一种物料熔固状态的判定方法、装置和机器可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种物料熔固状态的判定方法、装置和机器可读存储介质，其中，所述判断方法包括：通过获取物料自发光光谱数据并进行数据处理后，得到物料熔体状态和固体状态特征值判定阈值，最后根据所述特征值判定阈值对待检测物料熔固状态进行检测和判断。本发明专利技术的物料熔固状态的判定装置，包括光谱数据获取模块、特征值确定模块、判断阈值获取模块和判定模块，能够对物料的自发光光谱数据进行处理，并且实现对物料状态快速判定的效果。本发明专利技术的机器可读存储介质能够利用机器来实现物料高温熔体状态和固体状态判定，使得物料熔固状态的判定更加便捷。判定更加便捷。判定更加便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种物料熔固状态的判定方法、装置和机器可读存储介质


[0001]本专利技术属于料成分自动在线检测
，具体涉及一种在钢铁、有色冶金等行业冶炼现场，物料熔固状态的判定方法、装置和机器可读存储介质。

技术介绍

[0002]冶金物料的成分是冶金过程控制的核心参数之一，其检测时效性对优化工艺参数和节能减排等具有重要意义。目前，冶金物料成分检测多通过人工取样制样后的离线检测，需要研磨、抛光或溶解等进行样品预处理，检测耗时，具有严重的滞后性。然而，激光诱导击穿光谱(LIBS)技术具有不需要样品制备，多元素同时快速检测，远程非接触原位在线检测等优势，已用于工业物料成分的在线检测。
[0003]为了实现LIBS检测系统对多种工业物料成分的在线检测，需要对高温熔体及固体等不同状态工业物料进行快速在线判定，以选取对应的分析算法模型。
[0004]因高温熔体1000摄氏度以上时，其对应最大强度光谱波长在1600nm以上，超出通常LIBS系统光谱检测波段，且LIBS系统光谱仪采用外触发模式。常规的检测手段无法对熔体进行检测判断。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种物料熔固状态的判定方法、装置和机器可读存储介质，能够快速判定物料的熔固状态。
[0006]本专利技术的一种物料熔固状态的判定方法，包括下面步骤：
[0007]获取熔体和固体物料的自发光光谱数据；
[0008]对所述物料的自发光光谱数据进行数据处理，获取熔体和固体状态下所述物料的特征值；
[0009]根据所述特征值，获取判定所述物料熔固状态的特征值判定阈值；
[0010]根据所述特征值判定阈值对待检测物料熔固状态进行检测和判断。
[0011]进一步地，所述的获取熔体和固体物料的自发光光谱数据包括：
[0012]在不同环境光情况下，采用LIBS光谱探测设备分别对熔体和固体物料的自发光光谱数据进行多次采集。
[0013]进一步地，所述的根据所述特征值判定阈值对待检测物料熔固状态进行检测和判断包括步骤：
[0014]对所述待检测物料进行实时光谱检测，获取所述待检测物料的自发光光谱数据；
[0015]对获取的所述待检测物料的自发光光谱数据进行数据处理以得到所述待检测物料的特征值；
[0016]将所述待检测物料的特征值与所述特征值判定阈值进行比较，判定所述待检测物料的熔固状态：
[0017]当所述待检测物料的特征值大于或等于所述特征值判定阈值时，判断所述待检测
物料为熔体状态；当所述待检测物料的特征值小于所述特征值判定阈值时，判断所述待检测物料为固体状态。
[0018]进一步地，所述数据处理包括滤波处理和线性拟合处理。
[0019]进一步地，所述的对所述物料的自发光光谱数据进行数据处理包括步骤：
[0020]对所述光谱数据进行去噪处理，得到预处理光谱数据；
[0021]对所述预处理光谱数据进行线性拟合。
[0022]进一步地，所述去噪处理为滤波，滤波的方法包括FIR滤波、LOESS滤波、Savitzky
‑
Golay滤波、均值滤波或中值滤波。
[0023]进一步地，所述线性拟合的步骤为：
[0024]构建拟合函数：y＝kx+b；
[0025]根据所述预处理光谱数据构建损失函数J(k,b)：
[0026][0027]其中x为波长位置，y为光谱强度；i和m为正整数，k和b为拟合系数；
[0028]采用最小二乘法求解所述损失函数J(k,b)的最小值以求解k和b的值。
[0029]进一步地，所述物料的特征值为k。
[0030]进一步地，所述的特征值判定阈值为0.4。
[0031]本专利技术还提供一种物料熔固状态的判定装置，包括：
[0032]光谱数据获取模块，用于获取熔体和固体物料的自发光光谱数据；
[0033]特征值确定模块，用于对所述物料的自发光光谱数据进行数据处理，获取熔体和固体状态下所述物料的特征值；
[0034]判断阈值获取模块，用于根据所述特征值获取判定所述物料熔固状态的特征值判定阈值；
[0035]判定模块，用于根据所述特征值判定阈值对待检测物料熔固状态进行检测和判断。
[0036]本专利技术还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质中存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被机器执行时，实现本专利技术的物料熔固状态的判定方法。
[0037]本专利技术的物料熔固状态的判定方法，利用现有的物料检测设备，通过物料自发光光谱分析，能够实现在不采用额外设备情况下，利用不同物料自发光光谱，通过数据分析的方法对物料状态进行判定，实现物料高温熔体状态和固体状态快速判定。本专利技术的物料熔固状态的判定装置，包括光谱数据获取模块、特征值确定模块、判断阈值获取模块和判定模块，能够对物料的自发光光谱数据进行处理，并且实现对物料状态快速判定的效果。本专利技术的机器可读存储介质能够利用机器来实现物料高温熔体状态和固体状态判定，使得物料熔固状态的判定更加便捷。
[0038]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040]图1示出了根据本专利技术实施例的一种物料熔固状态的判定方法步骤流程图；
[0041]图2示出了根据本专利技术实施例的一种物料熔固状态的判定装置结构示意图；
[0042]图3为物料自放光光谱数据滤波处理前后对比图；
[0043]图4为熔体物料自发光光谱数据的一次线性拟合结果；
[0044]图5为固体物料自发光光谱数据的一次线性拟合结果；
[0045]图6为根据本专利技术实施例的物料特征值判定阈值分析图。
具体实施方式
[0046]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0047]参见图1，本专利技术的一种物料熔固状态的判定方法，包括步骤：
[0048]1、获取熔体和固体物料的自发光光谱数据；
[0049]具体为：通过LIBS系统中的光谱探测设备，在不同环境光情况下，分别对熔体和固体物料的自发光光谱数据进行多次采集，获取不同环境光、不同物料状态下的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物料熔固状态的判定方法，其特征在于，包括下面步骤：获取熔体和固体物料的自发光光谱数据；对所述物料的自发光光谱数据进行数据处理，获取熔体和固体状态下所述物料的特征值；根据所述特征值，获取判定所述物料熔固状态的特征值判定阈值；根据所述特征值判定阈值对待检测物料熔固状态进行检测和判断。2.根据权利要求1所述的物料熔固状态的判定方法，其特征在于，所述的获取熔体和固体物料的自发光光谱数据包括：在不同环境光情况下，采用LIBS光谱探测设备分别对熔体和固体物料的自发光光谱数据进行多次采集。3.根据权利要求1所述的物料熔固状态的判定方法，其特征在于，所述的根据所述特征值判定阈值对待检测物料熔固状态进行检测和判断包括步骤：对所述待检测物料进行实时光谱检测，获取所述待检测物料的自发光光谱数据；对获取的所述待检测物料的自发光光谱数据进行数据处理以得到所述待检测物料的特征值；将所述待检测物料的特征值与所述特征值判定阈值进行比较，判定所述待检测物料的熔固状态：当所述待检测物料的特征值大于或等于所述特征值判定阈值时，判断所述待检测物料为熔体状态；当所述待检测物料的特征值小于所述特征值判定阈值时，判断所述待检测物料为固体状态。4.根据权利要求3所述的物料熔固状态的判定方法，其特征在于，所述数据处理包括滤波处理和线性拟合处理。5.根据权利要求1所述的物料熔固状态的判定方法，其特征在于，所述的对所述物料的自发光光谱数据进行数据处理包括步骤：对所述光谱数据进行去噪处理，得到预处理光谱数据；...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘从元，张兵，王战，
申请(专利权)人：合肥金星机电科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：