一种污泥固化土颗粒检测装置的制作方法

本发明属于泥土固化检验，具体而言，涉及一种污泥固化土颗粒检测装置。

背景技术：

1、污泥是城市污水处理过程中不可避免产生的副产品,其主要成分包括水、有机质、无机矿物质等。传统的污泥处理方法主要有焚烧、堆肥、填埋等,但这些方法存在着成本高、环境污染严重等问题。因此,近年来逐渐兴起了将污泥制成固化土的技术。所谓污泥固化土,是指将污泥与水泥、石灰等无机胶凝材料混合,经过固化处理后制成的一种新型建筑材料,具有较高的强度和较好的耐久性。

2、污泥固化土作为一种环保型建筑材料,在城市基建、道路工程等领域有着广泛的应用前景。例如,可用于制造各类预制构件,如路基、护坡、挡土墙等；也可用于现场原位固化,修复城市内部的边坡、堤坝等。与传统的砂石料相比,污泥固化土具有成本低、环境负荷小的优势,在促进城市基础设施建设和污泥资源化利用方面具有重要意义。

3、然而,现有的污泥固化土生产技术仍存在一些问题。首先,现行的检测方法主要依赖人工取样和人工笁分,效率较低,很难实现对颗粒尺寸分布的快速、连续检测。其次,固化土颗粒的尺寸分布直接影响其强度和稳定性,但现有技术难以全面准确地评估其颗粒特性。再次,在实际生产过程中,由于原料配比、固化条件等因素的不可控性,很难保证固化土产品的质量均匀性。因此,迫切需要开发一种新型的污泥固化土颗粒检测装置,以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种污泥固化土颗粒检测装置，能够提高污泥固化土颗粒的检测速度。

2、本发明是这样实现的：

3、本发明提供一种污泥固化土颗粒检测装置，其中，包括：检测箱体、驱动机构、升降机构、检测机构以及污泥固化土颗粒分析系统；所述检测箱体呈长方体状，检测箱体的顶部设置有进料口，检测箱体的底部设置有出料口；所述检测箱体的内部横向设置有筛板组件，筛板组件将检测箱体内部空间分隔为上腔室和下腔室；所述筛板组件包括固定框架和筛板本体，固定框架通过螺栓固定在检测箱体的内壁上，筛板本体通过边框安装在固定框架上；所述筛板本体上设置有多个检测孔，检测孔呈阵列分布；所述驱动机构包括驱动电机和偏心轮，驱动电机通过电机座固定安装在检测箱体的外壁上，偏心轮与驱动电机的输出轴固定连接；所述检测箱体的底部设置有减震支撑组件，减震支撑组件包括底座和减震弹簧，底座呈矩形，在底座的四角均匀布置有减震弹簧。

4、本发明提供的一种污泥固化土颗粒检测装置的技术效果如下：本发明提出了一种污泥固化土颗粒检测装置,能够实现对颗粒尺寸分布的快速、连续检测,并同时监测颗粒的振动特性和形变特性。相比现有技术,本发明具有以下优势:

5、1.自动化程度高,可实现对颗粒尺寸数据的实时采集和分析,极大提高了检测效率,避免了人工篩分的繁琐操作。

6、2.可同步采集颗粒的振动信号和形变信号,通过分析这些数据,能够更全面、准确地评估颗粒的物理特性,为工艺优化和质量控制提供依据。

7、3.内置智能算法,能够自动剔除异常数据,提高检测结果的可靠性；同时,能够实时计算颗粒尺寸分布的均匀度系数,及时发现质量异常,为生产过程控制提供反馈。

8、4.采用模块化设计,各功能单元可灵活组合,满足不同生产规模和检测需求的定制化要求。

9、因此,本发明的污泥固化土颗粒检测装置,能够有效解决现有技术中存在的效率低、检测不全面、质量控制困难等问题,为污泥固化土的工业化生产提供可靠的技术支撑。

10、在上述技术方案的基础上，本发明的一种污泥固化土颗粒检测装置还可以做如下改进:

11、其中，所述固定框架包括主框架和加强筋；所述主框架呈矩形，主框架的四周均布设置有多个固定孔；所述加强筋呈十字交叉状固定在主框架的内侧，加强筋与主框架之间采用焊接方式固定连接；所述边框通过螺栓固定在主框架上。

12、进一步的，所述升降机构包括升降框架、丝杆和手轮；所述升降框架包括立柱和横梁，立柱固定在检测箱体的两侧，横梁连接在两根立柱之间；所述丝杆竖直设置在立柱内部，丝杆的顶端与手轮固定连接，丝杆的底端通过轴承座与立柱转动连接；所述横梁上设置有与丝杆配合的螺纹孔，横梁通过螺纹孔与丝杆形成升降传动配合。

13、进一步的，所述检测机构包括称重传感器和应变片；所述称重传感器固定安装在检测箱体的下腔室内，称重传感器的顶部设置有接料盘；所述应变片设置在筛板本体的下表面，用于检测筛板本体的形变量；所述筛板本体采用弹性钢板制成；所述筛板本体上的检测孔径由上至下依次减小；所述检测孔的孔径范围为1毫米至50毫米；所述检测孔的内壁光滑无毛刺。

14、进一步的，所述检测箱体的进料口处设置有进料斗，进料斗呈漏斗状；所述进料斗的上部为方形开口，下部为圆形出口；所述进料斗与检测箱体之间通过法兰盘连接，法兰盘上均匀布置有多个螺栓孔；所述检测箱体的出料口处设置有挡料组件；所述挡料组件包括挡板和操作杆，挡板通过铰链转动连接在出料口处，操作杆固定在挡板的一端；所述挡板在重力作用下呈闭合状态；所述检测箱体的内壁设置有防护层；所述防护层采用耐磨橡胶材料制成；所述防护层通过粘接剂与检测箱体的内壁固定连接。

15、进一步的，还包括补偿传感器组，具体是位置传感器、速度传感器、加速度传感器、温湿度传感器、气压传感器、激光粒度仪、工业相机、位移传感器和振动传感器；其中，所述位置传感器采用光电位置传感器，安装在检测箱体的内壁上，呈圆周阵列分布；所述速度传感器采用激光多普勒测速传感器，安装在检测箱体的侧壁上；所述加速度传感器采用压电式加速度传感器，安装在检测箱体的外壁上；所述温湿度传感器和气压传感器安装在检测箱体的内部；所述激光粒度仪安装在检测箱体的侧壁上，与检测区域之间设有测量窗口；所述工业相机安装在检测箱体的顶部，对准检测区域；所述位移传感器采用涡流位移传感器，安装在筛板组件的支撑架上；所述振动传感器为多个，安装在每一个筛板本体上。

16、进一步的，所述污泥固化土颗粒分析系统包括单片机、显示器、颗粒尺寸检测器、补偿传感器组、数据采集器、报警器；所述单片机与所述显示器、所述颗粒尺寸检测器、所述补偿传感器组、所述数据采集器、所述报警器电连接；所述单片机内设置有颗粒分析模块，用于分析污泥固化土颗粒的尺寸分布及检测数据的有效性；所述颗粒分析模块运行时，用于执行以下步骤：

17、s10、采集振动传感器在预设时间段内的振动信号，根据所述振动信号确定振动检测窗口；

18、s20、在所述振动检测窗口内采集颗粒尺寸检测器输出的颗粒尺寸数据，并记录每个所述颗粒尺寸数据对应的采集时刻；

19、s30、计算相邻两个采集时刻之间的时间间隔，将所述时间间隔与预设阈值进行比对，剔除大于所述预设阈值的时间间隔对应的颗粒尺寸数据；

20、s40、对所述振动检测窗口内的振动信号进行频谱分析，得到振动频率分布曲线，将所述振动频率分布曲线与标准振动曲线进行对比，确定振动异常时段；

21、s50、剔除所述振动异常时段内采集的颗粒尺寸数据，得到有效颗粒尺寸数据序列；

22、s60、将所述有效颗粒尺寸数据序列按照尺寸大小进行分级，统计每个尺寸等级的颗粒数量，生成颗粒尺寸分布曲线；

23、s70、判断所述有效颗粒尺寸数据序列的数据量是否满足统计要求，当不满足统计要求时，通过所述报警器发出提示信号；

24、s80、计算所述颗粒尺寸分布曲线的均匀度系数，将所述均匀度系数与预设范围进行比对，当所述均匀度系数超出所述预设范围时，通过所述报警器发出警报信号；

25、s90、在所述显示器上显示所述颗粒尺寸分布曲线、所述均匀度系数以及检测结果的有效性评价。

26、进一步的，所述预设阈值确定的步骤，具体包括：

27、步骤1、建立颗粒运动微分方程组，所述颗粒运动微分方程组包括颗粒下落速度方程、颗粒受力平衡方程、颗粒加速度方程及颗粒位移方程；

28、步骤2、建立振动影响方程组，所述振动影响方程组包括振动位移方程、振动速度方程、振动加速度方程及振动周期方程；

29、步骤3、基于采集的颗粒位置信息、颗粒下落速度信息、振动加速度信息以及检测区域环境参数信息，将所述颗粒运动微分方程组与所述振动影响方程组联立求解，得到颗粒通过检测区域的理论时间间隔分布曲线；

30、步骤4、根据所述理论时间间隔分布曲线的均值与标准差，确定所述预设阈值为均值加三倍标准差。

31、进一步的，判断所述有效颗粒尺寸数据序列的数据量是否满足统计要求的标准是所述有效颗粒尺寸数据序列中颗粒总数不小于1000个且连续采样时间不小于300秒。

32、进一步的，所述预设范围确定的步骤，具体包括：

33、步骤a、建立颗粒分布特征方程组，所述颗粒分布特征方程组包括颗粒尺寸分布密度方程、颗粒累计分布方程、颗粒特征尺寸方程及颗粒分散度方程；

34、步骤b、建立均匀度评价方程组，所述均匀度评价方程组包括均匀度系数计算方程、不均匀度系数方程、曲率系数方程及梯度系数方程；

35、步骤c、基于采集的颗粒粒径分布信息、颗粒形貌特征信息以及检测系统运行状态信息，将所述颗粒分布特征方程组与所述均匀度评价方程组代入蒙特卡洛模拟计算，获得不同工况下的均匀度系数分布；

36、步骤d、根据所述均匀度系数分布的置信区间，确定所述预设范围为均匀度系数分布的95％置信区间。

37、与现有技术相比较，本发明提供的一种污泥固化土颗粒检测装置的有益效果是：本发明提出了一种污泥固化土颗粒检测装置,能够实现对颗粒尺寸分布的快速、连续检测,并同时监测颗粒的振动特性和形变特性。相比现有技术,本发明具有以下优势:

38、1.自动化程度高,可实现对颗粒尺寸数据的实时采集和分析,极大提高了检测效率,避免了人工篩分的繁琐操作。

39、2.可同步采集颗粒的振动信号和形变信号,通过分析这些数据,能够更全面、准确地评估颗粒的物理特性,为工艺优化和质量控制提供依据。

40、3.内置智能算法,能够自动剔除异常数据,提高检测结果的可靠性；同时,能够实时计算颗粒尺寸分布的均匀度系数,及时发现质量异常,为生产过程控制提供反馈。

41、4.采用模块化设计,各功能单元可灵活组合,满足不同生产规模和检测需求的定制化要求。

42、因此,本发明的污泥固化土颗粒检测装置,能够有效解决现有技术中存在的效率低、检测不全面、质量控制困难等问题,为污泥固化土的工业化生产提供可靠的技术支撑。