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(shù)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(zhì)體反射率與鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組和殼質(zhì)組三大顯微組分組的組成決定了煤的物理化學性質(zhì)、工藝性質(zhì)及工業(yè)用途。在商品煤質(zhì)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(jié)構(gòu)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(shù)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(jié)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(diào)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(diào)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(nèi)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(diào)焦取得清晰圖像的功能；
b) 自動載物臺的技術(shù)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(zhì)量應符合gb/t 29298—2012中4.5的技術(shù)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(shù)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(diào)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(diào)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(diào)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?qū)λ杏行y點整體識別測定，系統(tǒng)宜具備以下基本功能：
a) 調(diào)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(jié)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(jié)構(gòu)、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(jié)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(jié)果可追溯。
結(jié)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(jié)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(zhì)組、惰質(zhì)組、殼質(zhì)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(zhì)組、惰質(zhì)組和殼質(zhì)組的體積分數(shù)。
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相關資料下載：
煤的顯微組分組含量自動測定 圖像分析法.pdf