一种基于激光测振的煤矸识别方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于激光测振的煤矸识别方法及系统，涉及煤矸识别技术领域。具体步骤为：通过激光测振模块与深感相机模块对煤矸块体进行实时测量，获取煤矸块体的振动频率信息以及体积信息；建立煤矸块体振动频率

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光测振的煤矸识别方法及系统


[0001]本专利技术涉及煤矸识别
，更具体的说是涉及一种基于激光测振的煤矸识别方法及系统。

技术介绍

[0002]在煤炭生产中,直接开采出来未经过任何加工的煤炭称为原煤，原煤中不可避免的会混入一些杂质，其中最常见的就是煤矸石。煤矸石发热量低，混入煤炭中会降低煤炭能源的供应效率，在燃烧时释放的有毒气体还会造成环境污染。但原煤中分离出的煤矸石不仅可以被用做墙体材料、化工产品、工艺品等，还可以应用于地下回填和综合发电,其中稀有金属等成分可以进一步提炼。因此将煤矸石从煤炭中分离出来是煤炭生产过程中必不可少的一个处理流程，也是减少煤炭使用中的环境负效应和提高煤炭品质的有效方法之一。
[0003]根据煤和矸石在密度、视觉信息以及对光的选择性吸收程度上的差异，发展成了多种煤矸分选方法，按照装置不同可分为机械选矸、放射性选矸、人工选矸和光学及图像选矸等。目前最广泛应用的分拣方法是人工选矸，这种方法依靠工人主观判断进行分拣，较为灵活，但是人工选矸工作环境恶劣、劳动强度大、容易发生错选和漏选。而在未来的煤矿生产过程中，智能化煤矸分选也是必不可少的一部分。而目前已有的智能分选系统中，图像识别能够较好实现煤矸的识别与分选过程。但基于图像技术的煤矸识别方法往往会受坏境因素的影响，诸如：光照、湿度、温度、粉尘等。而放射性选矸方法同样会受到环境中其他物质放射性的影响，从而导致识别准确率不高。因此，对本领域技术人员来说，如何提高煤矸分选的效率和准确率是亟待解决的问题。

技术实现思路
/>[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于激光测振的煤矸识别方法及系统，以解决
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于激光测振的煤矸识别方法，具体步骤包括如下：
[0006]通过激光测振模块与深感相机模块对煤矸块体进行实时测量，获取煤矸块体的振动频率信息以及体积信息；
[0007]建立煤矸块体振动频率
‑
体积数据库，将所述振动频率信息以及体积信息与所述煤矸块体振动频率
‑
体积数据库进行比较，判断所测量块体为煤或者矸石；
[0008]根据判断结果对矸石进行分拣。
[0009]另一方面，提供一种基于激光测振的煤矸识别系统，所述的一种基于激光测振的煤矸识别方法进行分选，包括振动输送机、扫描识别台、数据处理终端、智能分选机械手；其中，
[0010]所述振动输送机，用于铺平和传递煤矸块体并同时使所述煤矸块体处于振动状态；
[0011]所述扫描识别台包括激光测振模块与深感相机模块，用于对所述煤矸块体进行扫描测量，得到测量数据；
[0012]所述数据处理终端，用于接收所述测量数据并与已有数据库进行对比，判断出所测量块体为煤或者矸石；
[0013]所述智能分选机械手，用于接收所述数据处理终端的判断结果，并根据所述判断结果对矸石进行分拣。
[0014]可选的，所述测量数据包括煤矸块体的振动频率以及体积。
[0015]可选的，所述振动输送机上安装有自调节振源装置。
[0016]可选的，所述智能分选机械手包括机械臂、机械爪、光纤；其中，所述机械爪位于所述机械臂的末端，通过所述光纤与所述扫描识别台、所述数据处理终端相连。
[0017]可选的，所述激光测振模块与深感相机模块构成集成探头，安装在所述扫描识别台上。
[0018]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种基于激光测振的煤矸识别方法及系统，具有以下有益的技术效果：利用非接触式和高精密度的激光测振技术和深感相机技术来获取煤矸的振动频率和体积参数，通过提前建立振动频率
‑
体积数据库的方式，做到数据与结果一一对应的关系，实现了精准、快速、无人化进行煤矸识别与分选，同时提高了煤矸分选效率，更能降低智能设备受环境因素的影响。
附图说明
[0019]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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术的煤矸块体的振动频率
‑
体积数据库图；
[0021]图2为本专利技术的系统结构图；
[0022]图3为本专利技术的自调节振源装置图；
[0023]图4为本专利技术的振动输送机工作示意图；
[0024]图5为本专利技术的扫描识别台结构图；
[0025]图6为本专利技术的智能分选机械手结构图；
[0026]图7为本专利技术的激光测振原理图；
[0027]其中，1为振动输送机、2为扫描识别台、3为智能分选机械手、4为煤、5为矸石、6为自调节振源装置、7为数据处理终端、8为激光测振与深感相机集成探头、9为光纤、10为机械臂、11为机械爪。
具体实施方式
[0028]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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
[0029]本专利技术实施例1公开了一种基于激光测振的煤矸识别方法，具体步骤包括如下：
[0030]S1、通过激光测振模块与深感相机模块对煤矸块体进行实时测量，获取煤矸块体的振动频率信息以及体积信息；
[0031]S2、建立煤矸块体振动频率
‑
体积数据库，将振动频率信息以及体积信息与煤矸块体振动频率
‑
体积数据库进行比较，判断所测量块体为煤或者矸石；
[0032]S3、根据判断结果对矸石进行分拣。
[0033]煤块和矸石块由于密度不同，在振动下的明显振动频率差异可以作为煤矸识别的依据。激光测振是一种新型的振动测量技术。振动检测方式分为非接触式振动测量与接触式振动测量两种形式。激光测振技术采用非接触式测量方式，利用激光多普勒频移效应产生频差的原理，结合激光干涉技术提取各种物体的振动频率、速度、位移和加速度等信息。激光测振技术优势在于非接触、快速准确。
[0034]如图7所示，激光测振技术的基本原理为：激光通过分光棱镜将光束分为两路，一路为测量光，一路为参考光，测量光用于测量被测物体；由于物体表面反射光将与参考光进行拍频，通过光电二极管对拍频信号进行处理，从而可以提取物体的振动频率信息。
[0035]具体的，如图7所示，从振动物体(煤矸块体)反射回来的反射光会带有振动着的物体本身的振动特性，即多普勒频移。通过测量从振动着的块体表面微小区域反射回的相干激光光波的多普勒频移，进而确定该块体的振动频率。激光测振的工作过程为：激光源发出频率为f的激光束经过第一棱镜(图7中的棱镜1)分成两束光，一束本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光测振的煤矸识别方法，其特征在于，具体步骤包括如下：通过激光测振模块与深感相机模块对煤矸块体进行实时测量，获取煤矸块体的振动频率信息以及体积信息；建立煤矸块体振动频率
‑
体积数据库，将所述振动频率信息以及体积信息与所述煤矸块体振动频率
‑
体积数据库进行比较，判断所测量块体为煤或者矸石；根据判断结果对矸石进行分拣。2.一种基于激光测振的煤矸识别系统，其特征在于，利用权利要求1所述的一种基于激光测振的煤矸识别方法进行分选，包括振动输送机、扫描识别台、数据处理终端、智能分选机械手；其中，所述振动输送机，用于铺平和传递煤矸块体并同时使所述煤矸块体处于振动状态；所述扫描识别台包括激光测振模块与深感相机模块，用于对所述煤矸块体进行扫描测量，得到测量数据；所述数据处理终端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锦旺，万晓航，李良晖，赵恒泰，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：