【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固体矿物在线检测，具体为一种多光谱的固体矿物在线检测装置和方法。
技术介绍
1、在固体矿物检测领域，传统的检测方法如x射线荧光光谱(xrf)、电子探针显微分析(epma)等，虽然具有较高的检测精度，但往往存在样品预处理复杂、检测速度慢、设备昂贵等缺点，近年来，激光诱导击穿光谱(libs)和近红外光谱(nirs)技术因其快速、无损、多元素同时检测等优点，逐渐成为矿物检测领域的研究热点。
2、libs通过聚焦的强激光束入射矿物表面，产生激光等离子体，对等离子体中原子和离子的发射谱进行元素分析，该技术具有无需样品预处理、快速、无损检测、高灵敏度等优点，适用于固体、液体、气体等多种物理状态的物质检测，然而，libs技术在元素定量分析中的精确度仍受到一定限制，特别是在复杂矿物基质中的检测，nirs则通过测量矿物在近红外区域的吸收、反射或透射光谱，结合化学计量学方法，实现对矿物成分的定量分析，nirs技术具有快速、非破坏性、多组分同时检测等优点，广泛应用于农业、食品、制药等领域，但在矿物检测中，其检测精度和灵敏度可能受到矿物成分复杂性和光谱重叠的影响。
3、因此我们提出一种多光谱的固体矿物在线检测装置和方法，来解决上述中遇到的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于，提出了一种结合libs和nirs技术的多光谱固体矿物在线检测装置和方法，旨在克服单一光谱技术在矿物检测中的不足，提高检测精度和效率。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方
3、作为本专利技术的一种优选实施方式，所述防护箱的内顶壁从右往左依次设置有位移传感器一、刮板和位移传感器二，且位移传感器二设置在检测箱体右端的下方，所述刮板的上端设置有电控平移台一，且电控平移台一设置在防护箱的上表面。
4、作为本专利技术的一种优选实施方式，所述防护箱的上端开设有透明窗口一和透明窗口二，且透明窗口一和透明窗口二均设置在位移传感器二的左侧，所述窗口片一位于透明窗口一的正上方，所述窗口片二位于透明窗口二的正上方。
5、作为本专利技术的一种优选实施方式，所述激光光源的后侧设置有多通道光纤光谱仪，所述偏振分束器的上端设置有能量计，所述平凹透镜的后侧设置有激光测距仪，所述多通道光纤光谱仪和激光测距仪均设置在安装板上。
6、作为本专利技术的一种优选实施方式，所述安装板的右侧壁设置有时序控制器，所述安装板的上表面设置有钣金防护罩，且钣金防护罩的上表面设置有散热模块。
7、作为本专利技术的一种优选实施方式，所述防护箱的右侧内底部设置有ups电源，所述防护箱的正面铰接有柜门，且柜门的表面设置有电源供给按钮和激光光源按钮。
8、作为本专利技术的一种优选实施方式，一种多光谱的固体矿物在线检测方法，具体包括以下步骤：
9、步骤一、在装置运行时，放置在整形皮带右侧上方的待测样品通过整形皮带从右向左移送，在待测样品经过位移传感器一时，位移传感器一会检测待测样品的高度，当待测样品过高时，使得电控平移台一工作带动刮板下降一定的高度，使得待测样品流经刮板时，刮板会对样品进行整形，避免样品堆积过高影响后续检测效果；
10、步骤二、在经过刮板整形后的样品流动至透明窗口一下方时，首先电控平台一工作带动平凸透镜二进行垂直方向的移动，进行焦点调节，使激光聚焦光斑位于整形后的样品流表面，激光光源发射出脉冲激光，脉冲激光首先通过前端的反光镜将光线射向偏振分束器处，然后偏振分束器再通过后侧的反光镜将光线射向二相色镜一，通过二相色镜一将光线向下折射，接着光线依次通过平凹透镜、平凸透镜一、二相色镜二、平凸透镜二、窗口片一和透明窗口一，通过光路上各装备经扩束聚焦后聚焦至矿物样品，激发待测样品产生等离子体，等离子体发射的光谱信号入射到二相色镜二上，反射收集于光纤收集镜头一，光纤收集镜头一将等离子体发射的光谱信号通过光纤传输至多通道光纤光谱仪中，多通道光纤光谱仪将光谱信号传输至计算机；
11、步骤三、接着样品继续向左流动，在样品流动至位移传感器二处时，位移传感器二检测样品高度是否合格，待样品高度合适时后续工作能够继续展开，使得样品继续向左移送，在样品移动至透明窗口二下方时，近红外光源工作，发出的光经过窗口片二照射在矿物待测样品上，待测样品的反射光经过窗口片二后进入光纤收集镜头二采集，光纤收集镜头二将采集的待测样品的反射光生成光谱，光谱信号通过光纤传输至多通道光纤光谱仪中，多通道光纤光谱仪将光谱信号传输至计算机，通过所述光谱进行煤质分析，然后计算机根据已经标定好的元素成分和元素含量与光谱信号的关系，计算出待测样品中的元素成分和元素含量，实现对固体矿物的元素组成和工业指标在线检测。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
13、(1)、装置首次将libs和nirs技术相结合，同时集成libs和nirs光谱采集系统，能够实时获取矿物的libs和nirs光谱数据，通过数据融合算法，将两种光谱数据有机结合，实现固体矿物成分的多光谱融合检测，通过多源数据互补，提高矿物成分检测的准确性、全面性和可靠性；
14、(2)、采用先进的化学计量学方法和机器学习算法，对libs和nirs光谱数据进行预处理、特征提取和模型构建，对光谱数据进行深度挖掘和智能分析，通过优化算法参数，提高模型的预测精度和泛化能力。
15、(3)、装置设计为嵌入式平台，具备实时在线检测功能，能够实现对固体矿物样品的实时在线检测，满足工业生产中对矿物成分快速、准确检测的需求，通过自动化控制和数据处理流程，提高检测效率和自动化水平。
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1.一种多光谱的固体矿物在线检测装置，包括机架(1)，所述机架(1)的内部设置有防护箱(2)，且防护箱(2)的内部设置有整形皮带(3)，其特征在于，所述机架(1)的上表面设置有检测箱体(4)，所述检测箱体(4)的内部设置有LIBS装置和NIRS装置，所述LIBS装置包括激光光源(11)、成对反光镜(12)、偏振分束器(13)、二相色镜一(15)、平凹透镜(16)、平凸透镜一(17)、二相色镜二(18)、平凸透镜二(19)、光纤收集镜头一(21)、电控平移台二(22)和窗口片一(29)，且激光光源(11)、成对反光镜(12)、偏振分束器(13)、二相色镜一(15)、平凹透镜(16)、平凸透镜一(17)、二相色镜二(18)、平凸透镜二(19)、光纤收集镜头一(21)、电控平移台二(22)均通过安装板(31)设置在检测箱体(4)的左侧内部，所述激光光源(11)、偏振分束器(13)和二相色镜一(15)从左往右依次设置在安装板(31)上，所述成对反光镜(12)分别设置在偏振分束器(13)前后两侧，所述二相色镜一(15)、平凹透镜(16)、平凸透镜一(17)、二相色镜二(18)、平凸透镜二(
2.根据权利要求1所述的一种多光谱的固体矿物在线检测装置，其特征在于，所述防护箱(2)的内顶壁从右往左依次设置有位移传感器一(7)、刮板(10)和位移传感器二(8)，且位移传感器二(8)设置在检测箱体(4)右端的下方，所述刮板(10)的上端设置有电控平移台一(9)，且电控平移台一(9)设置在防护箱(2)的上表面。
3.根据权利要求2所述的一种多光谱的固体矿物在线检测装置，其特征在于，所述防护箱(2)的上端开设有透明窗口一(5)和透明窗口二(6)，且透明窗口一(5)和透明窗口二(6)均设置在位移传感器二(8)的左侧，所述窗口片一(29)位于透明窗口一(5)的正上方，所述窗口片二(30)位于透明窗口二(6)的正上方。
4.根据权利要求1所述的一种多光谱的固体矿物在线检测装置，其特征在于，所述激光光源(11)的后侧设置有多通道光纤光谱仪(20)，所述偏振分束器(13)的上端设置有能量计(14)，所述平凹透镜(16)的后侧设置有激光测距仪(23)，所述多通道光纤光谱仪(20)和激光测距仪(23)均设置在安装板(31)上。
5.根据权利要求4所述的一种多光谱的固体矿物在线检测装置，其特征在于，所述安装板(31)的右侧壁设置有时序控制器(26)，所述安装板(31)的上表面设置有钣金防护罩，且钣金防护罩的上表面设置有散热模块(27)。
6.根据权利要求1所述的一种多光谱的固体矿物在线检测装置，其特征在于，所述防护箱(2)的右侧内底部设置有UPS电源(28)，所述防护箱(2)的正面铰接有柜门，且柜门的表面设置有电源供给按钮和激光光源按钮。
7.一种多光谱的固体矿物在线检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种多光谱的固体矿物在线检测装置，包括机架(1)，所述机架(1)的内部设置有防护箱(2)，且防护箱(2)的内部设置有整形皮带(3)，其特征在于，所述机架(1)的上表面设置有检测箱体(4)，所述检测箱体(4)的内部设置有libs装置和nirs装置，所述libs装置包括激光光源(11)、成对反光镜(12)、偏振分束器(13)、二相色镜一(15)、平凹透镜(16)、平凸透镜一(17)、二相色镜二(18)、平凸透镜二(19)、光纤收集镜头一(21)、电控平移台二(22)和窗口片一(29)，且激光光源(11)、成对反光镜(12)、偏振分束器(13)、二相色镜一(15)、平凹透镜(16)、平凸透镜一(17)、二相色镜二(18)、平凸透镜二(19)、光纤收集镜头一(21)、电控平移台二(22)均通过安装板(31)设置在检测箱体(4)的左侧内部，所述激光光源(11)、偏振分束器(13)和二相色镜一(15)从左往右依次设置在安装板(31)上，所述成对反光镜(12)分别设置在偏振分束器(13)前后两侧，所述二相色镜一(15)、平凹透镜(16)、平凸透镜一(17)、二相色镜二(18)、平凸透镜二(19)和窗口片一(29)从上往下依次设置在安装板(31)上，所述光纤收集镜头一(21)设置在二相色镜二(18)的后侧，所述电控平移台二(22)设置在平凸透镜二(19)的右侧并与平凸透镜二(19)相连接，所述nirs装置包括近红外光源(24)、光纤收集镜头二(25)和窗口片二(30)，所述近红外光源(24)和光纤收集镜头二(25)均通过安装块设置在检测箱体(4)的右侧下端内部。
2.根据权利要求1所述的一种多光谱的固体矿物...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗陨飞，周小计，张国光，成中豪，倪琳，刘喆，
申请(专利权)人：江苏格物光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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