《煤的显微组分组含量自动测定 图像分析法》征求意见
- 2023/6/7 14:01:35 25844
- 来源：仪表网
【仪表网 行业标准】近日，由中煤科工集团西安研究院有限公司等单位起草， TC42(全国煤炭标准化技术委员会)归口的国家标准计划《煤的显微组分组含量自动测定 图像分析法》征求意见稿已编制完成，现公开征求意见。
煤的镜质体反射率与镜质组、惰质组和壳质组三大显微组分组的组成决定了煤的物理化学性质、工艺性质及工业用途。在商品煤质量检测与煤炭焦化、气化、液化、油气勘探等工业领域，这些煤岩参数指标已被广泛的应用。然而多年来，煤岩参数指标的测定，是在显微镜下主要依靠人工肉眼识别来测定的。人工煤岩测定，不仅劳动强度大、费时长，而且受观测人员主观认识上的差异影响，实验室之间的鉴定数据可比性差，制约了煤岩参数指标在煤炭分类和炼焦配煤等工业中的应用。
本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件规定了在反光显微镜下运用图像处理技术自动测定煤的显微组分组体积分数所用材料、仪器设备与测试系统、样品制备、测定步骤、结果表述、精密度、检测报告等。本文件适用于烟煤和无烟煤单一煤层煤样制成的粉煤光片，褐煤可参照使用。
方法提要
将粉煤光片置于反光显微镜下，用白光反射。调节显微镜光源强度，能清晰地分辨出各种组分边界，对样品在选定区域自动逐点扫描、聚焦并采集图像，运用图像分析法自动识别各显微组分组，并计算出每幅图像中各组分所占像素的比例，统计出各显微组分组的体积分数。
仪器设备与测试系统：
1.反光显微镜。应配备反光或偏反光显微镜，显微镜光源应采用有足够亮度且输出稳定的光源，宜采用功率为50W或100W的卤素石英灯或同等效果的LED灯室；油浸物镜应为×25～×60，目镜应为×8～×12.5。
2.数字程控可调电源。宜采用具有数显可编程直流稳压/稳流电源，输出电压0～12V，分辨率1mV/0.1mA。
3.自动载物台。自动载物台应满足：a) 自动载物台应在 X、Y、Z 三轴方向均能自动移动，且配有自动控制系统。在 X、Y 轴方向能按设定的点距、行距和路线在规定范围内自动、连续移动样品；在 Z 轴方向配置自动聚焦装置，具有自动调焦取得清晰图像的功能；
b) 自动载物台的技术参数要求：X、Y 行程宜大于 40mm，最小步进分辨率宜小于 10μm，重复定位精度宜小于 10μm；Z 轴分辨率以能获取样品清晰图像为宜。
4.显微镜相机。显微镜相机应能连续采集清晰煤岩显微图像，且宜采集显微镜下全视域的1/3样品显微图像，应配有计算机采图软件。图像质量应符合GB/T 29298—2012中4.5的技术要求，图像分辨率宜为1024×768及以上，应具有拍摄灰阶图像功能。显微镜相机应满足：
a) 图像传感器：电荷耦合阵列检测器(CCD)或互补型金属氧化物半导体器件(CMOS)；
b) 图像传感器尺寸：1/2"或 2/3"及以上；
c) 接口：C 型接口，符合 GB/T 22063 的技术要求；
d) 位深：8bit 及以上；
e) 图像文件格式：宜为 JPG、BMP 或 TIFF 格式；
f) 曝光时间：可调且最短能至50ms 以下。
5.图像采集控制系统。图像采集宜采用图像采集系统进行自动控制，图像采集自动控制系统主要控制载物台的移动、显微镜Z 轴调焦及采集图像的功能。系统宜具备：
a) 控制载物台自动移动(X、Y、Z 三轴方向)，设定样品移动的点距、行距及路线并控制试样按照设定值自动移动；
b) 自动调焦控制功能；
c) 控制显微镜相机自动采集图像，自动采集显微图像的有效图像采集率应不低于 90%；
d) 无效图像判别、筛选功能，判别、筛选后的有效图像比例不低于 98%；
e) 灰阶化：应具有图像灰阶化功能；
f) 图像自动传输到计算机，具有显示和存储功能。
6.显微组分组图像自动识别测定系统。显微组分组图像自动识别测定系统是对采集样品显微图像进行输入、识别处理、分析、检测、报告输出的软件分析、检测平台。显微组分组的自动识别测定方式可采取逐幅单张识别或对所有有效测点整体识别测定，系统宜具备以下基本功能：
a) 调入图像采集系统采集的显微图像，判别、筛选有效图像；
b) 显微图像预处理，包括图像裁剪，图像中的胶结物、空洞、裂隙等噪声去除、有效测点分析等；
c) 显微组分组图像自动识别功能：根据油浸物镜下采集图像显微组分的灰阶、纹理(结构、形态、突起)等特征，运用图像分析法自动识别显微组分组；
d) 分析计算显微组分组测定结果和绘制显微组分组含量直方图；
e) 形成、输出显微组分组含量测定报告，且识别结果可追溯。
结果表述
以各种显微组分组的像素统计个数占总有效测点像素数量的百分数(视为体积分数)为最终测定结果，数值保留到小数点后一位。即先分别统计每一幅有效图像中各显微组分组的有效像素和并逐一相加，分别获得样品镜质组、惰质组、壳质组的像素和，同时将三者累加获得样品的总像素和；然后分别用前三者除以后者，分别得到镜质组、惰质组和壳质组的体积分数。
更多详情请见附件。
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