CN113566893A - 大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测方法及装置，通过传送皮带模块输送矿石，通过采样模块获取矿石散料份样，通过多要素检测模块采集矿石散料中各种成分，通过混合模块将样料打碎混合制成球状，通过核素检测模块对样料所含核素进行识别，通过放射检测模块对样料中所含放射性计量进行检测，通过多点称量模块对各模块检测后的样料称重，通过多元信息处理模块汇总处理各模块信息，通过样料模块将检测完毕的样料送回料斗中。本发明有益效果为通过高密度采样提高覆盖率，临场实施单批次分析提高效率，多元检测和数据对比减少偏差提高精准度，无单独采制样过程减轻劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉大宗矿石散料在装卸运输过程取样进行多要素检测领域特别是一种大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测方法及装置。
背景技术
针对大宗矿石散料进口检验检疫，特别是进口矿石散料放射性剂量检测和固体废料、有害草籽、害虫等夹杂物监测监管，贸易环节的商品检验，尚无临场多要素快速检测方法和装置。
现行的检测方式为机械或手工采制样后对试样进行手工滴定或光谱仪器化学分析，手工筛分计算颗粒度，手工烘干称量计算含水率、感官识别固体废物和有害草籽、害虫等夹杂物为主要检测方法，所用装置多为单机设备、手工工具、量具，人工操作、离场实验室检测。
但是人工抽、制、化检测，抽取样分层间隔大，批次份样覆盖率低，人为、气候、工矿因素影响多，危险度高，易产生偏晰；取制样工作量大，耗用人工多、劳动强度大、工作环境差（噪声、粉尘、弃料），效率低；取、制、化检测全过程系统偏差波动大，微量试样对单份样矿石散料散料代表性弱，份样整体取、制、化样本覆盖性差，检测报告滞后响应效率低。
发明内容
针对上述情况，为克服现有欠缺陷，本发明提供大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测方法及装置，无随机取样过程，无分样、制样过程，传送皮带启动运行后，矿石散料流速、厚度检测单元检测到矿石散料流经检测位置原点，发出随机启动后续检测单元进入工作状态时点信号，进样料斗每一次进料、装满、留样过程，作一次新的检测份样标识和启动新一轮检测时序原点，检测过程中出现停顿、重启，矿石散料断流、复流状况时，不会改变矿石散料料样和检测数据的标识和时序记录，只有当矿石散料从回送料斗清空，有新的份样进入进样料斗时，才会启动新一轮料样标识和检测时序记录，矿石散料料样在回送料斗清空过程，多要素检测装置退出工作状态，多单元检测仪结束对一个份样矿石散料料样的检测，括机器视觉单元在获得进入工作状态时点信号后，开始以伴随矿石散料份样移动速度相对应的频率拍照采样，获取铺展状态的矿石散料表层各种堆置状态的高清图像，对单份样矿石散料的颗粒度、固体废物和有害草籽、昆虫夹杂物进行连续取样，并赋予检测份样标识和数据时序标记，近红外NIR检测单元和X光束扫描检测单元测取矿石散料份样含水率、固体废料、矿石元素含量数据，并赋予数据时序标记，采集放射性剂量检测信号和测取核素识别信息，超阈值剂量报警，检测元素含量信息关联，实现放射性剂量数据与矿石散料和固体废料中有害放射性元素检测数据的关联校核。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，本发明包括：
传送皮带模块，用于矿石输送；
采样模块，用于按照矿石散料抽样规则在矿石散料装卸运输过程中使用机械取样器获取矿石散料份样，矿石散料份样通过溜管进入料样斗，料样斗容积符合采制样规则规定，料样斗溢出部分散料装入不失水料袋并作出与多单元检测采样对应的时点排序标记；
多要素检测模块，用于对样料进行多元检测；
混合模块，用于将样料打碎混合制成球状并且球体表面规整；
核素检测模块，用于对样料所含核素进行识别；
放射检测模块，用于对样料中所含放射性计量进行检测；
多点称量模块，用于散料份样在各模块检测后的称重，实现计数检测与计重检测的比对；
多元信息处理模块，用于汇总处理各模块信息，并对各信息进行计算和比对生成可视化报告；
返投模块，用于检测完毕的矿石和杂质回送到散粮装卸运输料斗中；
所述多要素检测模块，包括散料流速、厚度检测单元，检测系统定位、计时单元，机器视觉检测单元和近红外NIR检测单元；
进一步地，所述散料流速和厚度检测单元记录检测起始点，对矿石流速和厚度进行随机检测。
更进一步地，所述检测系统定位、计时单元用于检测矿石进入检测装置并对进入检测装置时间做起始时计量。
更进一步地，所述机器视觉检测单元为视频检测装置检测移动状态矿石散料颗粒度、固体废物、有害草籽昆虫夹杂物，采样频率根据矿石料样移动速度调节，实现对矿石散料份样的分层、连续检测。
更进一步地，所述近红外NIR检测单元通过向矿石发送红外光并采集移动状态的矿石散料份样含水率、固体废料和杂质，采样时长小于10秒，实现对单份样矿石散料的分层、连续检测。
更进一步地，所述核素检测模块检测移动状态矿石散料的元素含量，采样频率10次/秒，实现对单份样矿石散料料样的分层、连续检测。
更进一步地，所述放射检测模块检测移动输送状态矿石散料的x/r放射性剂量，识别引发放射性剂量超阈值的核素，实现对单份样矿石散料分层、连续检测。
更进一步地，所述核素检测模块和放射检测模块检测数据相关联，将放射性计量检测数据与LIBS元素含量检测数据相对应。
更进一步地，所述采样模块、多要素检测模块、核素检测模块、放射检测模块、多点称量模块和多元信息处理模块之间通信连接。
有益效果：本发明通过高密度采样提高覆盖率，通过在线实时时段数据分析提高效率，通过多元检测和大量样本比对及自学习校正从而规避抽取采样和混料缩分的方法性偏差，能多时段数据叠加集合，任意截取时段整体多要素特征报告，本发明无单独的采制样过程，减轻劳动强度，无实物份样人工分拣称量检测，无试样化学分析，提高检测效率，并且增加落料跟踪、取料溯源、三维坐标系统实现料位管理和取样溯源控制管理。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步详细的描述。
图1为本发明模块控制原理图；
图2为本发明运行流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护范围。
采用上述方法的大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测方法及装置，如图1所示，包括：
传送皮带模块，用于矿石输送；
采样模块，用于按照矿石散料抽样规则在矿石散料装卸运输过程中使用机械取样器获取矿石散料份样，矿石散料份样通过溜管进入料样斗，料样斗容积符合采制样规则规定，料样斗溢出部分散料装入不失水料袋并作出与多单元检测采样对应的时点排序标记；
多要素检测模块，用于对样料进行多元检测；
混合模块，用于将样料打碎混合制成球状并且球体表面规整；
核素检测模块，用于对样料所含核素进行识别；
放射检测模块，用于对样料中所含放射性计量进行检测；
多点称量模块，用于散料份样在各模块检测后的称重，实现计数检测与计重检测的比对；
多元信息处理模块，用于汇总处理各模块信息，并对各信息进行计算和比对生成可视化报告；
返投模块，用于检测完毕的矿石和杂质回送到散粮装卸运输料斗中；
所述多要素检测模块，包括散料流速、厚度检测单元，检测系统定位、计时单元，机器视觉检测单元和近红外NIR检测单元；
具体的，所述散料流速和厚度检测单元记录检测起始点，对矿石流速和厚度进行随机检测。散料流速和厚度检测单元，作为检测系统的定位原点和计时源点，向检测系统发出预热信号和向各检测单元发出开始检测信号。
具体的，所述检测系统定位、计时单元用于检测矿石进入检测区，并对进入检测区时间做起始时计量。检测矿石散料料样进入检测区，并对进入检测区的矿石散料作起始计时计量标记
具体的，所述机器视觉检测单元为视频检测装置检测移动状态矿石散料颗粒度、固体废物、有害草籽昆虫夹杂物，采样频率根据矿石料样移动速度调节，实现对矿石散料份样的分层、连续检测。获取铺展状态移动矿石料样表层各种堆置状态的表观颗粒度和颗粒分布数据和掺杂在矿石料样中的固体废物、有害草籽、害虫等夹杂物数据。
具体的，所述近红外NIR检测单元通过向矿石发送红外光并采集移动状态的矿石散料份样含水率、固体废料和杂质，采样时长小于10秒，实现对单份样矿石散料的分层、连续检测。获取摊铺状态矿石散料份样含水率和固体废物、夹杂物图像数据。
具体的，所述核素检测模块检测移动状态矿石散料的元素含量，采样频率10次/秒，实现对单份样矿石散料料样的分层、连续检测。获取摊铺状态矿石散料元素含量。
具体的，所述放射检测模块检测移动输送状态矿石散料的x/r放射性剂量，识别引发放射性剂量超阈值的核素，实现对单份样矿石散料分层、连续检测。获取铺展移动状态矿石散料放射性剂量数据。
具体的，所述核素检测模块和放射检测模块检测数据相关联，将放射性计量检测数据与LIBS元素含量检测数据相对应。实现放射性剂量超标可溯源的放射性元素检测校核。
具体的，所述采样模块、多要素检测模块、核素检测模块、放射检测模块、多点称量模块和多元信息处理模块之间通信连接。各模块所检测到的信息通过通信连接传送至多元信息处理模块中。
最后说明的是，以上举例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测装置，包括：
传送皮带模块，用于矿石输送；
采样模块，用于按照矿石散料抽样规则在矿石散料装卸运输过程 中使用机械取样器获取矿石散料份样，矿石散料份样通过溜管进入料样斗，料样斗容积符合采制样规则规定，料样斗溢出部分散料装入不失水料袋并作出与多单元检测采样对应的时点排序标记；
多要素检测模块，用于对样料进行多元检测；
混合模块，用于将样料打碎混合制成球状并且球体表面规整；
核素检测模块，用于对样料所含核素进行识别；
放射检测模块，用于对样料中所含放射性计量进行检测；
多点称量模块，用于散料份样在各模块检测后的称重，实现计数 检测与计重检测的比对；
多元信息处理模块，用于汇总处理各模块信息，并对各信息进行 计算和比对生成可视化报告；
返投模块，用于检测完毕的矿石和杂质回送到散粮装卸运输料斗 中；
所述多要素检测模块，包括散料流速、厚度检测单元，检测系统 定位、计时单元，机器视觉检测单元和近红外NIR检测单元。
2.根据权利要求1所述的大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测装置，其特征在于：所述散料流速和厚度检测单元记录检测起始点，对矿石流速和厚度进行随机检测。
3.根据权利要求1所述的大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测装置，其特征在于：所述检测系统定位、计时单元用于检测矿石进入检测装置并对进入检测装置时间做起始时计量。
4.根据权利要求1所述的大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测装置，其特征在于：所述机器视觉检测单元为视频检测装置检测移动状态矿石散料颗粒度、固体废物、有害草籽昆虫夹杂物，采样频率根据矿石料样移动速度调节，实现对矿石散料份样的分层、连续检测。
5.根据权利要求1所述的大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测装置，其特征在于：所述近红外NIR检测单元通过向矿石发送红外光并采集移动状态的矿石散料份样含水率、固体废料和杂质，采样时长小于10秒，实现对单份样矿石散料的分层、连续检测。
6.根据权利要求1所述的大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测装置，其特征在于：所述核素检测模块检测移动状态矿石散料的元素含量，采样频率10次/秒，实现对单份样矿石散料料样的分层、连续检测。
7.根据权利要求1所述的大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测装置，其特征在于：所述放射检测模块检测移动输送状态矿石散料的x/r放射性剂量，识别引发放射性剂量超阈值的核素，实现对单份样矿石散料分层、连续检测。
8.根据权利要求1所述的大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测装置，其特征在于：所述核素检测模块和放射检测模块检测数据相关联，将放射性计量检测数据与LIBS元素含量检测数据相对应。
9.根据权利要求1所述的大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测装置，其特征在于：所述采样模块、多要素检测模块、核素检测模块、放射检测模块、多点称量模块和多元信息处理模块之间通信连接。
10.大宗矿石装卸运输过程中多要素临场检测方法，其特征在于：
S1,判断矿石散料料样开始移动及其运动方向，判断矿石散料经过检测装置，记取份样矿石散料检侧起点位置和计时零点，对矿石散料份样赋予标识；
S2,判断矿石散料移动速度和铺展堆积厚度；
S3，以与矿石散料移动速度相适应的频率或固定频率对矿石散料进行多技术单元检测，对检测数据赋予唯一时序记录；
S4,处理检测过程所采集的多元数据，计算单份样矿石散料整体组分含量和表观物理指标，对单份样放射性剂量、固体废料、有害草籽、害虫阈值超限报警和关联可溯源信息；
S5,依据矿石散料厚度、厚度差测量和移动速度测量发出的信号，预热检测系统、启动检测、中断检测、重启检测、结束检测、停止检测系统工作，并将检测系统工作过程节点信息标记在检测数据标识内，按标识处理检测数据；
S6,机器视觉检测单元对矿石散料颗粒度、颗粒分布、加载固体废物、有害草籽和昆虫等夹杂物的表观特征采集数据，近红外NIR检测单元对矿石散料份样含水率、元素含量采集数据，并对所采集数据经过处理，给出单份样多要素整体指标；
S7,对放射检测单元和核素检测单元对矿石散料份样的放射性剂 量、核素实时检测，并发出阈值超限报警信号和检测记录；
S8,对多元检测计数数据与称重数据关联比对处理，给出比对数据偏差和偏差产生点，对多元检测数据存储和与同份样封样人工制样化验结果数据的比对，给出制样偏差和不同检测方法之间的系统偏差；
S9，多元信息处理模块，通过循环检测和多份样检测，与人工采制化检测比对，持续修正检测数据处理算法。
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2021
- 2021-08-12 CN CN202110921661.8A patent/CN113566893A/zh active Pending
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