【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光谱测量分析，具体涉及一种基于libs技术的矿浆实时检测系统。
技术介绍
1、在选矿工业流程中，将原矿根据矿物含量分类、分离是非常关键的步骤。能否做到对矿浆进行高效的识别和分离，关系到最终产品的质量和产出。矿产行业对矿浆品位的快速实时在线检测有着广泛的需求，如何确保对产品含量的准确、高效、快速的测量，同时做到结果的及时反馈和生产的有效控制，成为衡量一套实时在线检测装置的重要指标。
2、传统的矿浆品位分析检测方法包括化学分析法和xrf荧光分析。化学标定法通过对样品进行化学反应标定的方式进行成分检测，准确性高，但也存在分析过程繁琐、耗时较长的问题；而xrf也需要采用对矿浆脱水干燥后熔片等预处理方式，同样存在耗时长的问题，都无法做到在短时间内及时地指示样品的成分含量。
3、激光诱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy，libs)是一项基于等离子体原子发射光谱的物质成分分析技术。通过将高功率密度的激光束聚焦于待测物料表面，将物料迅速烧蚀、气化、高度电离并激发形成等离子体光源，通过反射光路和光谱收集装置，接收等离子体在冷却过程中发射的特征谱线。样品激发的特征谱线某些特定波长及对应的强度信号包含了分析对象中所有元素的元素种类和浓度信息，通过对这些光谱信息进行数据处理，可得到各检测量的定量分析模型，从而实现相关组分的定性区分和定量检测。libs是一种新兴的元素分析技术，具有实时在线、非接触、无需物料制备、可远距离分析、多元素同时快速检测等优点，是光谱分析领
4、在固体物质检测方面，libs技术已相对成熟，而在液体物质检测方面，libs技术也正逐渐发展并不断完善。针对矿浆样品的检测，由于液体本身的性质，会对libs检测结果造成不良的影响：(1)高能激光聚集在液体表面，产生等离子体时，液体迅速气化并产生冲击波，使得监测点周围得液体飞溅出来，飞溅出的液体有可能附着在光学设备光路镜片上，使设备反射效率降低，光学系统受到污染并libs的检测；(2)检测时液体表面的冲击波会使液面产生波纹，使得激光照到液面上的检测点随着波纹上下起伏，使检测点的能量密度不稳定，最终使检测结果准确度降低；(3)高能激光作用于液体表面时，检测点周围的液体会吸收一部分激光能量并迅速气化，导致激发等离子体的能量减少，部分元素可能无法激发或者激发效果不明显，影响最终结果；(4)激光与液体相互作用时，如上(3)所述气化的液体会产生水雾，水雾会削弱入射的激光，并使产生的特征光谱反射采集也受到削弱的影响。
5、为此，需要通过一些处理方法消除矿浆性质对libs检测的不良影响，提高检测准确性，更好的满足在工业检测的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于libs技术的矿浆实时检测系统，其解决了矿浆的液体性质会对libs检测准确度造成不良影响的缺陷，并优化和缩短前置样品处理流程。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
3、一种基于libs技术的矿浆实时检测系统，所述系统包括：
4、制样模块，所述制样模块用于制取固态矿浆样品，其包括混样容器，以及分别为混样容器导入液态矿浆和固化剂的两个导流组件，以及承接混样容器所导出混合流体并经固化得到固态矿浆样品的固化模具；
5、libs检测模块，所述libs检测模块用于对固化模具内的固态矿浆样品进行激光检测，并经分析得到样品元素浓度组成。
6、进一步改进在于，所述混样容器上设有搅拌机构，所述搅拌机构包括电机，以及设于电机输出端且延伸至混样容器内部的转轴，以及均匀分布于转轴外壁的若干搅拌叶片。
7、进一步改进在于，所述转轴的底端连接有水平的第一环形齿圈，所述混样容器内设有竖向的传动齿轮以及水平的第二环形齿圈，所述传动齿轮位于第一环形齿圈和第二环形齿圈之间且与第一环形齿圈和第二环形齿圈均啮合连接，所述混样容器内设有与第二环形齿圈连接且滑动贴合于混样容器内壁的提升扁管，所述提升扁管呈螺旋形且两端开口，提升扁管的顶部开口位于混样容器的内顶部位置且开口朝向与电机转动方向相同，提升扁管的底部开口位于混样容器的内底部位置且开口朝向与电机转动方向相反。
8、进一步改进在于，所述提升扁管的螺旋升角为30-45°。
9、进一步改进在于，所述混样容器的内底部中心位置设有安装架，所述传动齿轮均通过安装架进行安装。
10、进一步改进在于，所述电机的输出端设有驱动轴，所述转轴套设在驱动轴外壁且与驱动轴之间采用花键滑动连接，所述驱动轴上还设有与转轴端部连接的复位弹簧，所述第一环形齿圈的齿面高度在最高点和最低点之间呈正弦曲线变化。
11、进一步改进在于，所述第一环形齿圈的齿面高度最高点和最低点均仅有一个。
12、进一步改进在于，所述导流组件包括储罐、导流管以及设于导流管上的定量输送泵。
13、进一步改进在于，所述libs检测模块包括：
14、nd:yag激光器，用于对固态矿浆样品发射高功率密度激光；
15、光谱仪，用于接收固态矿浆样品在高功率密度激光作用后形成的等离子体光源，并得到等离子体特征光谱数据；
16、主控电脑，用于接收等离子体特征光谱数据，并经分析得到样品元素浓度组成。
17、进一步改进在于，所述主控电脑进一步被配置为控制混样容器、导流组件、nd:yag激光器和光谱仪工作。
18、本专利技术的有益效果在于：
19、(1)该系统通过将液态矿浆与固化剂混合，能较快形成微观的三维交联网状结构，使矿浆液体中的矿物的固体颗粒束缚在原位，形成均匀分散的非牛顿流体，从而避免了矿浆样品中固体颗粒的沉淀，使样品快速固化；固化后的样品相比直接测量液态矿浆，避免了液体液面不稳定和吸收激光大量激光能量等情况对检测带来的不利影响，同时固化的样品分散均匀，针对磷矿矿浆的测试实验中，经此系统制样并测量的实验可将样品中磷、钙、镁等成分测量精确度大幅提高，测量误差控制在＜5％。
20、(2)该系统通过加装引流和控制装置，可直接安装在生产管线上，从而实现矿浆样品的在线检测，对比其他矿浆样品检测设备大幅降低了人工参与程度和样品制样时间，更加符合生产线自动生产需求，同时检测结果更能反映实时生产的状态，能更及时的对矿浆浓度结果做出表征，以便更快地调整生产状态或采取措施。
21、(3)针对矿浆液体易沉降的问题，该系统采用特制的混样容器，其仅通过一个电机驱动，能在搅拌叶片匀速搅拌的基础上，通过提升扁管将沉底的样品提升至容器顶部，不断循环参与搅拌过程，由此避免矿浆颗粒的分层、沉降现象，提升矿浆与固化剂结合的均匀分散效果，同时搅拌叶片还可往复调节上下搅拌位置，增加扰动效本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于LIBS技术的矿浆实时检测系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于LIBS技术的矿浆实时检测系统，其特征在于，所述混样容器(1)上设有搅拌机构，所述搅拌机构包括电机(101)，以及设于电机(101)输出端且延伸至混样容器(1)内部的转轴(102)，以及均匀分布于转轴(102)外壁的若干搅拌叶片(103)。
3.根据权利要求2所述的一种基于LIBS技术的矿浆实时检测系统，其特征在于，所述转轴(102)的底端连接有水平的第一环形齿圈(104)，所述混样容器(1)内设有竖向的传动齿轮(105)以及水平的第二环形齿圈(106)，所述传动齿轮(105)位于第一环形齿圈(104)和第二环形齿圈(106)之间且与第一环形齿圈(104)和第二环形齿圈(106)均啮合连接，所述混样容器(1)内设有与第二环形齿圈(106)连接且滑动贴合于混样容器(1)内壁的提升扁管(107)，所述提升扁管(107)呈螺旋形且两端开口，提升扁管(107)的顶部开口位于混样容器(1)的内顶部位置且开口朝向与电机(101)转动方向相同，提升扁管(107)的底部
4.根据权利要求3所述的一种基于LIBS技术的矿浆实时检测系统，其特征在于，所述提升扁管(107)的螺旋升角为30-45°。
5.根据权利要求3所述的一种基于LIBS技术的矿浆实时检测系统，其特征在于，所述混样容器(1)的内底部中心位置设有安装架(108)，所述传动齿轮(105)均通过安装架(108)进行安装。
6.根据权利要求3所述的一种基于LIBS技术的矿浆实时检测系统，其特征在于，所述电机(101)的输出端设有驱动轴(109)，所述转轴(102)套设在驱动轴(109)外壁且与驱动轴(109)之间采用花键滑动连接，所述驱动轴(109)上还设有与转轴(102)端部连接的复位弹簧(110)，所述第一环形齿圈(104)的齿面高度在最高点和最低点之间呈正弦曲线变化。
7.根据权利要求6所述的一种基于LIBS技术的矿浆实时检测系统，其特征在于，所述第一环形齿圈(104)的齿面高度最高点和最低点均仅有一个。
8.根据权利要求1所述的一种基于LIBS技术的矿浆实时检测系统，其特征在于，所述导流组件包括储罐(3)、导流管(4)以及设于导流管(4)上的定量输送泵(5)。
9.根据权利要求1所述的一种基于LIBS技术的矿浆实时检测系统，其特征在于，所述LIBS检测模块包括：
10.根据权利要求9所述的一种基于LIBS技术的矿浆实时检测系统，其特征在于，所述主控电脑(8)进一步被配置为控制混样容器(1)、导流组件、Nd:YAG激光器(6)和光谱仪(7)工作。
...【技术特征摘要】
1.一种基于libs技术的矿浆实时检测系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于libs技术的矿浆实时检测系统，其特征在于，所述混样容器(1)上设有搅拌机构，所述搅拌机构包括电机(101)，以及设于电机(101)输出端且延伸至混样容器(1)内部的转轴(102)，以及均匀分布于转轴(102)外壁的若干搅拌叶片(103)。
3.根据权利要求2所述的一种基于libs技术的矿浆实时检测系统，其特征在于，所述转轴(102)的底端连接有水平的第一环形齿圈(104)，所述混样容器(1)内设有竖向的传动齿轮(105)以及水平的第二环形齿圈(106)，所述传动齿轮(105)位于第一环形齿圈(104)和第二环形齿圈(106)之间且与第一环形齿圈(104)和第二环形齿圈(106)均啮合连接，所述混样容器(1)内设有与第二环形齿圈(106)连接且滑动贴合于混样容器(1)内壁的提升扁管(107)，所述提升扁管(107)呈螺旋形且两端开口，提升扁管(107)的顶部开口位于混样容器(1)的内顶部位置且开口朝向与电机(101)转动方向相同，提升扁管(107)的底部开口位于混样容器(1)的内底部位置且开口朝向与电机(101)转动方向相反。
4.根据权利要求3所述的一种基于libs技术的矿浆实时检测系统，其特征在于，所述提升扁管(107)的螺旋升角为30-45°。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶桂林，肖富华，靳顺茹，张皖军，王亚军，李慧跃，
申请(专利权)人：机数仪器浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：
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