專利名稱：用于煤素質(zhì)分析和測定煤中鏡煤素質(zhì)的反射率的自動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表征煤的方法，具體講該方法是用于測定煤的鏡煤素質(zhì)含量。
調(diào)配和預(yù)定焦炭質(zhì)量的模式應(yīng)用了某些由巖相學(xué)分析導(dǎo)出的參數(shù)，例如作為煤的主要成分的鏡煤素質(zhì)的反射率和比例或含量，這兩個(gè)參數(shù)的值可以用來評價(jià)煤的成焦性能。
可制成焦炭糊的煤其鏡煤素質(zhì)反射率的變化范圍為從0.5％至1.7％，其鏡煤素質(zhì)的比例在40％和85％之間。具有高成焦率的煤是用鏡煤素質(zhì)反射率(在1.1％和1.3％之間)和高鏡煤素質(zhì)含量來表征的。
為了檢驗(yàn)原材料的質(zhì)量的一致性和均勻性，以便有助于調(diào)配恒定質(zhì)量的焦炭并更好地估計(jì)煤的成本價(jià)格，所供應(yīng)的煤要以系統(tǒng)的方式進(jìn)行驗(yàn)收和監(jiān)測。
在當(dāng)今，煤的質(zhì)量控制是用人工方式完成的。為此，要使用一種涂有一種樹脂的由粉碎的煤構(gòu)成的樣品；這種樣品被拋光并放置在一臺光學(xué)顯微鏡上，該顯微鏡的放大倍數(shù)例如可以為300。
該顯微鏡裝備有一個(gè)反射儀，這個(gè)反射儀是利用具有已知的反射率的標(biāo)準(zhǔn)面校正過。
該反射率是通過按照一均勻的格柵對樣品進(jìn)行掃描在一個(gè)樣品上測量的。測量精度是所進(jìn)行測量的次數(shù)的函數(shù)。
由巖相學(xué)定義的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對于一種常規(guī)的煤要做200次測定。當(dāng)需要顯示一種染污物或一種混合物時(shí)，每次取樣必須取300或400個(gè)樣品。
煤素質(zhì)分析的要點(diǎn)是根據(jù)上文所述原理通過對樣品進(jìn)行掃描測定主要構(gòu)成成分的比例。操作者分辨確定被置于目鏡中十字線中心的煤素質(zhì)并將它出現(xiàn)的次數(shù)加起來。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，為推算不同的煤素質(zhì)(主要指殼質(zhì)煤素質(zhì)、鏡煤素質(zhì)、絲炭煤素質(zhì)、半絲炭煤素質(zhì)和惰性煤素質(zhì))的比例，需要500個(gè)樣品。
用于測量平均反射率和完成煤素質(zhì)分析的人工方法需要進(jìn)行3至6個(gè)小時(shí)的分析，這取決于所述煤所造成的困難程度。
這一分析時(shí)間很長并要求操作者始終在場；此外，該方法是十分嚴(yán)格的。這些測量值的精度低，如以上所涉及的煤素質(zhì)分析那樣。
這就是本發(fā)明推薦一種可以測定鏡煤素質(zhì)的反射率值并使煤素質(zhì)分析提高精度和縮短測量時(shí)間的自動方法的原因。
因此，本發(fā)明提供了一種用于測定煤的鏡煤素質(zhì)含量的煤的煤素質(zhì)分析的方法，該方法包括使用一種涂有樹脂的由粉碎的煤構(gòu)成的試樣、利用一臺顯微鏡通過移動試樣以便在該顯微鏡中獲得連續(xù)的掃描視場的方式對該試樣的表面進(jìn)行掃描以及測量鏡煤素質(zhì)的反射率，其特征在于以下步驟對該顯微鏡的每一掃描視場產(chǎn)生一幅具有若干灰度水平的數(shù)字化圖象；對于每一幅圖象進(jìn)行一次閾值測量，以刪除含有高于給定閾值(80％)的量的樹脂的掃描場；
避免對被刪除的掃描場的測量，因?yàn)檫@些場含有太多的缺陷(由于拋光和制備)。它們的刪除并不會使測量出現(xiàn)偏差。
對于每一個(gè)沒有刪除的掃描場完成以下分析a)測定灰度水平的分布；b)測定灰度水平的梯度；c)通過按照這樣一種方式給出灰度梯度閾值產(chǎn)生一幅二進(jìn)制圖象以便確定鏡煤素區(qū)域；d)測定所得到的鏡煤素質(zhì)區(qū)的灰度水平分布或密度；以及e)計(jì)算鏡煤素質(zhì)的反射率。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特性，通過測定該樣品的所有的鏡煤素質(zhì)區(qū)的平均灰度水平來計(jì)算鏡煤素質(zhì)的反射率。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)特性，通過測定每一個(gè)鏡煤素質(zhì)區(qū)的平均灰度水平來計(jì)算鏡煤素質(zhì)的反射率。
本發(fā)明的更一步的特性和優(yōu)點(diǎn)由以下參考附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所做的說明將更為明顯。在這些附圖中

圖1是一幅一個(gè)煤試樣的反射率的一維圖；圖2是一幅反射率分布圖；圖3是一幅修正了樹脂的孔隙度的影響的灰度水平數(shù)字化圖象的密度測定圖；圖4說明對所得到的圖象進(jìn)行的濾除作用；圖5和圖6是對根據(jù)本發(fā)明的方法的結(jié)果和利用已知類型的人工方法所得結(jié)果進(jìn)行比較的分布圖；圖7是對根據(jù)本發(fā)明的方法和已知類型的人工方法進(jìn)行比較的另一幅圖8是一幅分布圖，在圖中對利用本發(fā)明的方法和利用已知類型的人工方法所得到的測量結(jié)果已經(jīng)進(jìn)行過孔隙度影響的修正；圖9是一幅顯示煤的其他成分的分布圖；圖10是一幅說明進(jìn)行本發(fā)明的方法的一個(gè)裝置的示意圖；圖11A至11C說明在圖10的裝置中所完成的處理；圖12是一條校正曲線，它表示已知的標(biāo)準(zhǔn)面的反射率與平均灰度水平之間的關(guān)系；圖1中所示的是一幅在一個(gè)煤樣上測得的反射率的一維圖。當(dāng)在A區(qū)反射率大于2時(shí)，這涉及的是無煙煤，即一種高等級的不能練焦的煤。
鏡煤素質(zhì)是淺顏色的，顯現(xiàn)大片狀，其反射率處在B區(qū)，即0.5和1.7％之間，屬成焦煤，這涉及的是可用于練焦的煤。
下表所示的是根據(jù)其反射率所得出的煤的分類。
煤的分類
成焦煤是由以下成分(按反射率增高的順序)構(gòu)成殼質(zhì)煤素質(zhì)、鏡煤素質(zhì)、半絲炭煤素質(zhì)、絲炭煤素質(zhì)和惰性煤素質(zhì)。
圖2和圖4示出了鏡煤素質(zhì)和其他成分的相圖(facies)。
在已知的煤的煤素質(zhì)的手動型的分析方法中，使用的是配備有經(jīng)過校正的反射計(jì)的顯微鏡。
測定不同的煤素質(zhì)的比例是根據(jù)操作者的經(jīng)驗(yàn)，該操作者觀測目鏡十字線中心處該煤素質(zhì)的屬性。該操作者有時(shí)進(jìn)行反射率的點(diǎn)測量以便將半絲炭煤素質(zhì)與鏡煤素質(zhì)區(qū)分開。
這種反射率對殼質(zhì)煤素質(zhì)來說最低，殼質(zhì)煤素質(zhì)的重量比為0至3％。按照增加的順序，人們發(fā)現(xiàn)鏡煤素質(zhì)的重量比在45％和85％之間，其次發(fā)現(xiàn)半絲炭煤素質(zhì)和絲炭煤素質(zhì)的重量比合起來在15％和45％之間。還有一種反射率極高的惰性煤素質(zhì)，其重量比低于10％。
圖2示出了一幅圖，顯示出作為所得到的反射率的函數(shù)的分布或頻數(shù)。這條曲線可以估量煤的品質(zhì)并確定鏡煤素質(zhì)的百分含量。
本發(fā)明涉及一種煤素質(zhì)分析的自動方法，這種方法是根據(jù)對一個(gè)在與已知類型的手動方法相同的條件下制備的樣品進(jìn)行觀測。
在這一方法中，也使用一臺顯微鏡并進(jìn)行初步的校正操作。首先，使用一個(gè)其反射率已知的標(biāo)準(zhǔn)面，以手動方式調(diào)節(jié)該顯微鏡的照明。
其次，計(jì)算數(shù)字化圖象的每一個(gè)點(diǎn)的系數(shù)K的值；這一系數(shù)K使得能完成對均勻性的自動修正，以便在該標(biāo)準(zhǔn)面上始終獲得相同的平均灰度值(密度計(jì)量學(xué)意義上的)。
計(jì)算煤素質(zhì)組成是按照以下方式 其他的煤素質(zhì)同上。
實(shí)際上，借助攝影機(jī)在光學(xué)顯微鏡上得到的圖像通常有均勻度缺陷，這種缺陷與照明調(diào)節(jié)有關(guān)，或與攝影機(jī)有關(guān)。
為了修正這種均勻度，于是使用了在相同的工作條件下在灰度水平均勻標(biāo)準(zhǔn)面上所得到的參比圖象。
這個(gè)圖象綜合了不同的均勻度缺陷；利用這些不同的灰度水平值，由以下公式，通過計(jì)算每一個(gè)象點(diǎn)的修正系數(shù)K，構(gòu)成了一個(gè)待處理的圖象尺寸的矩陣Kij=GLmaxGLij]]>在其中，GLij是點(diǎn)ij處的灰度水平，而GLmax是該象點(diǎn)的最大灰度水平。
這種修正包括根據(jù)以下計(jì)算方式，按照與其系數(shù)K的比例修正每一個(gè)象點(diǎn)的灰度水平 在其中，圖象ij是待處理圖象，而SUP(Kij)是系數(shù)K的最大值。
這一修正在本申請的框架中特別重要，因?yàn)橐粋€(gè)構(gòu)成成分的反射率是通過測量并顯示該反射率的微小變化來表征的。
均勻性修正的目的在于避免因?yàn)樵跀z影機(jī)的視場中的位置不同時(shí)于相同的樣品區(qū)得出不同的反射率值。
在進(jìn)行了這些初步校正后，操作者將待分析樣品放到指定位置并將這個(gè)樣品的參考數(shù)據(jù)輸入一個(gè)數(shù)據(jù)存貯裝置。
其余的分析過程完全是自動的。不同的操作步驟如下移動承載樣品的板；自動對焦；顯示圖象；對該圖象進(jìn)行處理；密度測量。
最后的這步操作僅對不被淘汰的圖象才進(jìn)行。
獲取該圖象是利用一臺配備有一個(gè)用于提供灰度水平數(shù)字化的圖象的攝影機(jī)實(shí)現(xiàn)的。倒如，人們可以利用一個(gè)數(shù)字化圖象，在該圖象中，灰度水平的變化范圍是由0至255，即它們被按八位位組編碼。
圖象自動處理的第一步操作是要淘汰相應(yīng)于其中樹脂比例極高(例如高于80％)的顯微鏡視場的圖象。
為此，逐點(diǎn)分析圖象并形成一個(gè)兩進(jìn)制圖象(在該圖象中，每一個(gè)象素只能設(shè)定一個(gè)值，0或1)，要使用一個(gè)閾值限定過程。
這種閾值限定過程是基于這樣一個(gè)事實(shí)，即對應(yīng)于樹脂的灰度水平在每一個(gè)視場中和每一個(gè)試樣上幾乎相似；當(dāng)圖象按八位位組編碼時(shí)，即當(dāng)灰度水平在0和255之間變化時(shí)，對大量過程的觀測業(yè)已將對應(yīng)于樹脂的灰度水平固定在0和70之間。
在這種情況下，產(chǎn)生了一個(gè)二進(jìn)制圖象，在該圖象中，對于每一個(gè)象點(diǎn)來說，如果反射率小于或等于70，該值等于1，如果這一反射率高于70，則該值等于0。
而后，確定涂層樹脂的比例，即全部象點(diǎn)的這種二進(jìn)制數(shù)值之和與這些象點(diǎn)總數(shù)之比。如果該比值高于或等于80％，則相對應(yīng)的圖就被淘汰，并且該樣品就被移開，以便顯示另一個(gè)視場。
對于所有未被刪除的視場或圖象，繼續(xù)完成以下步驟。
所要進(jìn)行的第一步驟就是通過為每一個(gè)象點(diǎn)提供以上所定義的修正因子K。
其次是完成對灰度水平分布的一次測量，以便獲得煤的一次總的密度測定。
所述密度被定義為在一個(gè)圖象中灰度水平的分布，更準(zhǔn)確地講，它表示對應(yīng)于每一灰度水平的象點(diǎn)的數(shù)目。圖3所示曲線表示在一幅灰度水平數(shù)字化的圖象上的密度分布。以灰度水平值為橫座標(biāo)，以具有相應(yīng)灰度水平的象點(diǎn)的出現(xiàn)頻率為縱座標(biāo)繪制曲線圖。
接下去的一個(gè)步驟是分析灰度梯度。鏡煤素質(zhì)的確是這樣的一種具有最大均勻度的、即具有灰度水平變化極小的最大面積的煤的構(gòu)成成分。
這就是顯微鏡煤素質(zhì)的均勻區(qū)要依據(jù)對業(yè)已進(jìn)行過均勻度修正的數(shù)字化圖象的灰度梯度的分析的原因。
一幅數(shù)字化圖象的灰度梯度是用公式g(x)=1nΣi=1nf(x)-f(xi)]]>來表示，其中n是靠近所研究的象點(diǎn)的點(diǎn)的數(shù)目，f(x)是在所考慮的象點(diǎn)處的灰度水平，而f(xi)是每一個(gè)相鄰點(diǎn)的灰度水平值。
一幅新的、其灰度水平對應(yīng)于每一個(gè)象點(diǎn)和它的相鄰點(diǎn)之間所測得的變化的數(shù)字化圖象構(gòu)成了通過分析灰度梯度所進(jìn)行的濾除的結(jié)果。
在其中每一個(gè)點(diǎn)都具有相同的灰度值(理想的均勻度)的一個(gè)區(qū)域?qū)τ诿恳粋€(gè)象點(diǎn)將給出一個(gè)等于零的梯度值。于是在一個(gè)按八位位組編碼的圖象中存在的最大梯度等于255，這一梯度對應(yīng)于一個(gè)灰度值等于0的象點(diǎn)并且對于這個(gè)象點(diǎn)來說，相鄰點(diǎn)的灰度值等于255。
在一個(gè)正方形畫面的情況。每一個(gè)象點(diǎn)有八個(gè)相鄰點(diǎn)。
對不同煤的分析業(yè)已測定出表征處于測量條件下的鏡煤素質(zhì)的灰度均勻度的梯度的臨界值。對于一個(gè)按八位位組編碼的數(shù)字化圖象來說這一值等于20。
而后，通過給該梯度的灰度水平閾值得到一個(gè)二進(jìn)制圖象。如果一個(gè)象點(diǎn)的梯度值大于20，那么它的二進(jìn)制值就等于1，而對于其他的象點(diǎn)來說，這個(gè)二進(jìn)制值就等于0。得到了如圖4上部所示的一幅二進(jìn)制圖象。這個(gè)二進(jìn)制圖象代表了相對應(yīng)的梯度值在21和255之間的所有的點(diǎn)?？梢钥吹揭粋€(gè)面積很大的均勻區(qū)1和若干面積很小的區(qū)2。
形態(tài)學(xué)處理(例如腐蝕)是圖象分析系統(tǒng)中已知的過程。它們是基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)原理。
下面一個(gè)步驟是完成按照尺寸的形態(tài)學(xué)濾除，以便只保留大面積的均勻的鏡煤素質(zhì)區(qū)。得到圖4下部所示的一幅二進(jìn)制圖象。
為了由梯度確定該二進(jìn)制度圖象，例如可以選擇梯度值等于18；如果一個(gè)象點(diǎn)的梯度小于或等于這個(gè)值，則它的二進(jìn)制值為1；如果一個(gè)象點(diǎn)的梯度高于這個(gè)值，它的二進(jìn)制值就是0。
以下一個(gè)階段是測量業(yè)已這樣確定了的鏡煤素質(zhì)區(qū)的灰度水平的分布。為此，要使用修正均勻度之后的初始數(shù)字化圖象，這種測量僅在前邊所限定的鏡煤素質(zhì)區(qū)進(jìn)行。
為了得到鏡煤素質(zhì)反射率，可以使用兩種方法。這第一個(gè)方法是測量該樣品的所有的鏡煤素質(zhì)區(qū)的平均灰度水平；第二個(gè)方法是測定每個(gè)區(qū)的平均灰度水平。
當(dāng)考慮到混合物或污染時(shí)，第二種方法使得能很容易地顯示出兩種煤的存在。平均灰度水平的測量不包括偏差修正，只是每一個(gè)區(qū)的測量要用一個(gè)與這個(gè)區(qū)所占據(jù)的面積成比例的系數(shù)加權(quán)。
鏡煤素質(zhì)的反射率的測量和煤素質(zhì)分析同時(shí)進(jìn)行，分析過程的時(shí)間不超過一小時(shí)。
鏡煤素質(zhì)的比例是根據(jù)煤的總密度分布的積分和鏡煤素質(zhì)的總密度的積分來推測的。鏡煤素質(zhì)的比例是在疊加后根據(jù)差來計(jì)算的。煤的其他成分的比例是通過分析鏡煤素質(zhì)以外的分布來推算的，如圖9所說明的那樣。
所得到的不同的數(shù)據(jù)被記錄在數(shù)據(jù)存儲單元中，這些數(shù)據(jù)具體講可以監(jiān)測用于生產(chǎn)焦炭的煤的質(zhì)量。
本申請人業(yè)已做過由本發(fā)明的方法所得出結(jié)果和由已知類型的手動方法所得出的結(jié)果之間的比較。在圖5至圖7中對這兩個(gè)方法的比較作了說明。
圖5和圖6是作為反射率的函數(shù)的分布曲線，呈直方圖形式。黑條對應(yīng)于已知類型的手工測量，白條對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的自動測量?？梢钥闯鲎詣油瓿傻臏y量值與由已知的手工方法完成的測量值之間具有極好的相關(guān)性。圖5涉及一種低級煤，而圖6涉及一種高級煤。
在圖7中說明了這一相關(guān)性，在該圖中，是以一種已知類型的手動方法所獲得的鏡煤素質(zhì)的反射率為橫座標(biāo)，以根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的測量值為縱座標(biāo)繪成曲線。
圖10以示意圖的形式說明了一個(gè)用于完成根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置。該裝置包括一臺裝備有一個(gè)放大油浸物鏡20的光學(xué)反射光顯微鏡。這個(gè)顯微鏡包括一個(gè)可利用馬達(dá)12、13和14沿三個(gè)軸(X、Y和Z)移動的平臺11。這可以使樣品作編程移動并可以進(jìn)行自動對焦。將一臺利用以550×740個(gè)象點(diǎn)的分辨率形成的點(diǎn)的電荷轉(zhuǎn)移型攝影機(jī)16安裝在顯微鏡10上。
由攝影機(jī)16提供的圖象被送往一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)17中，該系統(tǒng)包括一顯示裝置18并且該系統(tǒng)控制顯微鏡10的馬達(dá)。
圖11A至11C說明處理煤的一個(gè)區(qū)域的例子。
在煤的一區(qū)域中有用的信息是由與圖11A中黑色部分所示涂層樹脂互補(bǔ)的整個(gè)圖象構(gòu)成的。
這種樹脂總是具有處于0和70之間的相同的灰度分布。按照以下的方式消除了孔隙度的影響。
考慮到這種論點(diǎn)，要限定一個(gè)與被腐蝕掉2.2μm的樹脂的圖象互補(bǔ)的分析掩膜。這種腐蝕的目的在于消除在樹脂邊緣和在孔隙的邊緣所觀察到的拋光缺陷(凸紋)。這種缺陷產(chǎn)生了與實(shí)際不相符的灰度水平，并且采用這些方法后就可以不對其進(jìn)行計(jì)數(shù)。
圖3示出了這種濾除對煤的灰度水平分布的作用，沒有出現(xiàn)與樹脂和孔隙相對應(yīng)的峰。所有這些密度測量(對煤和鏡煤素質(zhì))都是通過這個(gè)掩膜完成的。
鏡煤素質(zhì)區(qū)域是按照以下方式顯示的。在圖11B中說明了在煤的這一區(qū)域所觀察到的灰度梯度。已可以預(yù)測具有較高均勻度的區(qū)域，這些區(qū)域由于它們具有很少的梯度面被顯示得極暗。
給梯度限定一個(gè)大于20的值就能獲得一幅二進(jìn)制圖象BIG，該圖象等于0的那些部分均勻度最大(圖11B)。
在煉焦煤中鏡煤素質(zhì)的反射率的范圍是在GL值80和190之間。
因此，只考慮這一范圍的GL值就。構(gòu)成一個(gè)二進(jìn)制掩膜(BIM)按照這種方式消除了孔隙度，樹脂和惰性煤素質(zhì)的影響。
鏡煤素質(zhì)的那些區(qū)域被顯示出來是通過使圖象BIM與圖象BIG交叉互補(bǔ)，所得到的圖象用一個(gè)25μm的組構(gòu)元件進(jìn)行腐蝕，而后擴(kuò)大到尺寸為20μm。H20μm這些布爾運(yùn)算的結(jié)果表示在圖11C中。
圖8和圖9說明了測定煤樣品組成所依據(jù)的方式。
當(dāng)分析針對整個(gè)樣品所測定的密度時(shí)，不可以在分布中指示出對應(yīng)于鏡煤素質(zhì)的灰度水平部分。
通過利用灰度水平和形態(tài)過濾器將煤與鏡煤素質(zhì)區(qū)分開，于是就可以沒有偏差地測量鏡煤素質(zhì)的灰度水平的分布。通過由煤的灰度水平的分布推測鏡煤素質(zhì)分布，可以估計(jì)其他煤素質(zhì)部分。
煤的密度的積分表示煤素質(zhì)的總和。鏡煤素質(zhì)的密度的積分表示鏡煤素質(zhì)部分，而這兩個(gè)分布的差的積分給出了其他煤素質(zhì)部分，并且可以由此估計(jì)惰性組分的比例。
圖12表示校正曲線，即反射率和基準(zhǔn)面的灰度水平之間的相關(guān)性。這些手動分析過程所使用的基準(zhǔn)面對應(yīng)于已知的反射率(0.525，0.892，1.236和1.688％)。
操作條件業(yè)已被優(yōu)化，以便得到一種最低的反射率和最高的反射率之間的灰度水平的充分的動態(tài)。
測定反射率和基準(zhǔn)面的平均灰度水平之間相關(guān)性，以便檢驗(yàn)這種關(guān)系的線性并且評價(jià)動態(tài)水平Ld(圖5)。 =1.688-0.525183-97=0.0135]]>GL1.688＝對基準(zhǔn)1.688測得的平均灰度水平GL0.525＝對基準(zhǔn)0.525測得的平均灰度水平平均動態(tài)水平等于0.0135％的反射率并且被定義為一個(gè)單位的灰度水平的反射率的平均值。
Ld值決定了測量的靈敏度水平。由巖相學(xué)確立的基準(zhǔn)允許大約0.05％的反射率的反射率絕對偏差，這個(gè)值對應(yīng)于三個(gè)灰度水平，這是非常令人滿意的。
對于處于0.892％和1.688％之間的反射率值來說，線性度不是特別好，鏡煤素質(zhì)的反射率的這一范圍對應(yīng)于所使用的煤的最大部分。
考慮到這一論點(diǎn)，通過加一個(gè)針對每一個(gè)反射區(qū)間所計(jì)算出的相關(guān)系數(shù)，就更精確地得到這兩個(gè)方法之間的關(guān)系。
允許獲得這一結(jié)果的運(yùn)算條件是最佳的，并且被施加給每一次煤分析。
所進(jìn)行的試驗(yàn)業(yè)已顯示出，根據(jù)本發(fā)明的煤的煤素質(zhì)分析的自動過程使得能顯著地節(jié)省分析時(shí)間，平均來說將分析時(shí)間由4小時(shí)減少為1小時(shí)。
此外，以上所有與煤素質(zhì)分析有關(guān)的分析，精度都得到顯著的改善。
因此，本發(fā)明可以改善對產(chǎn)品的控制，目的在于有利于生產(chǎn)恒定質(zhì)量的焦炭以及有利于煤的成本價(jià)格。因此，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
最后，本發(fā)明還涉及一種對操作者并無苛求的方法，尤其是該方法闡明了對精度的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于測定煤的鏡煤素質(zhì)含量的煤的煤素質(zhì)分析方法，該方法包括使用一種涂有樹脂的、由粉碎煤構(gòu)成的樣品；通過移動該樣品以便在顯微鏡中獲得連續(xù)的視場，借助于一臺顯微鏡對該樣品的表面進(jìn)行掃描；以及測量鏡煤素質(zhì)的反射率，其特征在于以下步驟對于該顯微鏡的每一個(gè)視場產(chǎn)生一幅具有若干灰度水平的數(shù)字化圖象；對每一圖象進(jìn)行閾值測量，以便刪除包含高于一個(gè)給定閾值的量的樹脂的視場；對每一個(gè)未刪除的視場進(jìn)行以下分析a)測定灰度水平的分布；b)測定灰度水平梯度；c)通過給灰度梯度一個(gè)閾值產(chǎn)生一幅二進(jìn)制圖象以確定鏡煤素質(zhì)區(qū)；d)測定所得到的鏡煤素質(zhì)的區(qū)域的灰度水平的分布或密度；以及e)計(jì)算鏡煤素質(zhì)的反射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤素質(zhì)分析方法，其特征在于通過測定該樣品的全部鏡煤素質(zhì)區(qū)的平均灰度水平來計(jì)算鏡煤素質(zhì)的反射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤素質(zhì)分析方法，其特征在于通過測定每一個(gè)鏡煤素質(zhì)區(qū)的灰度水平來計(jì)算煤素質(zhì)的反射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤素質(zhì)分析方法，其特征在于還包括在測量灰度水平分布的步驟之前進(jìn)行一個(gè)形態(tài)學(xué)尺寸濾除步驟，以便刪除小尺寸的鏡煤素質(zhì)區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤素質(zhì)分析方法，其特征在于鏡煤素質(zhì)的反射率的值是根據(jù)密度值得到的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤素質(zhì)分析方法，其特征在于對于每個(gè)未被刪除的視場，利用一幅灰度均勻的參比圖象對每一個(gè)象點(diǎn)進(jìn)行一次修正。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤素質(zhì)分析方法，其特征在于還包括借助于一個(gè)其反射率已知的基準(zhǔn)面對顯微鏡的照明進(jìn)行預(yù)調(diào)整。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤素質(zhì)分析方法，其特征在于還包括在計(jì)算鏡煤素質(zhì)反射率之后，計(jì)算鏡煤素質(zhì)的含量以及通過分析鏡煤素質(zhì)以外的密度來推測其他成分的含量。
全文摘要
一種對由粉碎煤構(gòu)成、涂有樹脂的樣品進(jìn)行煤的煤素質(zhì)分析的方法，包括用顯微鏡對該樣品表面進(jìn)行掃描，并測量鏡煤素質(zhì)反射率，步驟如下對顯微鏡的第一視場形成一幅具有若干灰度水平的數(shù)字化圖像；通過界定閥值刪除具有高樹脂含量的視場；對未被刪除的視場進(jìn)行以下步驟a)測定灰度水平的分布和梯度；b)通過灰度梯度閥值的二進(jìn)制圖像確定鏡煤素質(zhì)區(qū)；c)測定鏡煤素質(zhì)區(qū)的灰度水平的分布或密度；d)計(jì)算鏡煤素質(zhì)的反射率。
文檔編號G01N33/22GK1123910SQ9411278
公開日1996年6月5日 申請日期1994年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月10日
發(fā)明者J-C·塞萊斯克 申請人:索拉克有限公司