基于机器视觉的矿物浮选pH软测量方法.pdf

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1、2282011，47(1)ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用基于机器视觉的矿物浮选pH软测量方法阳春华，任会峰，桂卫华，周开军YANGChunhua，RENHuifeng，GUIWeihua，ZHOUKaijun中南大学信息科学与工程学院，长沙410083CollegeofInformationScienceandEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，ChinaE—mail：bomanys@yahoo．corn．cnYANGChunhua。RENHuif

2、eng，GUIWelhua．eta1．Machine-vision-basedsoRsensorofpHforflotationprocess．ComputerEngineeringandAppHcaflons。2011．47(1)：228-230．Abstract：Consideringtheserioustime-delayandroughdetectionofpHbyoperators．asoftsensorofpHbasedonma-chinevisionispresented．Frothcolor，sizeandvelocityareselectedas

3、themostrelativefeatureswithpH．Furthermore，theini·tialstructureoffuzzysystemisgivenusingsubtraetiveclustering．ThecorrelationofimagefeaturesandpHisdescribed璐-ingmembershipfunction．ParametersareoptimizedbyUSingvariablemetrichierarchychaosalgorithm．Thesoftsensormodelbasedonfuzzyneuralnetw

4、orkissetup．Theresultsshowthattheproposedmodelperformswelldetectionprecisiononline．Keywords：softsensor；machinevision；fuzzyneuralnetwork；flotation摘要：针对泡沫浮选过程中人工检测矿浆pH值严重滞后以及pH检测仪电极容易积垢导致测量不准等问题，提出基于机器视觉的浮选矿浆口H软测量方法．确定了与矿浆pH／t直最相关的图像特征泡沫颜色、尺寸和流速；采用减法聚类确定模糊系统的初始结构，并选择变尺度分级混沌方法优化隶属函数和输出权值，

5、最终建立模糊神经网络pH软测量模型。工业实践证明应用该模型在线检测浮选矿浆pH值的可行性．关键词：软测量；机器视觉；模糊神经网络；浮选IX)I：10．3778a．issn．1002．8331．2011．01．065文章编号：1002．8331(2011)01．0228．03文献标识码：A中图分类号：TP273．51前言浮选是根据矿物表面疏水性质的差异获取有用矿物的有效方法n】。矿浆pH值对浮选性能有着复杂的影响∞】：(1)直接或间接影响矿物的可浮性；(2)影响许多药剂的浮选活性；(3)影响矿浆中的离子组成；(4)影响矿泥的分散和凝聚。因此，实时检测矿浆的pH值对于

6、稳定生产，节能降耗，提高精矿品位和回收率意义重大。目前浮选矿浆pH值测量都采用价格昂贵的pH检测仪。pH检测仪测定的是浸入矿浆中电极系统的电动势，采用金属氧化物电极或者玻璃电极旧。电极容易积垢，使用寿命短，维护保养困难，而且易受干扰，导致测量不准一，。另外，选厂工人每隔一小时人工化验矿浆pH值，存在较大滞后，导致频繁调节生产操作，容易“冒槽”，精矿品位和回收率都较低，药剂浪费严重。泡沫浮选是一个气、液、固三相交互的复杂的物理化学反应过程，存在大量不可知和不确定的因素。实际生产中工艺指标的控制主要由有经验的操作工综合考虑浮选槽表面所形成的泡沫外观的颜色、大小和流速等

7、特征后作出决策，主观性、随机性和模糊推理性强。机器视觉因其快速性、实时性和非接触性等优点，已被广泛用于工业过程监视控制睁”】。大量实验数据表明泡沫外观特征能实时反映矿浆的pH值，指导操作工及时调整加药类型和加药量。以某选厂泡沫浮选过程为研究对象，提取浮选槽泡沫图像的相对红色分量、气泡尺寸和泡沫流速特征，用减法聚类确定模糊系统的初始结构，采用模糊隶属函数描述每种图像特征与pH值的相关度，结合混沌优化方法的全局搜索能力确定模型关键参数，最终建立模糊神经网络pH软测量模型。2浮选泡沫机器视觉系统图1是泡沫浮选机器视觉系统结构示意图。光源选择亮度高且色温稳定的荧光灯为摄像

8、机照明。高