Способ определения качества смеси сыпучих материалов

Иллюстрации

Показать все

Способ определения качества смеси сыпучих материалов включает отбор проб из смесительного аппарата, прессование таблеток, получение цифрового изображения таблеток, определение концентрации ключевого компонента и неоднородности смеси. Предварительно приготавливают тарировочные таблетки с известной концентрацией ключевого компонента, по цифровым изображениям которых получают тарировочную зависимость концентрации ключевого компонента от яркости. Далее, цифровое изображение анализируемых таблеток разбивают на ячейки равной площади и определяют яркость каждой ячейки. Затем рассчитывают среднее арифметическое значение яркости во всех ячейках и по тарировочной зависимости определяют концентрацию ключевого компонента в таблетке. Коэффициент неоднородности пробы смеси рассчитывают по формуле:

,

где n - количество ячеек; Сi - яркость i-ой ячейки; - среднее арифметическое значение яркости во всех n ячейках. Технический результат - получение наиболее полной информации о качестве смеси сыпучих материалов, т.е. определение содержания компонентов в смеси и неоднородности (коэффициент вариации) их распределения. 2 ил.

Реферат

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способам анализа качества смеси сыпучих материалов, в том числе содержащих наноструктурированные компоненты, и может быть применено в химической, пищевой, фармацевтической, радиоэлектронной, строительной промышленности. Данный способ основан на различии отражающей способности исходных компонентов смеси.

Известен способ определения неоднородности смеси сыпучих компонентов (А.с. №1769084), состоящий в отборе проб, определении гранулометрического состава пробы и компонентов смеси и определении коэффициента неоднородности смеси в зависимости от содержания частиц одного класса в смеси и исходных компонентах. Недостатком этого способа является невозможность его использования в случае, когда компоненты пробы имеют близкий гранулометрический состав.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому способу является способ определения времени смешивания сыпучих материалов (патент РФ №2267117), состоящий из отбора пробы, прессования таблетки, сканирования таблетки (получение цифровой RGB модели) и определения гомогенности смеси по достижению заданной яркости.

Недостатком данного способа является невозможность определить содержание компонентов в пробе смеси.

Технической задачей изобретения является получение наиболее полной информации о качестве смеси сыпучих материалов, т.е. определение содержания компонентов в смеси и неоднородности (коэффициент вариации) их распределения.

Поставленная техническая задача достигается тем, что пробы отбираются из смесительного аппарата и из них прессуются таблетки. Получают цифровое RGB изображение поверхности таблетки, например, сканированием. Далее, готовят тарировочные смеси с известным содержанием ключевого компонента, например, 0, 10, 20, ..., 100%. Формуют тарировочные таблетки и получают цифровое RGB изображение поверхности тарировочных таблеток. Определяют яркость каждой тарировочной таблетки и строят тарировочную зависимость яркости от содержания ключевого компонента. Далее, цифровое изображение анализируемых таблеток разбивают на ячейки равной площади и определяют яркость каждой ячейки Сi, рассчитывают среднее арифметическое значение яркости во всех ячейках и по тарировочной зависимости определяют концентрацию ключевого компонента в анализируемой таблетке, а коэффициент неоднородности пробы смеси рассчитывают по формуле:

где n - количество ячеек;

Сi - яркость i-й ячейки;

- среднее арифметическое значение яркости во всех n ячейках.

Пример реализации способа

В качестве исследуемой смеси сыпучих материалов исследовалась композиция цеолит-глина, используемая для приготовления сорбентов влаги и газовых примесей. При этом из партии исходных материалов отбирался ряд проб: чистые материалы - в нашем случае - цеолит (цвет от белого до кремового) и глина (от темно-красного до коричневого).

Из проб приготавливались тарировочные таблетки диаметром 30 мм с содержанием цеолита 0, 30, 50, 70, 100%. После сканирования поверхности таблеток с разрешением 300 dpi и выделения квадратной области размером 240 на 240 пикселей строилась тарировочная зависимость концентрации ключевого компонента (цеолит) от яркости цифрового изображения таблетки в выделенном квадрате (фиг.1).

Далее из проб, отобранных из смесительного аппарата, формовались анализируемые таблетки с диаметром 30 мм и производилось их сканирование. В цифровом изображении анализируемых таблеток выделялась область размером 240 на 240 пикселей, которая разбивалось на ячейки размером 30 на 30 пикселей. Таким образом, изображение делилось на 64 ячейки. Затем в каждой ячейке определялась средняя яркость изображения, рассчитывалось среднее значение яркости во всех ячейках и по тарировочной зависимости определялась концентрация ключевого компонента - 78% и коэффициент неоднородности (вариации) - 0,01, характеризующий качество смеси (фиг.2).

Способ определения качества смеси сыпучих материалов, включающий отбор проб из смесительного аппарата, прессование таблеток, получение цифрового изображения таблеток, определение концентрации ключевого компонента и неоднородности смеси, отличающийся тем, что предварительно приготавливают тарировочные таблетки с известной концентрацией ключевого компонента, по цифровым изображениям которых получают тарировочную зависимость концентрации ключевого компонента от яркости, далее цифровое изображение анализируемых таблеток разбивают на ячейки равной площади и определяют яркость каждой ячейки, рассчитывают среднее арифметическое значение яркости во всех ячейках и по тарировочной зависимости определяют концентрацию ключевого компонента в таблетке, а коэффициент неоднородности пробы смеси рассчитывают по формуле

где n - количество ячеек;

Сi - яркость i-й ячейки;

- среднее арифметическое значение яркости во всех n ячейках.