【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适用于轨道运输的矿石品位自动实时监测系统及方法，属于矿石品位监测。
技术介绍
1、矿石品位是指导矿山企业采矿生产的重要指标，其结果能够有效的指导采矿生产工作，及时调整矿山的生产计划和决策，从而使生产过程更加高效、精确和经济。在传统的矿石品位监测中，常用监测方法为室内试验和现场监测。室内试验是通过人工现场大量取样，带入实验室后进行测试，常用测试手段有显微镜鉴定法、化学分析法、x射线分析法等；现场监测是通过设备实现现场获取矿石品位的方法。由于人工取样、试验结果的滞后性等缺点，不能够准确、实时的获取矿石品位数据。例如：中国专利cn219417291u一种矿石品位在线监测系统，该专利公开了一种矿石品位在线监测系统，该系统是适用于皮带运输方式的具备自动取样、制样等功能的检测系统，但不适用于轨道运输，且通过化验方法测试矿石品位，检测结果相对滞后，实时性、智能化程度较低。中国专利cn104483234a一种铁矿石品位自动检测系统和方法，该专利公开了一种适用于轨道运输的铁矿石品位自动检测系统，采用动态轨道衡测量重量，需拆卸轨道进行安装，工序复杂，影响卸矿作业，且仅布置一处测点，由于现场矿车自重具有一定的差异性，不能够保证矿石重量数据的准确性；该专利在平行和垂直方向上需采用两个二维激光扫描仪测量矿石体积，由于现场矿车运行状态不固定，不能够保证矿石体积数据的准确性；且各装置间无法实现数据的远程传输，智能化程度较低，不便于地面人员的远程实时监测。
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种适用于轨道运输的矿石品位自动实时监测系统，包含自启动系统、体积监测系统、重量监测系统和计算机系统；巷道底部设置轨道，卸矿站处的轨道的下部设置卸载坑，卸矿站轨道两侧设置垂直布置的侧壁，矿车位于两侧壁之间的轨道上；
4、所述自启动系统包含集成控制传输装置、编号发射装置、光电开关一和光电开关二；光电开关一布置在卸矿站的矿车驶入端，光电开关一的光电开关发射端与光电开关接收端分别布置在巷道两侧，光电开关一布置的垂直方向高度与矿车上部边缘齐平，与侧壁边缘位于同一竖直线上，第一节矿车驶入卸矿站时触发光电开关一；光电开关二布置卸矿站的矿车驶出端，光电开关二与光电开关一结构和布置相同，最后一节矿车前部驶离卸矿站时触发光电开关二；所述光电开关一和光电开关二分别与集成控制传输装置连接，编号发射装置设置在矿车的牵引机车上，与集成控制传输装置相匹配；
5、所述体积监测系统包含集成控制传输装置、激光三维扫描装置和计算机系统，激光三维扫描装置具备发出激光束以获取三维图像功能，通过无线传输方式与集成控制传输装置连接，集成控制传输装置与地面的计算机系统连接，激光三维扫描装置布置在卸矿站轨道中间位置上方的顶板处，集成控制传输装置接收到光电开关一信号后控制激光三维扫描装置发射激光束获取矿车内矿石的三维图像，三维图像传输至地面计算机系统内，分析得到每节矿车内矿石体积；
6、所述重量监测系统包含集成控制传输装置、称重传感器一、称重传感器二和计算机系统，所述称重传感器一和称重传感器二为振动式称重传感器，通过无线方式分别与集成控制传输装置连接；所述侧壁上排列设置多个托辊，称重传感器一设置在卸矿站驶入端侧壁托辊上，通过托辊与矿车接触称重，将监测数据通过无线信号传输至集成控制传输装置，再传输至地面计算机系统内，分析得到每节矿车和矿石总重量；称重传感器二设置在卸矿站驶出端侧壁托辊上，通过托辊与矿车接触称重，得到卸载后每节矿车重量，进而得到每节矿车内矿石重量。
7、所述集成控制传输装置为具备无线传输数据、无线信号传递与识别、供电等功能的集成箱体，由供电输出接口、内部传输线、信息接收器、电源输入接口、控制及数据储存器和信息发射器组成，其中信息接收器和信息发射器实现远程控制及监测数据，控制及数据储存器是将传输的数据整合后发出指令以控制整个系统的运行，内部传输线是对集成控制传输装置内部的供电及数据传输，通过供电输出接口和电源输入接口实现整个系统的稳定供电；集成控制传输装置2固定到巷道一侧帮部。
8、所述激光三维扫描装置与称重传感器一位于同一巷道断面内。
9、所述计算机系统布置在地面室内。
10、一种适用于轨道运输的矿石品位自动实时监测方法，采用上述矿石品位自动实时监控系统，通过自启动系统，实现矿车驶入卸矿站时系统自启动；通过激光三维扫描装置实现精准测量矿车内矿石高度，以获取该矿车内矿石体积数据；通过重量监测系统实现对矿车内矿石重量的精准测量；通过集成控制传输装置和计算机系统，实现数据的远程传输及自动处理；实时自动获取单节矿车内矿石的体积v和重量m，得到比重d，其中d＝m/v；当得到的数值点位于线性回归线下方时，表明品位降低；反之，位于线性回归线上方时，表明品位较高。
11、包含如下步骤：
12、①当矿车驶入卸矿站时，触发光电开关一，向集成控制传输装置发射信号，集成控制传输装置识别编号发射装置发出的无线信号，将编号信息发送至计算机系统，并分别发送指令至激光三维扫描装置、称重传感器一和称重传感器二，并通过电源线供电；
13、②编号发射装置发射的无线信息为已设置的固定编号，当牵引机车运行至集成控制传输装置可识别编号信息的范围时，集成控制传输装置识别并记录相应编号；激光三维扫描装置运行，通过发射激光束获取矿车内矿石的三维图像，并将所得三维图像传输至地面计算机系统内，分析得到每节矿车内矿石体积；
14、③称重传感器一和称重传感器二运行，此时矿车前部恰好接触到对应称重传感器一附着的托辊，监测该托辊的振动频率，得到重量数据，并将监测数据通过无线信号传输至集成控制传输装置，再传输至地面计算机系统内，分析得到每节矿车和矿石总重量；称重传感器二得到卸载后每节矿车重量，进而得到每节矿车内矿石重量。
15、④所述计算机系统可将每列矿车卸矿时监测牵引机车得到的数据，即每组数据的第一个三维图像、称重传感器一的第一个数据及称重传感器二的第一个数据自动删除，并将各组矿石体积及重量数据再次组合分析，得到每节矿车内的矿石品位。
16、本专利技术的有益效果是：
17、(1)实时监测及简易安装：本系统采用振动式称重传感器等，通过高精度的传感器，能够实时获取矿石的品位信息，显著减少监测时间和误差，并且避免了各装置安装过程对矿石运输产生滞后影响。
18、(2)自动化监测：本系统通过实时监测设备和自动化控制系统的结合，能够实现对矿石品位的全自动化监测，减少了人工操作和人为误差。
19、(3)数据传输和处理：本系统采用集成控制传输装置，通过无线传输方式能够实现实时远程监测和数据传输、处理，能够实时获取全面的矿石品位信息，并进行及时的调整生本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于轨道运输的矿石品位自动实时监测系统，其特征在于：包含自启动系统、体积监测系统、重量监测系统和计算机系统（16）；巷道（10）底部设置轨道（15），卸矿站处的轨道（5）的下部设置卸载坑（9），卸矿站轨道（15）两侧设置垂直布置的侧壁（6），矿车（13）位于两侧壁之间的轨道（15）上；
2.根据权利要求1所述的一种适用于轨道运输的矿石品位自动实时监测系统，其特征在于：所述集成控制传输装置（2）为具备无线传输数据、无线信号传递与识别、供电等功能的集成箱体，由供电输出接口（21）、内部传输线（22）、信息接收器（23）、电源输入接口（24）、控制及数据储存器（25）和信息发射器（26）组成，其中信息接收器和信息发射器实现远程控制及监测数据，控制及数据储存器是将传输的数据整合后发出指令以控制整个系统的运行，内部传输线是对集成控制传输装置内部的供电及数据传输，通过供电输出接口和电源输入接口实现整个系统的稳定供电；集成控制传输装置固定到巷道一侧帮部。
3.根据权利要求1所述的一种适用于轨道运输的矿石品位自动实时监测系统，其特征在于：所述激光三维扫描装置（1
4.根据权利要求1所述的一种适用于轨道运输的矿石品位自动实时监测系统，其特征在于：所述计算机系统（16）布置在地面室内。
5.一种适用于轨道运输的矿石品位自动实时监测方法，采用根据权利要求1-4任意一项所述的一种适用于轨道运输的矿石品位自动实时监测系统，其特征在于：通过自启动系统，实现矿车驶入卸矿站时系统自启动；通过激光三维扫描装置实现精准测量矿车内矿石高度，以获取该矿车内矿石体积数据；通过重量监测系统实现对矿车内矿石重量的精准测量；通过集成控制传输装置和计算机系统，实现数据的远程传输及自动处理；实时自动获取单节矿车内矿石的体积V和重量m，得到比重D，其中D=m/V；当得到的数值点位于线性回归线下方时，表明品位降低；反之，位于线性回归线上方时，表明品位较高。
6.根据权利要求1所述的一种适用于轨道运输的矿石品位自动实时监测方法，其特征在于包含如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种适用于轨道运输的矿石品位自动实时监测系统，其特征在于：包含自启动系统、体积监测系统、重量监测系统和计算机系统（16）；巷道（10）底部设置轨道（15），卸矿站处的轨道（5）的下部设置卸载坑（9），卸矿站轨道（15）两侧设置垂直布置的侧壁（6），矿车（13）位于两侧壁之间的轨道（15）上；
2.根据权利要求1所述的一种适用于轨道运输的矿石品位自动实时监测系统，其特征在于：所述集成控制传输装置（2）为具备无线传输数据、无线信号传递与识别、供电等功能的集成箱体，由供电输出接口（21）、内部传输线（22）、信息接收器（23）、电源输入接口（24）、控制及数据储存器（25）和信息发射器（26）组成，其中信息接收器和信息发射器实现远程控制及监测数据，控制及数据储存器是将传输的数据整合后发出指令以控制整个系统的运行，内部传输线是对集成控制传输装置内部的供电及数据传输，通过供电输出接口和电源输入接口实现整个系统的稳定供电；集成控制传输装置固定到巷道一侧帮部。
3.根据权利要求1所述的一种适用...
【专利技术属性】
技术研发人员：路燕泽，王社光，杨志强，于庆磊，田欣，王立杰，王庆刚，杨学瑞，耿帅，尹爱民，马宁，蒲江涌，刘阳，张金鹏，连欢超，何伟，杨航，高光宇，
申请(专利权)人：河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司，
类型：发明
国别省市：
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