[發明專利]基于紅外光譜測量的煤矸石識別方法及系統

在審

• 申請號: 202110394719.8
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN115201140A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 嚴昆侖;王榮平
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G01N21/3563
• 分類號: G01N21/3563;B07C5/342
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 孫盼峰;李娜

本發明涉及基于紅外光譜測量的煤矸石識別方法及系統，該方法包括采集煤矸石樣本，得到紅外光譜圖；據紅外光譜圖獲取對比波段Ai、參考波段Bi以及煤在對比波段Ai與參考波段Bi下的輻射光譜強度比值Mi、矸石在對比波段Ai與參考波段Bi下的輻射光譜強度比值Gi，i＝1～n，依據波段Ai和Bi，制作對應的帶通濾波器，并加載在紅外相機上，對待測礦物進行圖像采集；對圖像進行處理，得到對比波段Ai和參考波段Bi下待測礦物的輻射光譜強度比值，并與Mi和Gi比較，判斷待測礦物為煤或矸石；或者，依據Mi和Gi確定參考閾值P，對圖像進行處理，得到對比波段Ai和參考波段Bi下的待測礦物的輻射光譜強度比值，并與P比較，判斷待測礦物為煤或矸石。該方法提高了判斷精準度。

技術領域

本發明涉及煤礦技術領域，尤其涉及一種基于紅外光譜測量的煤矸石識別方法及系統。

背景技術

煤矸石分離對環境保護和資源高效利用具有重要意義，為了實現安全高效開采，減少對環境的污染，煤矸石的自動化識別和分揀顯得尤為重要。

煤矸石識別與分揀方法有多種。以往以人工選撿為主，該種分揀方式由于工作環境惡劣，勞動強度大，且容易存在誤選、漏選的問題，已被工業化分揀方式逐漸取代。

工業化分揀方式中的圖像處理法在目前運用較多，但其也存在圖像處理法還不完善，導致分揀精確度不高，造成浪費的問題。γ射線、X射線分揀方式也偶有被運用，但這類方式對應的設備昂貴，且分揀效率低、有輻射，不安全。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種分揀精確度高、檢測速度快、設備易于維護和操作，成本低的基于紅外光譜測量的煤矸石識別方法。

本發明的目的還在于提供一種對應的基于紅外光譜測量的煤矸石識別系統。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：一種基于紅外光譜測量的煤矸石識別方法，其特征在于：所述方法包括，

S1、采集煤矸石樣本，進行紅外光譜檢測，得到煤和矸石的輻射光譜強度與波長紅外光譜圖；

S2、依據輻射光譜強度與波長紅外光譜圖，獲取對比波段Ai、參考波段Bi以及煤在對比波段Ai與參考波段Bi下的輻射光譜強度比值Mi、矸石在對比波段Ai與參考波段Bi下的輻射光譜強度比值Gi，其中，Ai為煤和矸石的輻射光譜強度區分度明顯的波段，Bi為煤和矸石的輻射光譜強度平滑特征一致的波段，i＝1～n，n為大于1的自然數；

S3、依據確定的波段Ai和Bi，制作對應的帶通濾波器，并加載在紅外相機上，對待測礦物進行圖像采集；

S4、對所得圖像進行分析處理，得到對比波段Ai和參考波段Bi下待測礦物的輻射光譜強度比值，并與S2中的Mi和Gi比較，以判斷待測礦物為煤或矸石；

或者，依據Mi和Gi確定參考閾值P，對所得圖像進行分析處理，得到對比波段Ai和參考波段Bi下待測礦物的輻射光譜強度比值，并與P比較，以判斷待測礦物為煤或矸石，所述P的大小處于Mi和Gi之間。

進一步的，所述i取值為1。

進一步的，所述Ai取值范圍為9-10μm，所述Bi取值范圍為12-13μm。

進一步的，所述紅外相機的工作波長為8-13μm。

進一步的，所述P取值0.897。

一種基于紅外光譜測量的煤矸石識別系統，其特征在于：所述系統包括，

裝載輸送模塊，所述裝載輸送模塊用于裝載運輸待測礦物；

紅外相機模塊，所述紅外相機模塊設置在裝載輸送模塊一側或兩側，用于對待測礦物進行圖像采集；