔融测试仪中，炉管101上靠近摄像机102的一侧设有取像管103，与取像管103相对的一侧设有背景管104，背景管104的空腔有效地防止了光的反射，形成明显区别于样品以及周围托板、炉管101的相对暗色背景，以便于摄像机102对样品的有效识别。背景管104的设置导致炉管101的设计复杂，可靠性降低。并且现有的灰熔融性测试仪为保证摄像机一次取像时仅拍摄到一个样品，需要透过靠近摄像机一侧的两个样品的间隙来拍摄远离摄像机的一个样品，导致放样数量有限。目前市场上60mm直径的样品托板，理论上只能放置5个国标的样品，托板利用率低，每次测试需要5个小时以上，测试功率要超过
3千瓦，单次实验样品测试效率较低。

发明内容

[0004] (一)要解决的技术问题

[0005] 本发明要解决的技术问题是解决现有技术中灰熔融性测试仪测试效率低且炉管设计复杂的问题。

[0006] (二)技术方案

[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种灰熔融性测试仪，包括高温炉、炉管、背景板、取像组件以及圆盘形的灰锥托板，所述炉管设于所述高温炉内，所述灰锥托板设于所述炉管内，所述灰锥托板的下方设有用于驱动所述灰锥托板在所述炉管内旋转的旋转机构；所述取像组件用于获得所述灰锥托板上灰锥的图像；所述背景板位于所述灰锥托板的中部，且所述背景板的上边缘与所述炉管的顶部连接，所述背景板的下边缘位于所述灰锥托板上表面的下方，所述背景板为透光材料，还包括设于炉管外侧的光源，所述光源发出的光线由背景板远离所述取像组件的一侧射出进而穿过所述背景板。

[0008] 根据本发明，所述背景板采用刚玉材料制成。

[0009] 根据本发明，所述背景板采用蓝宝石玻璃制成。

[0010] 根据本发明，所述背景板与所述炉管采用烧结方式一体成型。

[0011] 根据本发明，所述炉管的顶部设有朝向所述炉管内部凹陷的凹陷部，所述凹陷部形成所述背景板。

[0012] 根据本发明，所述凹陷部靠近所述取像组件的一侧朝向远离所述取像组件的一侧倾斜设置，所述光源设于所述炉管的顶部。

[0013] 根据本发明，所述背景板挂接于所述炉管的顶部。

[0014] 根据本发明，所述炉管包括灰锥腔和与所述灰锥腔垂直设置的取像腔。

[0015] 本发明还提供了一种上述的灰熔融性测试仪的取像方法，包括以下步骤：

[0016] S1，光源照射到背景板上形成亮色背景；

[0017] S2，驱动灰锥托板旋转；

[0018] S3，取像组件对位于所述背景板与所述取像组件之间的灰锥进行拍摄。

[0019] (三)有益效果

[0020] 本发明的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本发明实施例提供的灰熔融性测试仪位于灰锥托板中部的背景板，背景板为透光材料，光源发出的光线穿过背景板使得背景板形成一个相对亮色的透射面，背景板变亮后，背景板所处的区域与测试的煤样灰锥对比明显，取像组件在高温下能够区分出煤样灰锥与背景板的特征图像差异，便于煤样灰锥的取像。如此设置，取像组件可以直接对位于背景板与取像组件之间的灰锥进行拍摄，灰锥托板上的灰锥设置时可以更加紧凑，每个灰锥托板上可以放置更多的灰锥，提高样品测试效率，同样的时间内能够测试更多的灰锥，提高了能量利用率。

附图说明

[0021] 图1是现有技术中灰熔融性测试仪的俯视示意图；

[0022] 图2是本发明实施例提供的灰熔融性测试仪的俯视示意图；

[0023] 图3是本发明实施例提供的灰熔融性测试仪的剖视示意图；

[0024] 图4是本发明另一实施例提供的灰熔融性测试仪的剖视示意图。

[0025] 图中：101：炉管；102：摄像机；103：取像管；104：背景管；1：高温炉；2：炉管；21：灰锥腔；22：取像腔；3：背景板；4：取像组件；5：灰锥托板；6：光源；7：灰锥。

具体实施方式

[0026] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0027] 如图2和图3所示，本发明实施例提供的一种灰熔融性测试仪，包括高温炉1、炉管2、背景板3、取像组件4以及圆盘形的灰锥托板5，炉管2设于高温炉1内，灰锥托板5设于炉管
2内，灰锥托板5的下方设有用于驱动灰锥托板5在炉管2内旋转的旋转机构。取像组件4用于获得灰锥托板5上灰锥7的图像。具体地，炉管2包括灰锥腔21和与灰锥腔21垂直设置的取像腔22。灰锥托板5设于灰锥腔21内，灰锥腔21内灰锥7的图像透过取像腔22到达取像组件4，由取像组件4记录下灰锥7的图像。背景板3位于灰锥托板5的中部，且背景板3的上边缘与炉管2的顶部连接，背景板3的下边缘位于灰锥托板5上表面的下方，背景板3为透光材料，还包括设于炉管2外侧的光源6，光源6发出的光线由背景板3远离取像组件4的一侧射出进而穿过背景板3。具体地，光源6设置位置需要根据背景板3的角度来进行设计，例如背景板3由顶部向下向远离取像组件4的方向倾斜，光源6可以设置在炉管2顶部的上方。背景板4竖直设置时，光源6可以设置在炉管2外侧与设有取像组件4的一侧相对的一侧。

[0028] 本发明实施例提供的灰熔融性测试仪位于灰锥托板5中部的背景板3，背景板3为透光材料，光源6发出的光线穿过背景板3使得背景板3形成一个相对亮色的透射面，背景板3变亮后，背景板3所处的区域与测试的煤样灰锥对比明显，取像组件4在高温下能够区分出煤样灰锥7与背景板3的特征图像差异，便于煤样灰锥7的取像。如此设置，取像组件4可以直接对位于背景板3与取像组件4之间的灰锥7进行拍摄，灰锥托板5上的灰锥7设置时可以更加紧凑，每个灰锥托板5上可以放置更多的灰锥7，提高样品测试效率，同样的时间内能够测试更多的灰锥7，提高了能量利用率。常规的直径60mm的灰锥托板5只能放置5个样品，若采用本发明提供的灰熔融性测试仪，同样直径60mm的灰锥托板5可以放置至少9个以上的样品；常规的直径80mm的灰锥托板5只能放置9个样品，若采用本发明提供的灰熔融性测试仪，同样直径80mm的灰锥托板5可以放置至少16个以上的样品，大大提高了测试效率，节省了大量能耗。相较于现有的炉管101一端设置取像管103，另一端设置背景管104，本实施例中的炉管2结构简单，提高了炉管2的高温抗裂性。

[0029] 进一步地，本实施例中的背景板3采用刚玉材料制成。背景板3采用刚玉材料制成与炉管2的材质相同，便于炉管2以及背景板3的加工。

[0030] 进一步地，本实施例中的背景板3采用蓝宝石玻璃制成。蓝宝石玻璃的透光率较高，是较好的高温光学器件。需要说明的是，本发明实施例中的背景板3也可以采用其他高温下具有较好的透光率的材质制成。

[0031] 进一步地，本实施例中的背景板3与炉管2采用烧结方式一体成型。也可以采用背景板3与炉管2分别成型后通过烧结的方式粘接在一起。

[0032] 进一步地，本实施例中的背景板3挂接于炉管2的顶部。在炉管2加工时只需在炉管2顶部的内侧设置一个圆环，在背景板3的上边缘设置一个挂钩即可以将背景板3挂接在炉管的顶部。炉管2的结构简单，便于其制备。

[0033] 如图4所示，本发明的另一实施例中炉管2的顶部设有朝向炉管2内部凹陷的凹陷部，凹陷部形成背景板3。直接在炉管2的顶部设置出背景板3省去了炉管3与背景板3的结合，制备工艺更加简单。优选地，本实施例中凹陷部靠近取像组件4的一侧朝向远离取像组件4的一侧倾斜设置，光源6设于炉管2的顶部。顶部光源6照射在背景板3上形成亮色的透射面。

[0034] 本发明实施例中还提供了一种上述的灰熔融性测试仪的取像方法，包括以下步骤：

[0035] S1，光源6照射到背景板3上形成亮色背景；

[0036] S2，驱动灰锥托板5旋转；

[0037] S3，取像组件4对位于背景板3与取像组件4之间的灰锥7进行拍摄。

[0038] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。