一种提升浮选泡沫质量的控制装置及方法
专利汇可以提供一种提升浮选泡沫质量的控制装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种提升浮选 泡沫 质量 的控制装置及方法。控制装置由 控制器 、空气调节 阀 门 、矿料调节阀门、 电动机 驱动器 、电动机、工业摄像头和搅拌 叶轮 组成，泡沫指矿浆和空气经过搅拌叶轮进行混合并上升到液体表面形成浮选泡沫层，矿料的输送速度和进气速度分别由矿料调节阀门和空气调节阀门控制，其中搅拌叶轮的转速由电动机驱动器控制 电机 进行调节。矿料指矿物和浮选药剂的 水 化混合物。本发明通过工业摄像头采集表层泡沫的图像，送入控制器分析泡沫的特征并根据试验采集的 数据库 利用基于最小二乘的最优解匹配 算法 计算控制输出控制电动机驱动器及电动机的转速、空气调节阀门和矿料调节阀门的开度，从而获得质量更加优良的浮选泡沫。，下面是一种提升浮选泡沫质量的控制装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种提升浮选泡沫质量的控制装置，其特征在于：包括控制器(1)、进气阀门(5)、矿料调节阀门(6)、电动机驱动器(3)、电动机(4)、工业摄像头(2)、搅拌叶轮(7)和浮选槽(8)，浮选槽(8)为圆柱形或长方体形，侧面开有矿料入口，搅拌叶轮(7)水平安装在浮选槽的底部，由电动机(4)驱动，电动机驱动器(3)根据控制器(1)的控制信号控制电动机(4)的转速，调节搅拌叶轮(7)的转速vγ；进气装置(10)的出口经空气调节阀门(5)接空气输送管道(14)，空气输送管道(14)末端置于浮选槽(8)底部搅拌叶轮(7)的中心，空气经过空气输送管道(14)输送到浮选槽底部；矿料经矿料调节阀门(6)连接到矿料入口，空气调节阀门(5)和矿料调节阀门(6)通过开度分别控制进气速度和矿料输送速度，两阀门均为电动阀门，开度控制来自控制器(1)的控制信号；空气调节阀门(5)开度为ηα，阀门系数kα，空气流速为vα＝kαηα；矿料调节阀门(6)开度为ηβ，阀门系数kβ，矿料流速为vβ＝kβηβ；工业摄像机(2)安装在浮选槽(8)上方，通过视频同轴电缆连接到控制器(1)输入端，控制器(1)输出端分别连接到电动机驱动器(3)、空气调节电动阀门(5)和矿料调节电动阀门(6)。
2.一种如权利要求1所述的提升浮选泡沫质量的控制装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：连续1000次调节浮选装置的电动机转速、进气阀门开度和矿料阀门开度，同时记录图像数据 矿料流速vβ(t)、空气流速vα(t)和搅拌叶轮转速vγ(t)；t＝1,2,3,...,
1000为整数，表示采样次序； 表示第t次采样得到的图像数据；vβ(t)表示第t次采样得到的矿料流速；vα(t)表示第t次采样得到的空气流速；vγ(t)表示第t次采样得到的搅拌叶轮转速；
步骤2：提取图像数据 的图像特征矩阵 ξn(t)为从第
t次采样得到的图像数据 中提取的第n个特征变量的值；分别取t＝1,2,3,...,1000，将第t次采样得到的图像数据 对应的图像特征矩阵 与最优图像特征矩阵Dm＝[ξ1m ξ2m...ξnm]相减得到特征差异矩阵
步骤3：根据空气流速vα(t)得到空气流速的变化Δvα(t)：
同理得到矿料流速的变化Δvβ(t)和搅拌叶轮转速的变化Δvγ(t)：
步骤4：建立浮选泡沫参考数据库Data＝[TD V]，TD表示图像特征差异数据库，V表示设备参数变化数据库，TD和V分别定义为：
浮选泡沫参考数据库Data中共包含1000组数据，TD和V逐行对应形成映射关系，记为f()；
步骤5：工业摄像头得到的当前浮选泡沫图像数据X由控制器提取当前图像特征矩阵D＝[ξ1 ξ2...ξn]；
步骤6：计算当前图像特征矩阵D与最优图像特征矩阵Dm＝[ξ1m ξ2m...ξnm]的当前特征差异矩阵ΔD＝D-Dm，控制器根据当前特征差异矩阵ΔD和浮选泡沫参考数据库Data进行反推求解 采用基于最小二乘的最优解匹配算法，具体流程为：
s1：求浮选泡沫参考数据库Data中TD的每组数据与当前特征差异矩阵ΔD的相关系数ρt， ρt表示图像特征差异数据库TD中的第t组数据即特征差异矩阵
与当前特征差异矩阵ΔD的相关系数；
s2：相关系数ρt从大到小排列；前3个数据为ρi、ρj和ρk，其对应于设备参数变化数据库V中的参数变化数据矩阵为：
Ji＝[Δvα(i) Δvβ(i) Δvγ(i)]
Jj＝[Δvα(j) Δvβ(j) Δvγ(j)]
Jk＝[Δvα(k) Δvβ(k) Δvγ(k)]
Ji、Jj和Jk分别表示设备参数变化数据库V的第i、j和k组数据，即第i、j和k次采样计算得到的空气流速变化数据、矿料流速变化数据和搅拌压轮转速变化数据组成的矩阵；
s3：求最小二乘匹配解J＝[Δvα Δvβ Δvγ]，J＝Ji或J＝Jj或J＝Jk，且J满足J2＝min(Ji2,Jj2,Jk2)，J2、Ji2、Jj2和Jk2由下式确定：
J2＝J·JT＝(Δvα)2+(Δvβ)2+(Δvγ)2
Ji2＝Ji·JiT＝[Δvα(i)]2+[Δvβ(i)]2+[Δvγ(i)]2
Jj2＝Jj·JjT＝[Δvα(j)]2+[Δvβ(j)]2+[Δvγ(j)]2
Jk2＝Jk·JkT＝[Δvα(k)]2+[Δvβ(k)]2+[Δvγ(k)]2
s4：s3求得的最小二乘匹配解J即是设备参数变化数据矩阵的最终结果，J包含有三个变量，分别对应矿料流速、空气流速和搅拌叶轮转速的变化量；
步骤7：控制器根据步骤6的计算结果J＝[Δvα Δvβ Δvγ]乘以系数矩阵
得到相应的阀门开度及搅拌叶轮速度的变化输出控制信号；
步骤8：空气调节阀门、矿料调节阀门和电动机驱动器接收到控制信号调节阀门开度和搅拌叶轮速度使得浮选泡沫产生相应的变化；
步骤9：跳转至步骤5，重复执行。
3.如权利要求2所述的提升浮选泡沫质量的控制装置的控制方法，其特征在于：步骤2所述提取图像数据 的图像特征 中，n＝3，图像特征分别是
泡沫尺寸、灰度及熵值。
一种提升浮选泡沫质量的控制装置及方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
特征对于锌浮选泡沫质量判断具有关键作用，其最能明显表征锌浮选泡沫的质量，对于其他矿物的浮选，可根据浮选矿物不同选择相应的3个或多个其他关键特征进行判别。
数是一种复杂的非线性映射关系；
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