一种基于动态图像分析的砂分类装置的制作方法

本技术属于岩土工程，具体涉及一种基于动态图像分析的砂分类装置。

背景技术：

1、在许多岩土工程勘探项目中，砂体识别是一个重要的要求。了解砂的类型有助于估计土壤的物理和力学特性。传统上，筛分分析是岩土工程中砂土粒度分布的标准方法，按颗粒直径可将砂分为粗沙、中沙和细沙等不同级别，这种分类方法简单明了，易于操作，并且能够满足大部分实际需求。筛网分析的缺点是费时费力，并且当颗粒小于300μm时，结果缺乏分辨率，颗粒形状的表征更加困难；土力学上使用有效应力参数来定义不同类别；水文地质上使用渗透系数来衡量渗流能力等。尽管以上提到了几种常见且普遍应用于实践中的分类方法，但每一种都存在着局限性和缺点。所以有必要研发一种基于动态图像分析的砂分类装置，既易于操作，又可以表征颗粒形状。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种基于动态图像分析的砂分类装置解决了现有砂分类缺乏分辨率，颗粒形状的表征较为困难的问题。

2、为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于动态图像分析的砂分类装置，包括振动送料系统、固定设置在振动送料系统上的漏斗、设置在振动送料系统下方的图像分析仪、设置在图像分析仪侧面的脉冲激光器、设置在图像分析仪远离脉冲激光器一侧的高帧频摄像机和设置在图像分析仪的下方的砂粒筛分系统；

3、本实用新型的有益效果为：基于动态图像分析的砂分类装置通过漏斗将砂粒均匀地倒入振动送料系统中，避免了砂粒的堆积和堵塞现象；图像分析仪是该装置的核心组件之一，主要功能是对砂粒进行图像分析，通过高帧频摄像机捕捉砂粒的图像信息，能够实时监测砂粒的形状、颜色、大小等特征，利用图像处理算法进行自动分类；脉冲激光器发出的短脉冲光束，可以照亮砂粒，使其在高帧频摄像机下形成清晰的图像；高帧频摄像机具有较高的采样速度，可以捕捉到砂粒在运动过程中的细节和变化，通过高帧频摄像机的使用，可以获取更多的图像信息，提高图像分析的精度和准确性；高帧频摄像机捕获砂粒形状传输到图像分析仪，砂粒筛分系统依靠设定的分类依据将砂粒分类。

4、基于动态图像分析的砂分类装置通过自动化操作、提高分类准确性和效率、实时监测砂粒质量等方面的优势，为砂粒分类过程带来了显著的改进和优化。

5、进一步地，上述基于动态图像分析的砂分类装置，振动送料系统包括与漏斗固定连接的输送槽和设置在输送槽内部的振动器。

6、采用上述进一步方案的有益效果是：振动送料系统通过控制振动器的频率和幅度，可以实现砂粒的均匀供料，为后续的图像分析提供稳定的样本。

7、进一步地，上述基于动态图像分析的砂分类装置，砂粒筛分系统包括控制器、筛分设备、设置在筛分设备上部的风机和设置在筛分设备下部的出料口，控制器与图像分析仪、高帧频摄像机和筛分设备电连接。

8、采用上述进一步方案的有益效果是：通过控制器与图像分析仪、高帧频摄像机和筛分设备的连接，系统可以实现自动化控制，无需人工干预，砂粒筛分系统依靠设定的分类依据，使用风机将不同的砂颗粒通过吹快速强劲风的形式吹到筛分设备的不同位置，由出料口将分类好的砂粒排出。

9、进一步地，上述基于动态图像分析的砂分类装置，图像分析仪的内部设置变频率吹风机。

10、采用上述进一步方案的有益效果是：通过内部设置变频率吹风机，可以调节风速和风向，使砂粒在图像分析仪内部360度旋转，砂粒可以从不同角度被摄像机捕获，更全面地展现其形状特征，减少了遗漏或误判的可能性；还可以保证每个砂粒在图像分析仪中有足够的被高帧频摄像机捕获时间，从而提高了砂粒形状分析的准确性。

11、进一步地，上述基于动态图像分析的砂分类装置，图像分析仪上靠近脉冲激光器的一侧设置光束扩展装置。

12、采用上述进一步方案的有益效果是：光束扩展装置可以将脉冲激光器发出的光束进行扩展，使其在目标物体上形成更大的照射面积，可以增加被照射物体的细节信息，提高图像的分辨率，防止图像模糊，从而更准确地进行图像分析。

13、进一步地，上述基于动态图像分析的砂分类装置，图像分析仪上靠近高帧频摄像机的一侧设置物镜。

14、采用上述进一步方案的有益效果是：物镜的作用是将颗粒的尺寸进行放大，提高图像的清晰度和细节展示，从而提高砂粒分类的准确性。

15、进一步地，上述基于动态图像分析的砂分类装置，高帧频摄像机捕捉颗粒图像的频率为175赫兹。

16、采用上述进一步方案的有益效果是：高帧频摄像机以每秒175帧的频率捕捉颗粒图像，相比低帧频摄像机，可以提供更多的图像信息，可以获得更高的时空分辨率，即更多的图像细节和更准确的时间序列数据；高帧频摄像机可以捕捉到颗粒在砂分类装置中的运动轨迹和变化过程，可以获取颗粒的速度、加速度、位移等运动参数，从而更精确地了解颗粒的运动规律，更好地掌握颗粒的运动状态，提高分类的准确性和效率。

17、进一步地，上述基于动态图像分析的砂分类装置，图像分析仪顶部和底部设置通孔。

18、采用上述进一步方案的有益效果是：图像分析仪顶部和底部的通孔连接振动送料系统和砂粒筛分系统，使砂粒靠重力连续下落，减少砂粒在图像分析仪中的堵塞和卡阻现象，保证砂粒的顺畅通过图像分析仪，避免因堵塞和卡阻导致的设备故障和停机时间，提高设备的稳定性和可靠性。

19、进一步地，上述基于动态图像分析的砂分类装置，设置变频率吹风机的风速和砂粒下落的速率成正比。

20、采用上述进一步方案的有益效果是：变频率吹风机通过砂粒的速率调节风速和风向，砂粒速率越快，风速越快，是为了砂粒在图像分析仪更好地被高帧频摄像机捕获形态。

21、本实用新型的有益效果为：该基于动态图像分析的砂分类装置通过使用图像分析仪、高帧频摄像机和脉冲激光器，能够对砂粒进行精确的分类；振动送料系统可以将砂粒按照一定的速率输送到图像分析仪内部，而砂粒筛分系统可以根据分类结果对砂粒进行筛分，实现自动化的砂粒处理过程；图像分析仪上设置了光束扩展装置和物镜，光束扩展装置可以使激光束在砂粒上形成更均匀的照射，提高图像的质量，物镜可以对颗粒图像进行放大，使得分类更加准确。

22、本装置通过自动化操作、高效准确的分类技术以及吹风机、光束扩展装置和物镜的应用，能提高砂粒分类的工作效率和分类准确性，具有较大的实用价值。

技术特征：

1.一种基于动态图像分析的砂分类装置，其特征在于，包括振动送料系统(2)、固定设置在振动送料系统(2)上的漏斗(1)、设置在振动送料系统(2)下方的图像分析仪(5)、设置在图像分析仪(5)侧面的脉冲激光器(3)、设置在图像分析仪(5)远离脉冲激光器(3)一侧的高帧频摄像机(7)和设置在图像分析仪(5)下方的砂粒筛分系统(9)。

2.根据权利要求1所述的基于动态图像分析的砂分类装置，其特征在于，所述振动送料系统(2)包括与漏斗(1)固定连接的输送槽和设置在输送槽内部的振动器。

3.根据权利要求1所述的基于动态图像分析的砂分类装置，其特征在于，所述砂粒筛分系统(9)包括控制器、筛分设备、设置在筛分设备上部的风机和设置在筛分设备下部的若干个出料口，所述控制器与图像分析仪(5)、高帧频摄像机(7)和筛分设备电连接。

4.根据权利要求1所述的基于动态图像分析的砂分类装置，其特征在于，所述图像分析仪(5)的内部设置变频率吹风机(8)。

5.根据权利要求1所述的基于动态图像分析的砂分类装置，其特征在于，所述图像分析仪(5)上靠近脉冲激光器(3)的一侧设置光束扩展装置(4)。

6.根据权利要求1所述的基于动态图像分析的砂分类装置，其特征在于，所述图像分析仪(5)上靠近高帧频摄像机(7)的一侧设置物镜(6)。

7.根据权利要求1所述的基于动态图像分析的砂分类装置，其特征在于，所述高帧频摄像机(7)捕捉颗粒图像的频率为175赫兹。

8.根据权利要求1所述的基于动态图像分析的砂分类装置，其特征在于，所述图像分析仪(5)的顶部和底部设置通孔。

9.根据权利要求4所述的基于动态图像分析的砂分类装置，其特征在于，设置所述变频率吹风机(8)的风速和砂粒下落的速率成正比。

技术总结本技术公开了一种基于动态图像分析的砂分类装置，包括振动送料系统、固定设置在振动送料系统上的漏斗、设置在振动送料系统下方的图像分析仪、设置在图像分析仪侧面的脉冲激光器、设置在图像分析仪远离脉冲激光器一侧的高帧频摄像机和设置在图像分析仪下方的砂粒筛分系统，图像分析仪的内部设置变频率吹风机，图像分析仪上靠近脉冲激光器的一侧设置光束扩展装置，图像分析仪上靠近高帧频摄像机的一侧设置物镜；振动送料系统包括与漏斗固定连接的输送槽和设置在输送槽内部的振动器；砂粒筛分系统包括控制器、筛分设备、风机和若干个出料口。本技术可以有效地实现对砂料的自动分类和筛分，提高了工作效率和产品质量。技术研发人员：王清江受保护的技术使用者：王清江技术研发日：20230922技术公布日：2024/7/9