Способ определения качества смеси компонентов, различающихся по цвету



Способ определения качества смеси компонентов, различающихся по цвету

 

G01N1/38 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2495398:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ТГТУ) (RU)

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к переработке сыпучих материалов, в том числе содержащих наноструктурированные компоненты, и может быть применено в химической, строительной, пищевой, фармацевтической, радиоэлектронной и других отраслях промышленности. Способ включает анализ изображения поверхности смеси и определение коэффициента ее неоднородности. При этом исследуемую смесь равномерно распределяют на гладкой поверхности и разделяют на необходимое число порций, получают цифровые изображения их поверхностей с построением гистограмм яркости. Затем каждую порцию разделяют на одинаковое число частей (проб) с построением их гистограмм яркости. Коэффициент неоднородности смеси рассчитывают сравнением цифровых изображений частей (проб) порции с изображением всей порции исследуемой смеси по гистограммам яркости. Достигаемый при этом технический результат заключается в снижении трудоемкости, повышении скорости и точности определения качества смеси компонентов, различающихся по цвету. 1 ил.

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к переработке сыпучих материалов, в том числе содержащих наноструктурированные компоненты, и может быть применено в химической, строительной, пищевой, фармацевтической, радиоэлектронной и других отраслях промышленности.

Известен способ определения коэффициента неоднородности смеси трудноразделимых сыпучих материалов (см. Патент 2371698 РФ, кл. G01N 1/28. Способ определения коэффициента неоднородности смеси сыпучих материалов. / Лебедев А.Е., Зайцев А.И., Капранова А.Б., Павлов А.А.Я, Сугак А.В.; заявитель и патентообладатель Ярославский. Гос. Техн. Ун-т - 2008101209/12,; заявл. 09.01.2008, опубл. 27.10.2009), включающий определение числа проб, минимально допустимого веса пробы, отбор проб смеси, нахождение концентрации ключевого компонента в пробе, вычисление коэффициента неоднородности смеси. К недостаткам данного способа следует отнести неточность расчета коэффициента неоднородности смеси по величине концентрации ключевого компонента в пробе выбором диапазона значений пикселей.

За прототип технического решения взят способ определения качества смеси компонентов, различающихся по цвету (см. Патент 2385454 РФ, кл. G01N 1/38 B01F 3/18 / Способ определения качества смеси компонентов, различающихся по цвету. / Таршис М.Ю., Королев Л.В., Зайцев А.И.; заявитель и патентообладатель Ярославский. Гос. Техн. Ун-т - №2008144214/12; заявл. 06.11.2008, опубл. 27.03.2010), включающий отбор и сканирование проб, вычисление концентраций ключевого компонента в пробах на основе анализа их изображений и расчет коэффициента неоднородности смеси по колебаниям этих концентраций относительно средней концентрации. К недостаткам данного способа следует отнести сложность расчета коэффициента неоднородности смеси в связи с необходимостью отбора проб смеси и вычисления концентраций ключевого компонента в пробах на основе анализа их изображений, а также корректировки с учетом случайных колебаний числа частиц ключевого компонента на поверхности наблюдения, что приводит к высокой трудоемкости, низкой скорости и точности определения качества смеси компонентов, различающихся по цвету.

Технической задачей изобретения является снижение трудоемкости, повышение скорости и точности определения качества смеси компонентов, различающихся по цвету (создание экспресс метода).

На фиг.1 представлены цифровые изображения исследуемой смеси модельных материалов с расчетными значениями коэффициентов неоднородности смеси компонентов, различающихся по цвету.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе определения качества смеси компонентов, различающихся по цвету, включающем анализ изображения поверхности смеси и определение коэффициента ее неоднородности, исследуемую смесь равномерно распределяют на гладкой поверхности и разделяют на необходимое число порций, получают цифровые изображения их поверхностей с построением гистограмм яркости, разделяют каждую порцию на одинаковое число частей (проб) с построением их гистограмм яркости, а коэффициент неоднородности смеси рассчитывают сравнением цифровых изображений частей (проб) порции с изображением всей порции исследуемой смеси по гистограммам яркости.

Для сравнения изображений предлагается использовать один из критериев отклонения, например квазирасстояние пересечений гистограмм Свейна-Балларда:

S = [ 1 ( j = 1 n min ( x j , y j ) / j = 1 n x j ) ] 100 % , ( 1 )

где n - количество уровней яркости;

xj, yj - количество пикселей j-го уровня яркости для гистограмм x, y.

Способ определения качества смеси компонентов, различающихся по цвету, заключается в следующем.

По окончании процесса смешения исследуемую смесь равномерно распределяют на гладкой поверхности и разделяют на определенное число равных порций с учетом используемых условий и требований конкретного производства к минимальному объему партии смеси, что позволяет увеличить точность проведения расчетов за счет исключения влияния краевых зон, искажающих гистограмму изображения поверхности смеси, и случайных колебаний числа компонентов на поверхности наблюдения. Получают черно-белое цифровое изображение поверхности данных порций исследуемой смеси. Осуществляют построение их гистограмм яркости. Разделяют полученные изображения порций на определенное число частей (проб) k равной площади с учетом используемых условий и требований конкретного производства к минимальному размеру и количеству анализируемых проб. Происходит построение гистограмм яркости изображений каждой части (пробы) k с последующим их сравнением с гистограммой яркости изображения всей порции смеси по формуле (1). Качество смеси компонентов определяется с использованием коэффициента неоднородности Vc.

V c = 100 S т р 1 k ( S i S т р ) 2 / ( k 1 ) , ( 2 )

где k - число частей (проб) порции смеси; Si - отклонение гистограммы яркости изображения i-й части (пробы) порции от гистограммы яркости изображения всей порции смеси; Sтр - требуемое значение отклонения изображений.

Требуемое значение отклонения изображений может задаваться или вычисляться по формуле:

S т р = i = 1 k S i / k , ( 3 )

Способ определения качества смеси компонентов, различающихся по цвету, проверен на модельных материалах. Использовались двухкомпонентные смеси (смесь черного (25%) и желтого пшена (75%)). Смешение осуществлялось в лабораторном барабанном смесителе. Исследуемую смесь помещали на ленточный транспортер, равномерно распределяя на поверхности, разделяли ее на равные порции квадратной формы с учетом ширины ленты b (фиг.1) и получали их цифровое изображение поверхности смеси с построением гистограмм яркости. Равномерное распределение на гладкой поверхности и разделение смеси на порции позволяет получить четкие изображения краевых зон без искажения гистограмм яркости и снижает вероятность случайных колебаний числа компонентов на поверхности наблюдения. Изображения поверхностей порций представляли собой квадрат со стороной 1500 пикселей и разрешением 72 dpi. Изображения порций разбивались на 25 равных частей (проб)(k=25), для каждой части строилась гистограмма яркости. Производилось сравнение гистограмм яркости каждой части (пробы) порции смеси с использованием критерия отклонения по формуле (1) (Si) с гистограммой яркости изображения всей порции смеси и определялся коэффициент неоднородности Vc по формуле (2). Осуществлялся отбор проб из исследуемых порций смесей и их анализ на содержание ключевого компонента путем расчета коэффициента неоднородности ( V C ф а к т ) по известной традиционной методике [см. кн. Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов - М.: Машиностроение, 1973]. Результаты расчетов коэффициента неоднородности предложенным и традиционным способами показали их удовлетворительную сходимость (фиг.1).

Способ определения качества смеси компонентов, различающихся по цвету, включающий анализ изображения поверхности смеси и определение коэффициента ее неоднородности, отличающийся тем, что исследуемую смесь равномерно распределяют на гладкой поверхности, разделяют на необходимое число порций, получают цифровые изображения их поверхностей с построением гистограмм яркости, разделяют каждую порцию на одинаковое число частей - проб с построением их гистограмм яркости, а коэффициент неоднородности смеси рассчитывают сравнением цифровых изображений частей - проб порции с изображением всей порции исследуемой смеси по гистограммам яркости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии производства многокомпонентных гетерогенных смесей и может быть использовано в лакокрасочной, фармацевтической промышленности при анализе степени однородности как готовой многокомпонентной гетерогенной композиции, так и ее полуфабрикатов.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способам анализа качества смеси сыпучих материалов, в том числе содержащих наноструктурированные компоненты.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. .

Изобретение относится к спектрометрии. .

Изобретение относится к металлургии. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способам и устройствам для цветовой классификации объекта или их поверхностей на основе анализа цветовых параметров объекта, и может быть использовано для решения различных прикладных задач, например для сортировки полезных ископаемых и их селекции, для сортировки промышленных или бытовых отходов, для контроля качества продуктов или промышленных изделий и т.д.

Изобретение относится к контрольно-измерительной техники и предназначено для контроля токсичности выбросов автомобилей. .

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, а именно к устройству для отбора проб силоса. Пробоотборник содержит зонд с заостренной режущей кромкой в нижней части, фланец с фаской в верхней, к которому соосно прикреплена штанга меньшего диаметра с мерной шкалой, и извлекатель пробы.

Изобретение относится к устройству для отбора проб уплотненных кормов. Устройство для отбора проб силоса содержит зонд с заостренной режущей кромкой в нижней части, фланец в верхней, к которому жестко прикреплена штанга с мерной шкалой, и извлекатель пробы.

Изобретение относится к области медицины, а именно к патологической анатомии. Для оценки кровоснабжения левой половины толстого кишечника в эксперименте на человеческом трупе проводят поочередное введение раствора красителя в верхнюю брыжеечную артерию, внутренние подвздошные артерии и в нижнюю брыжеечную артерию с последующим визуальным наблюдением за распространением и интенсивностью окрашивания тканей кишечника красителем.

Изобретение относится к области стендовых испытаний газотурбинных авиационных двигателей, а именно к комплексу для отбора проб воздуха из компрессора газотурбинного авиационного двигателя (ГТД).
Изобретение относится к судебной медицине. Для диагностики причины смерти от механической асфиксии проводят секционное исследование головного мозга.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля состава выхлопных газов, определения мощности и выбросов загрязняющих веществ и диагностирования состояния технологических установок.

Изобретение относится к устройству для океанологических и геологических исследований и предназначено для отбора проб воды в придонном слое водоемов с целью изучения состава и концентрации растворенных в воде газов.

Изобретение относится к устройству для автоматического отбора проб в приземном слое атмосферы и может быть использовано при создании техники дистанционного автоматического отбора проб воздуха в приземном слое атмосферы для оценки содержания загрязняющих веществ и динамики их распространения на территориях, прилегающих к наземным стационарным и передвижным источникам загрязнения окружающей среды.

Изобретение относится к устройству для автоматического отбора проб в приземном слое атмосферы и может быть использовано при создании техники дистанционного автоматического отбора проб воздуха в приземном слое атмосферы для оценки содержания загрязняющих веществ и динамики их распространения на территориях, прилегающих к наземным стационарным и передвижным источникам загрязнения окружающей среды.

Изобретение относится к фармацевтической химии, в частности к способу получения микроэмульсионной или субмикронной эмульсионной композиции «масло-в-воде» (м/в) для чрескожной доставки по меньшей мере одного фармацевтически активного ингредиента, включающий: а) смешение первой части, содержащей одно вещество из группы, включающей животные, минеральные или растительные масла, силаны, силоксаны, эфиры, жирные кислоты, жиры или алкоксилированные спирты, и одно или более липофильное ПАВ, и второй части, содержащей воду и одно гидрофильное ПАВ, б) нагревание смеси до температуры слияния фаз, при постоянном перемешивании с получением микроэмульсии или субмикронной эмульсии «масло в воде», в) охлаждение микроэмульсии или субмикронной эмульсии, г) добавление третьей части к микроэмульсии или субмикронной эмульсии при температуре от 2°С до температуры слияния фаз, третья часть при необходимости предварительно смешана и нагрета до растворения компонентов и содержит один компонент, выбранный из группы, включающей поверхностно-неактивные соединения амфифильного типа, ПАВ и воду, при условии, что если третья часть содержит воду, она также содержит и поверхностно-неактивное соединение амфифильного типа и/или ПАВ.
Наверх