CN111504904A - 在线煤质激光检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在线煤质激光检测系统，包括用于将现场对接皮带上的煤样刮落的皮带刮料装置、第一中转皮带、用于测量从第一中转皮带上落下的煤料重量且可运输满足重量设置值煤样的称重装置、第二中转皮带、用于破碎从第二中转皮带上落下煤料的破碎机、用于随机筛选煤样的切割缩分装置、弃料皮带、用于烘干随机筛选出的部分煤样的烘干装置、用于吸取一定量烘干后煤样的真空吸料装置、研磨机、液压机、激光煤质分析仪、用于将研磨机输出的煤样运输至液压机进行压制并将压制后的煤饼输送至激光煤质分析仪的上下料装置以及控制器。本发明可在6分钟内完成一站式的采样、制样、成型和分析全流程检测，快速实现煤质的成分检测，极大的缩短检测时间。
Description
技术领域
本发明涉及煤质在线分析领域的检测系统，尤其涉及一种在线煤质激光检测系统。
背景技术
现在煤质在线分析领域在进行煤样分析检测的时候，没有一套完备的检测系统来实现煤样的快速检测分析，检测过程繁琐。
还有现有技术在进行煤质在线试验分析前，需人工将煤粉倒入单独容器内，再放入简易式压机中进行压紧，让其成为煤饼状后取出，然后放入检测单元中进行煤样的元素分析，结束后将其取出。煤粉倒入煤饼模具，然后将煤饼模具放入简易式压机中，手动调整螺杆调节手柄至煤粉表面，按下启动按钮，煤饼模具在油压下上移，煤饼模具中的煤粉在压力表设定的压力下压紧，使煤粉成饼状。取出煤饼，打开检测单元的观察门，将煤饼放入；合上观察门检测单元进行数据分析，待数据分析结束，打开观察门将煤饼取出。现有技术的上下料人工参与要求高，在操作过程中可能掺杂杂质从而导致测量分析结果出现误差，此外还容易造成操作人员受伤，安全隐患高。
其中现有的激光煤质分析仪需要人工将煤样放置平台拆卸至设备外上料，然后再装配于激光煤质分析仪内，且煤样在煤样放置平台内无状态检测，如果漏放煤样或漏装煤样放置平台，脉冲激光器仍可正常工作，存在一定的安全风险，且整个过程需要人工始终参与。还有煤样检测完成后，需要人工将煤样放置平台上的煤样取下；当检测过程中，如果发生故障，需要打开检修门时，脉冲激光器仍可正常工作，同样存在一定的安全风险。
因此，亟待解决上述问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种可实现采样、制样、成型和分析全流程检测的在线煤质激光检测系统。
技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种在线煤质激光检测系统，包括用于将现场对接皮带上的煤样刮落的皮带刮料装置、用于中转刮落下煤样的第一中转皮带、用于测量从第一中转皮带上落下的煤料重量且可运输满足重量设置值煤样的称重装置、用于中转称重装置输送煤样的第二中转皮带、用于破碎从第二中转皮带上落下煤料的破碎机、用于随机筛选煤样的切割缩分装置、用于中转废弃煤样的弃料皮带、用于烘干随机筛选出的部分煤样的烘干装置、用于吸取一定量烘干后煤样的真空吸料装置、用于研磨真空吸料装置输出煤样的研磨机、用于将煤样压制成煤饼的液压机、用于检测煤饼煤质的激光煤质分析仪、用于将研磨机输出的煤样运输至液压机进行压制并将压制后的煤饼输送至激光煤质分析仪的上下料装置以及分别与皮带刮料装置、第一中转皮带、称重装置、第二中转皮带、破碎机、切割缩分装置、弃料皮带、烘干装置、真空吸料装置、研磨机、液压机、激光煤质分析仪和上下料装置相电连接的控制器。
其中，所述皮带刮料装置包括用于刮落煤样的煤样刮勺、用于驱动煤样刮勺转动的刮料电机、用于固定电机的刮料电机支架、用于固定煤样刮勺并与刮料电机旋转轴相连的旋转轴支架以及用于检测刮料电机旋转圈数的检测开关，该检测开关通过检测开关支架与旋转轴支架相连接；其中刮料电机与控制器相电连接，检测开关将将检测的刮料电机旋转圈数传输至控制器。
优选的，所述称重装置包括用于承接从第一中转皮带上落下煤样的称重落料口、位于称重落料口下方且用于测量煤样重量的称重模块、位于称重落料口下方且用于运输满足重量设置值煤样的皮带机、位于皮带机尾端用于承接从皮带机上落下煤样的称重下料口以及位于称重下料口上方用于观察下料情况的称重观察口；其中皮带机与控制器相电连接，称重模块将所测煤样重量信息传输至控制器。
进一步，所述切割缩分装置包括具有缩分接料口、缩分弃料口和缩分进料口的切割缩分壳体、位于切割缩分壳体内用于将缩分接料口落下煤样随机分拨至缩分弃料口或缩分进料口的摆动杆以及用于驱动摆动杆随机摆动的摆动伸缩气缸；其中摆动伸缩气缸与控制器相电连接。
再者，所述上下料装置包括用于接煤粉的接料盒、位于液压机的煤粉压块和下模腔之间可供接料盒来回移动的接料盒滑槽、位于接料盒滑槽尾端且与激光煤质分析仪入口相对接的下料组件；所述接料盒滑槽的底板上开设有与煤粉压块和下模腔竖直对齐的压饼口；所述接料盒包括盒体、位于盒体上方的接料口、位于盒体下方的下料口、位于盒体朝向煤质在线检测单元的入口处一侧面的煤饼推杆以及用于驱动接料盒沿接料盒滑槽移动的液压水平推杆；所述接料盒滑槽的底板上开设有与吸尘风机相连的煤粉吸尘口，所述接料盒滑槽的底板靠近接料盒接料位置处上开设有煤粉弃料口，从煤粉弃料口落下的煤样落入弃料皮带上；所述下料组件包括斜向下设置且与接料盒滑槽尾端相对接的下料滑道、用于承接从下料滑道滑出的煤饼且可来回移动将煤饼运输至煤质在线检测单元入口的煤饼推块、用于带动煤饼推块来回移动的丝杆、用于驱动丝杆转动的丝杆电机以及用于检测煤饼推块是否有煤饼的对射光电开关传感器，其中液压水平推杆和丝杆电机分别与控制器相电连接，对射光电开关传感器将检测信息传输至控制器。
进一步，所述激光煤质分析仪包括与上下料装置相对接且用于放置待检测煤样的煤样定位组件、用于带动煤样定位组件移动至所需工位的三维移动组件、用于罩住煤样检测面用于增强等离子体稳定性的等离子气体护罩组件、用于检测分析煤样的激光分析组件以及用于将检测完的煤样丢弃的弃料组件；所述控制器分别与煤样定位组件、三维移动组件、等离子气体护罩组件、激光分析组件和弃料组件相电连接，三维移动组件带动煤样定位组件移动至上料位，煤样由上下料装置运输至煤样定位组件上，三维移动组件带动煤样定位组件移动至检测位，等离子气体护罩组件罩住煤样的检测面，三维移动组件带动煤样定位组件沿XY平面移动，激光分析组件在煤样表面多个采样点处产生等离子体并分析光信号，三维移动组件带动煤样定位组件移动至弃料位，弃料组件将煤样推出煤样定位组件。
优选的，所述煤样定位组件包括煤样上限位板、煤样顶压板、与煤样顶压板相连的可带动煤样顶压板上下伸缩的伸缩轴、与伸缩轴相连可供伸缩轴上下伸缩的连接柱、套设在伸出轴上一端抵接于煤样顶压板下表面一端抵接于连接柱表面的弹簧以及用于检测煤样是否到位的煤样到位检测传感器，该煤样到位检测传感器将检测信息传输至控制器；所述煤样上限位板和煤样顶压板上下间隔设置，两者间距用于容纳待检测煤样。
再者，所述等离子气体护罩组件包括等离子体护罩和带动等离子体护罩沿Z轴方向移动的等离子体护罩气缸，等离子体护罩气缸与控制器相电连接。
进一步，所述激光分析组件包括脉冲激光器、位于脉冲激光器所发激光的光线传输路径上的分光系统、位于煤样检测面上方用于聚焦激光产生发光等离子体的光学聚焦组件、位于检测位上方用于感测发光等离子体所辐射的光信息的光纤探头以及用于接收光信息并生成光谱响应信号的光谱仪，光谱仪将光谱响应信号传输至控制器进行煤样分析。
优选的，所述弃料组件包括靠近弃料位处煤样的弃料推板、用于带动弃料推板移动的弃料气缸、便于废弃煤样滑落的弃料滑道以及与弃料滑道的末端相连的弃料收集盒，弃料气缸与控制器相电连接。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：
(1)、本发明利用各装置之间的有效配合，可在6分钟内完成一站式的采样、制样、成型和分析全流程检测，快速实现煤质的成分检测，极大的缩短检测时间；
(2)、本发明中通过设置接料盒、接料盒滑槽和下料组件，将煤粉放置接料盒后，接料盒沿着接料盒滑槽移动至压饼位，压饼完成后，接料盒将煤饼运输至下料组件，由下料组件将煤饼运输至检测单元，进行煤样的元素分析；实现压机到煤质在线检测单元的上下料，有效减少人工参与所导致的测量数据误差，还可将操作人员的受伤可能性降到最低；本发明中在接料盒滑槽上开设煤粉吸尘口，当压饼工序完成后，可通过外接吸尘设备，将接料盒滑槽残留的煤粉吸走，避免煤粉残留，在进行另一种煤样的数据检测时煤样混合在一起，从而影响最终煤样数据检测的可靠和精确性等现象；、本发明中在接料盒滑槽上开设煤粉弃料口，当接料盒完成送饼工作返回初始位准备接新的煤料之前，接料盒内残余煤粉可通过煤粉弃料口丢弃，避免污染下一次煤样污染。
(3)、本发明中采用上料组件自动上料，并自动对接煤样定位组件，检测完成后弃料组件自动弃料，大大降低了人员的工作量且避免了人为误差；本发明中三维移动组件可分别将煤样定位组件运输至上料位、检测位和弃料位，无需手动调节，操作方便快捷，可实现随时快速随机抽样检测；本发明中将煤样定位组件、三维移动组件、等离子气体护罩组件、激光分析组件和弃料组件集成放置在壳体内，使得设备占地面积小且运营成本低；本发明的检修门上设置有门位开关感应传感器，若门位开关感应传感器检测到维修门打开则控制器控制脉冲激光器关闭，整个操作流程无危险隐患，安全性高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中皮带刮料装置的结构示意图；
图3为本发明中称重装置的结构示意图；
图4为本发明中称重装置的主视图；
图5为本发明中切割缩分装置的剖视图；
图6为本发明中切割缩分装置的后视图；
图7为本发明中液压机与上下料装置相连的结构示意图；
图8为本发明中液压机与上下料装置相连的主视图；
图9为本发明中上下料装置的俯视图；
图10为本发明中接料盒滑槽底板的结构示意图；
图11为本发明中接料盒的仰视图；
图12为本发明中接料盒的剖视图；
图13为本发明中下料组件的结构示意图；
图14为本发明中下料组件的俯视图；
图15为本发明中下料组件的剖面图。
图16为本发明中下料组件和激光煤质分析仪相连的结构示意图；
图17为本发明中激光煤质分析仪的剖视图；
图18为本发明中下料组件和煤样定位组件相连接的局部示意图；
图19为本发明中煤样定位组件的结构示意图；
图20为本发明中煤样定位组件的的左视图；
图21为图20的局部放大示意图；
图22为本发明中三维移动组件的结构示意图；
图23为本发明中激光分析组件的结构示意图；
图24为本发明中激光分析组件的原理示意图；
图25为本发明中弃料组件的放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本发明一种在线煤质激光检测系统包括现场对接皮带10、皮带刮料装置100、第一中转皮带11、称重装置200、第二中转皮带12、破碎机300、切割缩分装置400、弃料皮带13、烘干装置500、真空吸料装置600、研磨机16、液压机700、激光煤质分析仪800、上下料装置900、吸尘风机14和控制器，控制器分别与皮带刮料装置100、第一中转皮带11、称重装置200、第二中转皮带12、破碎机300、切割缩分装置400、弃料皮带13、烘干装置500、真空吸料装置600、研磨机16、液压机700、激光煤质分析仪800、上下料装置900和吸尘风机14相电连接，分别控制其动作。现场对接皮带10上运输着煤样，皮带刮料装置100将现场对接皮带10上的煤样刮落至第一中转皮带11上，第一中转皮带11运输煤样至称重装置200内，在煤样重量满足设定要求后，称重装置200将煤样运输至第二中转皮带12上，第二中转皮带12继续运输煤样至破碎机300上，破碎机300在设定时间内将煤样破碎，例如将原直径为13mm的煤样破碎至直径2mm；破碎后的煤样落入切割缩分装置400内，切割缩分装置400中的摆动杆405按设定的程序摆动，将煤样随机分拨至缩弃料皮带13或烘干装置500内，烘干后的煤样被吸入真空吸料装置600中，然后送至研磨机16内进行更加细致的研磨，例如将直径2mm的煤样研磨至0.2mm；研磨完成后将煤粉送至液压机700中压制成煤饼，多余煤粉送至弃料皮带13，同时液压机700在工作的同时吸尘风机14将液压机台面上多余的煤粉吸至储煤灌中；将煤压制成饼状后上下料装置900将煤饼送至激光煤质分析仪800，激光煤质分析仪800进行煤质分析。
如图2所示，本发明的皮带刮料装置100用于将现场对接皮带10上的煤样刮落，皮带刮料装置100包括煤样刮勺101、刮料电机102、刮料电机支架103、旋转轴支架104、检测开关105和检测开关支架106。煤样刮勺101固定于旋转轴支架104上，旋转轴支架104与刮料电机102的旋转轴相连接。刮料电机102固定于刮料电机支架103上，检测开关105固定于检测开关支架106上，检测开关支架106与旋转轴支架104相连接，刮料电机102与控制器相电连接，检测开关105将将检测的刮料电机旋转圈数传输至控制器。控制器控制刮料电机102启动，通过刮料电机102带动旋转轴支架104和煤样刮勺101转动，煤样刮勺101将现场对接皮带10上的煤样刮落至第一中转皮带11上，检测开关105随着旋转轴支架104旋转可检测刮料电机102旋转的圈数，用来确定刮料的次数，根据刮料次数判断煤样的总重量。
如图3和图4所示，本发明的称重装置200用于测量从第一中转皮带上落下的煤料重量且可运输满足重量设置值煤样，称重装置200包括称重落料口201、称重模块202、皮带机203、称重下料口204和称重观察口205，皮带机203与控制器相电连接，称重模块202将所测煤样重量信息传输至控制器。煤样从第一中转皮带11上落入称重落料口201，称重模块202位于称重落料口下方且用于测量煤样重量，皮带机203位于称重落料口下方且用于运输满足重量设置值煤样，称重下料口204位于皮带机尾端用于承接从皮带机上落下煤样，称重观察口205位于称重下料口上方用于观察下料情况。第一中转皮带将煤运输至称重装置的称重落料口201中，随着煤样不停的下落，当煤样的重量达到称重模块202总的设定值时，控制器根据重量信息控制皮带机203旋转将煤样运输至称重下料口204中，从而落在第二中转皮带12上。
本发明的破碎机300具有破碎入料口和破碎出料口，第二中转皮带12上的煤样落入破碎入料口后，在破碎机300内进行破碎，破碎完成后从破碎出料口输出。破碎机300采用2级破碎，破碎腔有具有防堵装置。
如图5和图6所示，本发明的切割缩分装置400用于随机筛选煤样，切割缩分装置400包括切割缩分壳体404、摆动杆405和摆动伸缩气缸406，切割缩分壳体404具有缩分接料口401、缩分弃料口402和缩分进料口403，摆动杆405位于切割缩分壳体内用于将缩分接料口落下煤样随机分拨至缩分弃料口或缩分进料口，摆动伸缩气缸406用于驱动摆动杆随机摆动，其中摆动伸缩气缸406与控制器相电连接。缩分接料口401与破碎机300的破碎出料口进行法兰连接，从缩分弃料口402中输出的煤样可直接下落至弃料皮带13上或者通过软管下落至弃料皮带13上；缩分进料口403与烘干装置进行法兰连接。
本发明的烘干装置500用于烘干切割缩分装置400随机筛选出的部分煤样，烘干装置包括具有烘干入口和烘干出口的烘干壳体501、位于烘干壳体上的加热棒502以及用于促进热风流通的烘干风机503，其中加热棒502和烘干风机503分别与控制器相电连接，烘干装置500还设有温度控制装置，可使得温度能在设定范围内持续加热；烘干壳体501上设置有反吹和振动装置，可使得烘干壳体501内的煤样受热均匀。
本发明的真空吸料装置600利用负压将煤样从低处传递到高处，再进入研磨机16，研磨机14与真空吸料装置600之间通过软管相连，真空吸料装置600通过软管与烘干装置500相连接。
如图7、图8和图9所示，本发明的上下料装置900用于将研磨机输出的煤样运输至液压机进行压制并将压制后的煤饼输送至激光煤质分析仪，上下料装置900包括接料盒901、接料盒滑槽902、下料组件903和控制器，控制器与液压机相电连，可控制压机的动作。如图11和图12所示，接料盒901位于接料盒滑槽902内，可沿接料盒滑槽902来回移动，接料盒902包括盒体906、接料口907、下料口908、煤饼推杆909和液压水平推杆910，接料口907位于盒体906的上方，可与研磨机的出料口通过软管相连接，下料口908位于盒体906的下方，且盒体内具有连通接料口907和下料口908的接料通道，接料盒901处于接料初始位时，下料口908被接料盒滑槽902的底板遮挡，避免落入接料盒901内的煤粉跑出。煤饼推杆909位于盒体906朝向激光煤质分析仪的入口处一侧面，当煤粉被压机压成煤饼后，煤饼推杆909将煤饼推至下料组件903中。液压水平推杆910连接于盒体906上用于驱动驱动接料盒沿接料盒滑槽移动，液压水平推杆910与控制器相电连接，控制器控制液压水平推杆动作。盒体906上还便于接料盒沿接料盒滑槽移动的滑轮。
如图10所示，接料盒滑槽902位于液压机的煤粉压块701和下模腔702之间，接料盒滑槽902的底板904上开设有与煤粉压块和下模腔竖直对齐的压饼口905，当液压水平推杆910推动接料盒901沿接料盒滑槽902移动至压饼位时，下料口908和压饼口905相对齐，煤粉从接料盒901内落入下模腔702内，液压水平推杆910带动接料盒901后退，液压机动作，煤粉压块701下移压紧使下模腔702内的煤粉成饼状，待压好后下模腔向上顶起，此时下模腔702的上表面与接料盒滑槽的底板904的上表面平齐；液压水平推杆910带动接料盒901向前移动，接料盒901的煤饼推杆909将压好的煤饼推至接料盒滑槽902的尾端。接料盒滑槽902的底板904上开设有煤粉吸尘口911，当压饼工序完成后，可通过连接吸尘风机14，将接料盒滑槽残留的煤粉吸走，避免煤粉残留，在进行另一种煤样的数据检测时煤样混合在一起，从而影响最终煤样数据检测的可靠和精确性等现象。接料盒滑槽902的底板904靠近接料盒接料位置处上开设有煤粉弃料口912，当接料盒完成送饼工作返回初始位准备接新的煤料之前，接料盒内残余煤粉可通过煤粉弃料口丢弃，从煤粉弃料口912落下的煤样落入弃料皮带13，避免污染下一次煤样。
如图13、图14和图15所示，下料组件903位于接料盒滑槽尾端且与激光煤质分析仪入口相对接，下料组件903包括下料滑道913、煤饼推块914、限位滑槽918、丝杆915、丝杆电机916和对射光电开关传感器917，控制器与丝杆电机相电连接，控制丝杆电机动作。下料滑道913斜向下设置且与接料盒滑槽尾端相对接，煤饼推块914与丝杆915螺纹连接，可沿着丝杆915来回移动，丝杆电机916用于驱动丝杆915转动从而带动煤饼推块914沿着限位滑槽918移动，初始阶段煤饼推块914移动至下料滑道的尾端，煤饼推杆909将压好的煤饼推至接料盒滑槽902的尾端并推入下料滑道913，煤饼在自重作用下沿下料滑道913滑至煤饼推块914上，对射光电开关传感器917检测到煤饼推块914上煤饼的存在，将检测信息发送至控制器，控制器控制丝杆电机动作，丝杆电机带动丝杆转动，煤饼推块914带动煤饼在丝杆的带动下沿着限位滑槽移动至激光煤质分析仪入口，煤饼进入激光煤质分析仪进行分析检测工序。
工作原理：将煤粉从接料口907倒入接料盒901的接料通道内后，控制器控制液压水平推杆910动作，液压水平推杆910推动接料盒901沿接料盒滑槽902移动至压饼位，下料口908和压饼口905相对齐，煤粉从接料盒901内落入下模腔702内，液压机动作，煤粉压块701下移压紧使下模腔702内的煤粉成饼状；控制器控制液压水平推杆910继续动作，液压水平推杆910推动接料盒901继续沿着接料盒滑槽902移动，接料盒901的煤饼推杆909将压好的煤饼推至接料盒滑槽902的尾端，推入下料滑道913，煤饼在自重作用下沿下料滑道913滑至煤饼推块914上，对射光电开关传感器917检测到煤饼推块914上煤饼的存在，将检测信息发送至控制器，控制器控制丝杆电机动作，丝杆电机带动丝杆转动，煤饼推块914带动煤饼沿着丝杆移动至激光煤质分析仪入口，煤饼进入激光煤质分析仪进行分析检测工序。
如图16、图17和图18所示，本发明的激光煤质分析仪包括煤样定位组件、三维移动组件、等离子气体护罩组件、激光分析组件、弃料组件和壳体，控制器分别与煤样定位组件、三维移动组件、等离子气体护罩组件、激光分析组件和弃料组件相电连接，煤样定位组件、三维移动组件、等离子气体护罩组件、激光分析组件和弃料组件均位于壳体823内，壳体823上设有检修门，该检修门上设置有门位开关感应传感器，该门位开关感应传感器将检修门的开关信号传输至控制器，控制器根据开关信号控制激光分析组件。
如图19、图20和图21所示，煤样定位组件与上下料装置900的下料组件903相对接，待检测煤样放置在煤样定位组件上。煤样定位组件包括煤样上限位板801、煤样顶压板802、伸缩轴803、连接柱804、弹簧805和煤样到位检测传感器806，煤样到位检测传感器806用于检测煤样是否到位，并将检测信息传输至控制器。煤样上限位板801和煤样顶压板802上下间隔设置，两者间距用于容纳待检测煤样，煤样上限位板801上朝向煤样一侧面开设有可导向煤样运动的限位槽，煤饼推块914在丝杆的带动下沿着限位滑槽918并顺着煤样上限位板801的限位槽，移动至煤样定位组件的煤样顶压板802上。伸缩轴803与煤样顶压板802相连接，伸缩轴803穿设在连接柱804内，可沿连接柱804来回伸缩，伸缩轴803的伸缩范围由连接柱804上的螺栓组件824调节设置。弹簧805套设在伸缩轴803上，弹簧805的一端抵接于煤样顶压板802下表面一端抵接于连接柱804表面。当煤样到位检测传感器806检测到信号后，煤饼推块914回到初始位置，煤样顶压板802在弹簧805的弹力作用下顶压住煤样15，接着三维移动组件带动煤样定位组件移动至检测位。
如图22所示，三维移动组件用于带动煤样定位组件移动至所需工位，三维移动组件包括连接板818、Z轴位移驱动电机组件819、滑板820、X轴位移驱动电机组件821和Y轴位移驱动电机组件822，连接板818与煤样定位组件的连接柱804相固连，Z轴位移驱动电机组件819与连接板818相固连，带动连接板沿Z轴移动。滑板820与Z轴位移驱动电机组件相连，X轴位移驱动电机组件与滑板820相连并带动滑板820沿X轴移动，Y轴位移驱动电机组件与滑板820相连并带动滑板820沿Y轴移动。X轴位移驱动电机组件821、Y轴位移驱动电机组件822和Z轴位移驱动电机组件819分别与控制器相电连接，控制器分别控制X轴位移驱动电机组件821、Y轴位移驱动电机组件822和Z轴位移驱动电机组件819的动作。
等离子气体护罩组件用于罩住煤样检测面用于稳定等离子体，等离子气体护罩组件包括可稳定等离子体的等离子体护罩807和带动等离子体护罩沿Z轴方向移动的等离子体护罩气缸808，等离子体护罩气缸807与控制器相电连接，控制器控制等离子体护罩气缸808动作，使得等离子体护罩807罩住煤样的检测面。
如图23和图24所示，激光分析组件包括脉冲激光器809、分光系统810、光学聚焦组件811、光纤探头812和光谱仪813，脉冲激光器809发出激光，分光系统810位于脉冲激光器所发激光的光线传输路径上，光学聚焦组件811位于煤样检测面上方用于聚焦激光产生发光等离子体，光纤探头812位于检测位上方用于感测发光等离子体所辐射的光信息，光谱仪813用于接收光信息并生成光谱响应信号，光谱仪813将光谱响应信号传输至控制器由控制器分析得到煤样分析结果。
如图25所示，弃料组件用于将检测完的煤样丢弃，弃料组件包括靠近弃料位处煤样的弃料推板814、用于带动弃料推板移动的弃料气缸815、便于废弃煤样滑落的弃料滑道816以及与弃料滑道的末端相连的弃料收集盒817，弃料气缸与控制器相电连接。
工作过程：
煤饼推杆909将煤样15送至上下料装置900的下料组件903的下料滑道的首端，初始阶段煤饼推块914移动至下料滑道913的尾端，煤样进入下料滑道913，煤样在自重作用下沿下料滑道913滑至煤饼推块914上，对射光电开关传感器917检测到煤饼推块914上煤饼的存在，将检测信息发送至控制器，控制器控制丝杆电机916动作，丝杆电机916带动丝杆915转动，煤饼推块914在丝杆的带动下沿着限位滑槽918并顺着煤样上限位板801的限位槽，移动至煤样定位组件的煤样顶压板802上；当煤样到位检测传感器806检测到信号后，煤饼推块914回到初始位置，煤样顶压板802在弹簧805的弹力作用下顶压住煤样15，接着三维移动组件带动煤样定位组件移动至检测位。控制器控制等离子体护罩气缸808动作，使得等离子体护罩807罩住煤样的检测面；脉冲激光器809发出激光，三维移动组件带动煤样定位组件上的煤样15在XY平面上运动，使得脉冲激光器809输出激光经过分光系统810和光学聚焦组件811聚焦到煤样表面形成众多矩阵点，每一矩阵点为一采样点，在煤样表面产生发光等离子体，在此过程中侧上方的光纤探头812将光信息传递给灵敏的光谱仪813探测，光谱仪813将光谱响应信号传输至控制器并分析辐射光谱得到材料中元素的种类和浓度，其中种类通过辐射谱的波长确定，浓度通过辐射波谱峰值的强度确定。待检测完成，三维移动组件带动煤样定位组件运行至弃料位，然后控制器控制弃料气缸815动作，弃料气缸815将检测过的煤样15推落至弃料通道816，滑落至弃料收集盒817内，最后各组件恢复至原位，待放入下一煤样重复此流程。
Claims (10)
1.一种在线煤质激光检测系统，其特征在于：包括用于将现场对接皮带(10)上的煤样刮落的皮带刮料装置(100)、用于中转刮落下煤样的第一中转皮带(11)、用于测量从第一中转皮带上落下的煤料重量且可运输满足重量设置值煤样的称重装置(200)、用于中转称重装置输送煤样的第二中转皮带(12)、用于破碎从第二中转皮带上落下煤料的破碎机(300)、用于随机筛选煤样的切割缩分装置(400)、用于中转废弃煤样的弃料皮带(13)、用于烘干随机筛选出的部分煤样的烘干装置(500)、用于吸取一定量烘干后煤样的真空吸料装置(600)、用于研磨真空吸料装置输出煤样的研磨机(16)、用于将煤样压制成煤饼的液压机(700)、用于检测煤饼煤质的激光煤质分析仪(800)、用于将研磨机输出的煤样运输至液压机进行压制并将压制后的煤饼输送至激光煤质分析仪的上下料装置(900)以及分别与皮带刮料装置、第一中转皮带、称重装置、第二中转皮带、破碎机、切割缩分装置、弃料皮带、烘干装置、真空吸料装置、研磨机、液压机、激光煤质分析仪和上下料装置相电连接的控制器。
2.根据权利要求1所述的在线煤质激光检测系统，其特征在于：所述皮带刮料装置(100)包括用于刮落煤样的煤样刮勺(101)、用于驱动煤样刮勺转动的刮料电机(102)、用于固定电机的刮料电机支架(103)、用于固定煤样刮勺并与刮料电机旋转轴相连的旋转轴支架(104)以及用于检测刮料电机旋转圈数的检测开关(105)，该检测开关(105)通过检测开关支架(106)与旋转轴支架(104)相连接；其中刮料电机(102)与控制器相电连接，检测开关(105)将将检测的刮料电机旋转圈数传输至控制器。
3.根据权利要求1所述的在线煤质激光检测系统，其特征在于：所述称重装置(200)包括用于承接从第一中转皮带上落下煤样的称重落料口(201)、位于称重落料口下方且用于测量煤样重量的称重模块(202)、位于称重落料口下方且用于运输满足重量设置值煤样的皮带机(203)、位于皮带机尾端用于承接从皮带机上落下煤样的称重下料口(204)以及位于称重下料口上方用于观察下料情况的称重观察口(205)；其中皮带机(203)与控制器相电连接，称重模块(202)将所测煤样重量信息传输至控制器。
4.根据权利要求1所述的在线煤质激光检测系统，其特征在于：所述切割缩分装置(400)包括具有缩分接料口(401)、缩分弃料口(402)和缩分进料口(403)的切割缩分壳体(404)、位于切割缩分壳体内用于将缩分接料口落下煤样随机分拨至缩分弃料口或缩分进料口的摆动杆(405)以及用于驱动摆动杆随机摆动的摆动伸缩气缸(406)；其中摆动伸缩气缸(406)与控制器相电连接。
5.根据权利要求1所述的在线煤质激光检测系统，其特征在于：所述上下料装置(900)包括用于接煤粉的接料盒(901)、位于液压机的煤粉压块(701)和下模腔(702)之间可供接料盒来回移动的接料盒滑槽(902)、位于接料盒滑槽尾端且与激光煤质分析仪入口相对接的下料组件(903)；所述接料盒滑槽(902)的底板(904)上开设有与煤粉压块和下模腔竖直对齐的压饼口(905)；所述接料盒(901)包括盒体(906)、位于盒体上方的接料口(907)、位于盒体下方的下料口(908)、位于盒体朝向煤质在线检测单元的入口处一侧面的煤饼推杆(909)以及用于驱动接料盒沿接料盒滑槽移动的液压水平推杆(910)；所述接料盒滑槽(902)的底板(904)上开设有与吸尘风机相连的煤粉吸尘口(911)，所述接料盒滑槽(902)的底板(904)靠近接料盒接料位置处上开设有煤粉弃料口(912)，从煤粉弃料口(912)落下的煤样落入弃料皮带(13)上；所述下料组件(903)包括斜向下设置且与接料盒滑槽尾端相对接的下料滑道(913)、用于承接从下料滑道滑出的煤饼且可来回移动将煤饼运输至煤质在线检测单元入口的煤饼推块(914)、用于带动煤饼推块来回移动的丝杆(915)、用于驱动丝杆转动的丝杆电机(916)以及用于检测煤饼推块是否有煤饼的对射光电开关传感器(917)，其中液压水平推杆(910)和丝杆电机(916)分别与控制器相电连接，对射光电开关传感器(917)将检测信息传输至控制器。
6.根据权利要求1所述的在线煤质激光检测系统，其特征在于：所述激光煤质分析仪(800)包括与上下料装置相对接且用于放置待检测煤样的煤样定位组件、用于带动煤样定位组件移动至所需工位的三维移动组件、用于罩住煤样检测面用于增强等离子体稳定性的等离子气体护罩组件、用于检测分析煤样的激光分析组件以及用于将检测完的煤样丢弃的弃料组件；所述控制器分别与煤样定位组件、三维移动组件、等离子气体护罩组件、激光分析组件和弃料组件相电连接，三维移动组件带动煤样定位组件移动至上料位，煤样由上下料装置运输至煤样定位组件上，三维移动组件带动煤样定位组件移动至检测位，等离子气体护罩组件罩住煤样的检测面，三维移动组件带动煤样定位组件沿XY平面移动，激光分析组件在煤样表面多个采样点处产生等离子体并分析光信号，三维移动组件带动煤样定位组件移动至弃料位，弃料组件将煤样推出煤样定位组件。
7.根据权利要求6所述的在线煤质激光检测系统，其特征在于：所述煤样定位组件包括煤样上限位板(801)、煤样顶压板(802)、与煤样顶压板相连的可带动煤样顶压板上下伸缩的伸缩轴(803)、与伸缩轴相连可供伸缩轴上下伸缩的连接柱(804)、套设在伸出轴上一端抵接于煤样顶压板下表面一端抵接于连接柱表面的弹簧(805)以及用于检测煤样是否到位的煤样到位检测传感器(806)，该煤样到位检测传感器将检测信息传输至控制器；所述煤样上限位板和煤样顶压板上下间隔设置，两者间距用于容纳待检测煤样。
8.根据权利要求6所述的在线煤质激光检测系统，其特征在于：所述等离子气体护罩组件包括等离子体护罩(807)和带动等离子体护罩沿Z轴方向移动的等离子体护罩气缸(808)，等离子体护罩气缸与控制器相电连接。
9.根据权利要求6所述的在线煤质激光检测系统，其特征在于：所述激光分析组件包括脉冲激光器(809)、位于脉冲激光器所发激光的光线传输路径上的分光系统(810)、位于煤样检测面上方用于聚焦激光产生发光等离子体的光学聚焦组件(811)、位于检测位上方用于感测发光等离子体所辐射的光信息的光纤探头(812)以及用于接收光信息并生成光谱响应信号的光谱仪(813)，光谱仪(813)将光谱响应信号传输至控制器进行煤样分析。
10.根据权利要求6所述的在线煤质激光检测系统，其特征在于：所述弃料组件包括靠近弃料位处煤样的弃料推板(814)、用于带动弃料推板移动的弃料气缸(815)、便于废弃煤样滑落的弃料滑道(816)以及与弃料滑道的末端相连的弃料收集盒(817)，弃料气缸与控制器相电连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |