一种测定气泡对颗粒的捕获效率和监测气泡间兼并过程的装置，包括气泡移动装置、气泡产生调节器组、观察室、图像采集装置和处理终端；所述观察室包括溶液盛放区、浮选颗粒盛放区和收集区；所述气泡产生调节器组安装在所述气泡移动装置上，且气泡发生端朝向所述观察室；所述气泡移动装置驱动所述气泡产生调节组依次在所述溶剂盛放区、所述浮选颗粒盛装区和所述收集区间进行往复移动；所述图像采集装置与所述处理终端电连接，且其监测区域覆盖所述观察室；本发明通过气泡产生调节器实现了气泡大小精确可调，通过气泡移动装置，实现了颗粒与气泡相对位置精确可调，通过图像采集装置直接对气泡的捕获结果及气泡兼并过程进行数据采集。
1.一种测定气泡捕获效率和监测气泡兼并过程的装置，其特征在于，包括气泡移动装置(1)、气泡产生调节器组(2)、观察室(3)、图像采集装置和处理终端(12)；所述观察室(3)包括溶液盛放区、浮选颗粒盛放区和收集区；所述气泡产生调节器组(2)安装在所述气泡移动装置(1)上，且气泡发生端朝向所述观察室(3)；所述气泡移动装置(1)驱动所述气泡产生调节组(2)依次在所述溶液 盛放区、所述浮选颗粒盛装区和所述收集区间进行往复移动；
所述图像采集装置与所述处理终端(12)电连接，且其监测区域覆盖所述观察室(3)；
还包括安装板(8)，所述安装板(8)用于固定所述气泡移动装置(1)和所述观察室(3)；
所述气泡移动装置(1)包括十字滑台组(6)和伺服电机组(7)，所述伺服电机组(7)与所述处理终端(12)电连接；所述气泡产生调节器组(2)安装在所述十字滑台组(6)上；所述伺服电机(7)用于驱动所述十字滑台组(6)；所述十字滑台组(6)包括第一十字滑台和第二十字滑台，所述第一十字滑台与所述第二十字滑台均包括横向轴、横向滑块、纵向轴和纵向滑块，所述横向轴固定安装于所述安装板(8)，所述横向滑块与所述横向轴滑动连接；所述横向滑块与所述纵向轴固定连接，所述纵向滑块与所述纵向轴滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种测定气泡捕获效率和监测气泡兼并过程的装置，其特征在于，所述气泡产生调节器组(2)包括第一气泡产生调节器和第二气泡产生调节器，所述第一气泡产生调节器与所述第二气泡产生调节器均包括微分头(21)、立式直线光轴支架(22)、钕铁硼强磁(23)、管夹(24)、阀门型微量进样器(25)和针头(26)，所述微分头(21)外侧通过所述立式直线光轴支架(22)固定于所述纵向滑块，内侧输出端通过所述钕铁硼强磁(23)与所述阀门型微量进样器(25)连接，所述针头(26)固定于所述阀门型微量进样器(25)上；所述管夹(24)内侧与所述阀门型微量进样器(25)固定，外侧与所述纵向滑块固定。
3.根据权利要求2所述的一种测定气泡捕获效率和监测气泡兼并过程的装置，其特征在于，所述针头(26)为直线针头或L型针头。
4.根据权利要求3所述的一种测定气泡捕获效率和监测气泡兼并过程的装置，其特征在于，所述图像采集装置包括第一摄像机(4)、第二摄像机(10)、第一摄像机移动平台(5)、第二摄像机移动平台(14)和发光装置(11)；所述第一摄像机(4)固定于第一摄像机移动平台(5)，用于监测所述观察室(3)内正面；所述第二摄像机(10)固定于第二摄像机移动平台(14)，用于监测所述观察室(3)内底面；所述发光装置(11)用于向所述观察室(3)内提供光照。
5.根据权利要求4所述一种测定气泡捕获效率和监测气泡兼并过程的装置，其特征在于，还包括光学面包板(9)；所述光学面包板(9)用于固定所述图像采集装置和所述安装板(8)。
6.根据权利要求1所述的一种测定气泡捕获效率和监测气泡兼并过程的装置，其特征在于，所述观察室(3)内设置有可拆卸隔板。
7.根据权利要求1所述的一种测定气泡捕获效率和监测气泡兼并过程的装置，其特征在于，所述观察室(3)由聚甲基丙烯酸甲酯复合材料制成。
一种测定气泡捕获效率和监测气泡兼并过程的装置
技术领域
[0001] 本发明涉及浮选领域，特别涉及一种测定气泡捕获效率和监测气泡兼并过程的装置。
背景技术
[0002] 浮选是一种以气泡为载体，利用颗粒表面物理化学性质差异分离有用矿物和脉石矿物的技术手段，具有处理量大、分选精度高、操作维护简单的优势，被广泛应用于细粒矿物分选、污水处理、废纸浆脱墨等领域。
[0003] 颗粒与气泡间的相互作用是浮选的基础，二者间的相互作用过程直接影响浮选结果，浮现微观模型指出，有用颗粒被气泡成功捕获可分为3个子过程：①颗粒和气泡碰撞；②颗粒和气泡黏附并形成稳定的结合体；③颗粒随气泡上升且不发生脱附。
[0004] 气泡对颗粒的捕获效率受多种因素的影响，如颗粒与气泡的碰撞方式、颗粒与气泡的接触时间、颗粒及气泡的表面性质、浮选槽中矿浆的湍流程度等诸多因素。
[0005] 气泡的稳定性是浮选能够有效发生的基本条件，气泡间的兼并会对浮选结果产生影响，如气泡兼并过程中疏水性较差的颗粒会返回至矿浆相，产生二次富集作用。
[0006] 浮选过程是一个十分复杂的物理化学过程，影响浮选的因素很多，目前关于气泡对颗粒的捕获效率及气泡间相互兼并过程的研究多采用间接方法，而对于颗粒与气泡、气泡与气泡间相互作用行为的研究因缺乏必要的装置而进展缓慢。
[0007] 因此，如何提供一种能够测定气泡捕获效率和监测气泡兼并过程的装置是本领域亟需解决的问题。
发明内容
[0008] 本发明的目的在于，提出一种测定气泡捕获效率和监测气泡兼并过程的装置，能够精确调节气泡大小以及气泡与颗粒的相对位置，进而直接实现对气泡捕获效率的测定并监测气泡兼并的过程。
[0009] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
[0010] 一种测定气泡捕获效率和监测气泡兼并过程的装置，包括气泡移动装置、气泡产生调节器组、观察室、图像采集装置和处理终端；所述观察室包括溶液盛放区、浮选颗粒盛放区和收集区；所述气泡产生调节器组安装在所述气泡移动装置上，且气泡发生端朝向所述观察室；所述气泡移动装置驱动所述气泡产生调节组依次在所述溶剂盛放区、所述浮选颗粒盛装区和所述收集区间进行往复移动；所述图像采集装置与所述处理终端电连接，且其监测区域覆盖所述观察室。
[0011] 进一步的，还包括安装板，所述安装板用于固定所述气泡移动装置和所述观察室。
[0012] 进一步的，所述气泡移动装置包括十字滑台组和伺服电机组，所述十字滑台组与所述伺服电机组连接；并由所述伺服电机用于驱使所述气泡产生调节器组在所述十字滑台组内移动；所述伺服电机组与所述处理终端电连接；
[0013] 进一步的，所述十字滑台组包括第一十字滑台和第二十字滑台，所述第一十字滑台与所述第二十字滑台均包括横向轴、横向滑块、纵向轴和纵向滑块，所述横向轴固定安装于所述安装板，所述横向滑块与所述横向轴滑动连接；所述横向滑块与所述纵向轴固定连接，所述纵向滑块与所述纵向轴滑动连接。
[0014] 进一步的，所述气泡产生调节器组包括第一气泡产生调节器和第二气泡产生调节器，所述第一气泡产生调节器与所述第二气泡产生调节器均包括微分头、立式直线光轴支架、钕铁硼强磁、管夹、阀门型微量进样器和针头，所述微分头外侧通过所述立式直线光轴支架固定于所述纵向滑块，内侧输出端通过所述钕铁硼强磁与所述阀门型微量进样器连接，所述针头固定于所述阀门型微量进样器上；所述管夹内侧与所述阀门型微量进样器固定，外侧与所述纵向滑块固定。
[0015] 进一步的，所述针头为直线针头或L型针头。
[0016] 进一步的，所述图像采集装置包括第一摄像机、第二摄像机、第一摄像机移动平台、第二摄像机移动平台和发光装置；所述第一摄像机固定于第一摄像机移动平台，用于监测所述观察室内正面；所述第二摄像机固定于第二摄像机移动平台，用于监测所述观察室内底面；所述发光装置用于向所述观察室内提供光照。
[0017] 进一步的，还包括光学面包板，所述光学面包板用于固定所述图像采集装置和所述安装板。
[0018] 进一步的，所述观察室内设置有可拆卸隔板，用于为所述图像采集装置提供监测环境。
[0019] 进一步的，所述观察室由聚甲基丙烯酸甲酯复合材料制成。
[0020] 本发明的有益效果：
[0021] 本发明装置结构合理，气泡大小精确可调，颗粒与气泡相对位置精确可调，记录清晰，安装维修简单，为气泡对颗粒的捕获效率和监测气泡间兼并过程提供了研究基础。
附图说明
[0022] 图1为本发明的测定气泡对颗粒的捕获效率和监测气泡间兼并过程装置的三维图；
[0023] 图2为本发明的测定气泡对颗粒的捕获效率和监测气泡间兼并过程装置的左视图；
[0024] 图3为本发明的测定气泡对颗粒的捕获效率和监测气泡间兼并过程装置的A—A剖视图；
[0025] 图4为本发明的测定气泡对颗粒的捕获效率和监测气泡间兼并过程装置的气泡产生调节装置主视图；
[0026] 其中，1‑气泡移动装置，2‑气泡产生调节器组，3‑观察室，4‑第一摄像机，5‑第一摄像机移动平台，6‑十字滑台组，7‑伺服电机组，8‑安装板，9‑光学面包板，10‑第二摄像机，11‑发光装置，12‑处理终端，13‑第二摄像机移动平台；21‑微分头，22‑立式直线光轴支架，
23‑钕铁硼强磁，24‑管夹，25‑阀门型微量进样器，26‑针头。
具体实施方式
[0027] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
[0028] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0030] 下面，将结合图1‑图4，对本发明进行具体说明：
[0031] 一种测定气泡捕获效率和监测气泡兼并过程的装置，包括气泡移动装置1、气泡产生调节器组2、观察室3、图像采集装置和处理终端；观察室包括溶液盛放区、浮选颗粒盛放区和收集区；气泡产生调节器组2安装在气泡移动装置1上，且气泡发生端朝向观察室3；气泡移动装置驱动气泡产生调节组2依次在溶剂盛放区、浮选颗粒盛装区和收集区间进行往复移动；图像采集装置与处理终端12电连接，且其监测区域覆盖观察室3。
[0032] 2.根据权利要求1中的一种测定气泡捕获效率和监测气泡兼并过程的装置，其特征在于，还包括安装板8，安装板8用于固定气泡移动装置1和观察室3。
[0033] 为了进一步实施上述技术方案，气泡移动装置1包括十字滑台组6和伺服电机组7，十字滑台组6与伺服电机组7连接；并由伺服电机7用于驱使气泡产生调节器组2在十字滑台组6内移动；伺服电机组7与处理终端12电连接；
[0034] 为了进一步实施上述技术方案，气泡产生调节器组2包括第一气泡产生调节器和第二气泡产生调节器，第一气泡产生调节器与第二气泡产生调节器均包括微分头21、立式直线光轴支架22、钕铁硼强磁23、管夹24、阀门型微量进样器25和针头26，微分头21外侧通过立式直线光轴支架22固定于纵向滑块，内侧输出端通过钕铁硼强磁23与阀门型微量进样器25连接，针头26固定于阀门型微量进样器25上；管夹24内侧与阀门型微量进样器25固定，外侧与纵向滑块固定。
[0035] 为了进一步实施上述技术方案，针头26为直线针头或L型针头。
[0036] 为了进一步实施上述技术方案，图像采集装置包括第一摄像机4、第二摄像机10、第一摄像机移动平台5、第二摄像机移动平台14和发光装置11，第一摄像机4固定于第一摄像机移动平台5，用于监测观察室3内正面，第二摄像机10固定于第二摄像机移动平台14，用于监测观察室3内底面，发光装置用于向观察室内提供光照，使第一摄像机4与第二摄像机10能够采集到更清晰的图像。
[0037] 为了进一步实施上述技术方案，还包括光学面包板9，光学面包板9用于固定图像采集装置和安装板8。
[0038] 为了进一步实施上述技术方案，观察室3内设置有可拆卸隔板，方便对观察室内的保养，拆掉隔板可以方便溶液以及浮选颗粒物的添加，安装隔板为用于监测观察室3底面的第二摄像机提供了更好的监测环境。
[0039] 为了进一步实施上述技术方案，观察室3由透光性较强的聚甲基丙烯酸甲酯复合材料制成。
[0040] 下面，将结合具体实施例对本发明进一步说明：
[0041] 测定气泡对颗粒的捕获效率，
[0042] S1：抽出观察室3中的隔板，将试验溶液加入观察室3中，在观察室左侧铺上一层煤样；
[0043] S2：处理终端12通过伺服电机7驱动十字滑台6使左侧气泡产生调节装置2的针头26浸入观察室3内的试验溶液中，利用微分头21推进阀门型微量进样器25在针头26处产生一个气泡；
[0044] S3：通过通过气泡移动装置1带动气泡向下运动，与煤样接触一定时间后使气泡向上运动并离开煤样，然后通过十字滑台6带动气泡向右运动，到达收集区后带动气泡上浮，气泡脱离液面后破裂，黏附在气泡表面的煤颗粒沉降至收集区；
[0045] S4：通过气泡移动装置1使气泡产生调节装置2复位，重复S2‑S3，待收集区煤样达到测试要求后，将观察室3的隔板安装好，分别收集观察室左侧原始煤样和右侧捕获煤样。
[0046] 监测气泡间兼并过程，
[0047] 将左右两侧气泡产生调节器组2的直线针头26均换成L型针头，通过伺服电机驱动十字滑台，使气泡产生调节器组2中第一气泡产生调节器与第二气泡产生调节器的针头26分别浸入观察室3内的试验溶液中，并利用微分头21推进阀门型微量进样器25，在针26头处产生气泡；通过气泡移动装置1控制左侧气泡向右移动，右侧气泡向左移动，通过处理终端调节气泡运动速度，利用摄像机监视不同情况下两气泡的兼并过程。
[0048] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
