【儀表網 行業(yè)標準】近日，由中煤科工集團西安研究院有限公司等單位起草， TC42(全國煤炭標準化技術委員會)歸口的國家標準計劃《煤的顯微組分組含量自動測定 圖像分析法》征求意見稿已編制完成，現(xiàn)公開征求意見。
 

　　煤的鏡質體反射率與鏡質組、惰質組和殼質組三大顯微組分組的組成決定了煤的物理化學性質、工藝性質及工業(yè)用途。在商品煤質量檢測與煤炭焦化、氣化、液化、油氣勘探等工業(yè)領域，這些煤巖參數(shù)指標已被廣泛的應用。然而多年來，煤巖參數(shù)指標的測定，是在顯微鏡下主要依靠人工肉眼識別來測定的。人工煤巖測定，不僅勞動強度大、費時長，而且受觀測人員主觀認識上的差異影響，實驗室之間的鑒定數(shù)據(jù)可比性差，制約了煤巖參數(shù)指標在煤炭分類和煉焦配煤等工業(yè)中的應用。
 

　　本文件按照 GB/T 1.1-2020《標準化工作導則 第 1 部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。
 

　　本文件規(guī)定了在反光顯微鏡下運用圖像處理技術自動測定煤的顯微組分組體積分數(shù)所用材料、儀器設備與測試系統(tǒng)、樣品制備、測定步驟、結果表述、精密度、檢測報告等。本文件適用于煙煤和無煙煤單一煤層煤樣制成的粉煤光片，褐煤可參照使用。
 

　　方法提要
 

　　將粉煤光片置于反光顯微鏡下，用白光反射。調節(jié)顯微鏡光源強度，能清晰地分辨出各種組分邊界，對樣品在選定區(qū)域自動逐點掃描、聚焦并采集圖像，運用圖像分析法自動識別各顯微組分組，并計算出每幅圖像中各組分所占像素的比例，統(tǒng)計出各顯微組分組的體積分數(shù)。
 

　　儀器設備與測試系統(tǒng)：
 

　　1.反光顯微鏡。應配備反光或偏反光顯微鏡，顯微鏡光源應采用有足夠亮度且輸出穩(wěn)定的光源，宜采用功率為50W或100W的鹵素石英燈或同等效果的LED燈室；油浸物鏡應為×25～×60，目鏡應為×8～×12.5。
 

　　2.數(shù)字程控可調電源。宜采用具有數(shù)顯可編程直流穩(wěn)壓/穩(wěn)流電源，輸出電壓0～12V，分辨率1mV/0.1mA。
 

　　3.自動載物臺。自動載物臺應滿足：a) 自動載物臺應在 X、Y、Z 三軸方向均能自動移動，且配有自動控制系統(tǒng)。在 X、Y 軸方向能按設定的點距、行距和路線在規(guī)定范圍內自動、連續(xù)移動樣品；在 Z 軸方向配置自動聚焦裝置，具有自動調焦取得清晰圖像的功能；
 

　　b) 自動載物臺的技術參數(shù)要求：X、Y 行程宜大于 40mm，最小步進分辨率宜小于 10μm，重復定位精度宜小于 10μm；Z 軸分辨率以能獲取樣品清晰圖像為宜。
 

　　4.顯微鏡相機。顯微鏡相機應能連續(xù)采集清晰煤巖顯微圖像，且宜采集顯微鏡下全視域的1/3樣品顯微圖像，應配有計算機采圖軟件。圖像質量應符合GB/T 29298—2012中4.5的技術要求，圖像分辨率宜為1024×768及以上，應具有拍攝灰階圖像功能。顯微鏡相機應滿足：
 

　　a) 圖像傳感器：電荷耦合陣列檢測器(CCD)或互補型金屬氧化物半導體器件(CMOS)；
 

　　b) 圖像傳感器尺寸：1/2"或 2/3"及以上；
 

　　c) 接口：C 型接口，符合 GB/T 22063 的技術要求；
 

　　d) 位深：8bit 及以上；
 

　　e) 圖像文件格式：宜為 JPG、BMP 或 TIFF 格式；
 

　　f) 曝光時間：可調且最短能至50ms 以下。
 

　　5.圖像采集控制系統(tǒng)。圖像采集宜采用圖像采集系統(tǒng)進行自動控制，圖像采集自動控制系統(tǒng)主要控制載物臺的移動、顯微鏡Z 軸調焦及采集圖像的功能。系統(tǒng)宜具備：
 

　　a) 控制載物臺自動移動(X、Y、Z 三軸方向)，設定樣品移動的點距、行距及路線并控制試樣按照設定值自動移動；
 

　　b) 自動調焦控制功能；
 

　　c) 控制顯微鏡相機自動采集圖像，自動采集顯微圖像的有效圖像采集率應不低于 90%；
 

　　d) 無效圖像判別、篩選功能，判別、篩選后的有效圖像比例不低于 98%；
 

　　e) 灰階化：應具有圖像灰階化功能；
 

　　f) 圖像自動傳輸?shù)接嬎銠C，具有顯示和存儲功能。
 

　　6.顯微組分組圖像自動識別測定系統(tǒng)。顯微組分組圖像自動識別測定系統(tǒng)是對采集樣品顯微圖像進行輸入、識別處理、分析、檢測、報告輸出的軟件分析、檢測平臺。顯微組分組的自動識別測定方式可采取逐幅單張識別或對所有有效測點整體識別測定，系統(tǒng)宜具備以下基本功能：
 

　　a) 調入圖像采集系統(tǒng)采集的顯微圖像，判別、篩選有效圖像；
 

　　b) 顯微圖像預處理，包括圖像裁剪，圖像中的膠結物、空洞、裂隙等噪聲去除、有效測點分析等；
 

　　c) 顯微組分組圖像自動識別功能：根據(jù)油浸物鏡下采集圖像顯微組分的灰階、紋理(結構、形態(tài)、突起)等特征，運用圖像分析法自動識別顯微組分組；
 

　　d) 分析計算顯微組分組測定結果和繪制顯微組分組含量直方圖；
 

　　e) 形成、輸出顯微組分組含量測定報告，且識別結果可追溯。
 

　　結果表述
 

　　以各種顯微組分組的像素統(tǒng)計個數(shù)占總有效測點像素數(shù)量的百分數(shù)(視為體積分數(shù))為最終測定結果，數(shù)值保留到小數(shù)點后一位。即先分別統(tǒng)計每一幅有效圖像中各顯微組分組的有效像素和并逐一相加，分別獲得樣品鏡質組、惰質組、殼質組的像素和，同時將三者累加獲得樣品的總像素和；然后分別用前三者除以后者，分別得到鏡質組、惰質組和殼質組的體積分數(shù)。
 

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