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原文传递一种物料均匀性检测设备及检测方法

专利名称：	一种物料均匀性检测设备及检测方法
摘要：	本发明属于新能源检测技术领域，具体涉及一种物料均匀性检测设备及方法。本发明的目的是针对目前生物质浆料均匀性状态难以量化的问题，提供一种能够满足生物质浆料等多元化物料的检测需要的物料均匀性检测设备。所述样品池在旋转升降装置的带动下进行升降螺旋运动，对样品池以一定轨迹形式进行数据采集，通过将多次测量的大量透射光光强值与高度之间的关系建立图像分别显示水平分层的均匀性和竖直方向的均匀性，以此来判断物料样品整体的均匀性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国农业大学
发明人：	刘志丹;杨睿;曾宇斐;冯刚锋
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910681037.8
公开号：	CN110411978A
代理机构：	北京中安信知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	徐林
分类号：	G01N21/359(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100083 北京市海淀区清华东路17号
主权项：	1.一种物料均匀性检测设备，其特征在于：所述设备包括检测单元和操作控制与信号处理单元；检测单元包括呈箱体形状的样品检测箱体；样品检测箱体包括样品检测箱体内壳(7)；样品检测箱体内壳(7)被隔板(22)分隔为明室(1)和暗室(2)，在明室(1)与暗室(2)之间设有样品室(3)，样品室(3)通过所述隔板(22)与样品检测箱体内壳(7)相连；明室(1)中设有近红外光源(4)和光源固定支架(5)；其中，所述近红外光源(4)通过光源固定支架(5)固定在明室(1)的样品检测箱体内壳(7)上；暗室(2)的样品检测箱体内壳(7)上设有光传感器(6)；样品室(3)与隔板(22)平行的两个壁面上对称设有至少两个透光口，靠近明室(1)一侧的为第一透光口(9)，靠近暗室(2)一侧的为第二透光口(10)，第一透光口(9)和第二透光口(10)的连线垂直于隔板(22)；近红外光源(4)与光传感器(6)位于所述样品室(3)的两侧，近红外光源(4)、第一透光口(9)、第二透光口(10)和光传感器(6)位于同一条直线上，形成检测光路，使得近红外光源(4)发出的光信号能够通过样品室(3)的第一透光口(9)和第二透光口(10)被光传感器(6)接收；旋转升降装置(12)固定在样品检测箱体底部，样品室(3)固定在旋转升降装置(12)之上；旋转升降装置(12)包括旋转升降装置壳体、导轨(15)、滑块(16)、低速电机(17)、上部联轴器(181)、下部联轴器(182)、丝杆(19)和固定螺母(20)，其中，旋转升降装置壳体的壁面沿竖直方向设有至少一条导轨(15)，所述导轨(15)上设有滑块(16)，所述滑块(16)上设有低速电机(17)；所述丝杆(19)的顶端位于样品室(3)的内部，通过上部联轴器(181)与样品池支撑支架(21)连接；样品池支撑支架(21)与其上方的样品池(11)固定连接；丝杆(19)向下穿过旋转升降装置壳体的上端，所述丝杆(19)上套有一固定螺母(20)，所述固定螺母(20)固定在旋转升降装置壳体的上端，丝杆(19)的底端与低速电机(17)的动力输出轴通过下部联轴器(182)连接；当丝杆(19)位于其最上方位置时，样品池(11)的底部至少不低于近红外光源(4)、第一透光口(9)、第二透光口(10)和光传感器(6)形成的检测光路，从而在低速电机(17)的驱动下，样品池(11)能够向下旋转通过近红外光源(4)、第一透光口(9)、第二透光口(10)和光传感器(6)形成的检测光路；操作控制与信号处理单元包括数据采集传输模块(13)和数据处理模块(14)；数据采集传输模块(13)分别与光传感器(6)和数据处理模块(14)电连接。 2.如权利要求1所述的物料均匀性检测设备，其特征在于：所述样品池支撑支架(21)能够根据样品池(11)的大小进行调节。 3.一种利用权利要求1或2所述的物料均匀性检测设备的物料均匀性检测方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤： 1、在初始状态，旋转升降装置(12)的丝杆(19)位于其最上方位置，样品池(11)的底部不低于检测光路；将物料样品放入样品池(11)中，数据采集传输模块(13)自动检测所述样品池(11)是否已经放置好，并检测所述物料样品的液面高度是否到达满足检测要求高度； 2、物料样品放入样品池(11)后，根据所述样品物料类别，在数据处理模块(14)选定数据库，并新建数据文件，启动物料均匀性检测； 3、在物料均匀性检测启动的同时，近红外光源(4)开启，旋转升降装置(12)启动，丝杆(19)开始下降；样品池(11)在旋转升降装置(12)的丝杆(19)的带动下，进行旋转向下运动，数据采集从样品池(11)的底部开始，对样品池(11)以一定轨迹进行数据采集，至样品高度处结束数据采集；旋转升降装置(12)的丝杆(19)以一定转速旋转且同时以一定速度下降，每隔一定时间间隔，数据采集传输模块(13)对光传感器(6)所采集的透射光光强值进行数据采集传输，并通过数据处理模块(14)进行数据处理并以预定的形式显示在仪器控制界面的控制屏上，对每层的n个数据绘制一个图像，以表示一层样品水平方向的均匀程度； 4、当设备检测到旋转升降装置(12)的丝杆(19)下降到预设高度时，数据采集结束，近红外光源(4)关闭，旋转升降装置(12)的丝杆(19)开始上升，将样品池(11)送出检测区； 5、重复步骤1～4； 6、通过将多次测量的大量透射光光强值与高度之间的关系建立图像显示，以每层的n个数据绘制一组显示图，对每个图像以平均值代表每层均匀度数据，并计算数据方差来辅助判断样品竖直方向的均匀性，以此来判断物料样品整体的均匀性；所述数据库建立在实际经验与数据基础上，通过调用实际工程中常用的物料标准样品均匀性参数，通过所述两者即测量值和标准值的数据偏差进行对比，根据预设期望大小进行偏差分析，对物料样品给出等级结果。 4.如权利要求3所述的物料均匀性检测方法，其特征在于：步骤1中，物料样品至少为15ml。 5.如权利要求3所述的物料均匀性检测方法，其特征在于：步骤3中，所述图像由数据处理模块(14)绘制，数据处理模块(14)每(1)秒采集一个透射光光强值进行记录并绘图，所述旋转升降装置(12)的丝杆(19)每转动一圈，结束一层物料样品的测量，完成n个数据的检测，所述物料样品按以上步骤被分为至少10层。 6.如权利要求3所述的物料均匀性检测方法，其特征在于：步骤3中，所述预定的形式为图像或数据的形式。 7.如权利要求3所述的物料均匀性检测方法，其特征在于：步骤3中，所述时间间隔为1s。 8.如权利要求3所述的物料均匀性检测方法，其特征在于：步骤6中，所述等级结果为“满足要求”“基本满足要求”与“不满足要求”三个等级。 9.如权利要求3所述的物料均匀性检测方法，其特征在于：步骤6中，使用者能够通过对所述物料样品的检测增加数据库的内容。 10.如权利要求3所述的物料均匀性检测方法，其特征在于：步骤6中，数据处理模块(14)以图像形式显示均匀性检测结果，对每个图像以平均值代表每层均匀度数据，并计算数据方差来辅助判断样品竖直方向均匀性，与数据库标准样品进行偏差对比，给出等级结果。
所属类别：	发明专利