基于双X光源的宽体智能分选设备及其信号采集单元的制作方法

基于双x光源的宽体智能分选设备及其信号采集单元
技术领域
1.本实用新型涉及光电分选技术领域，特别涉及一种基于双x光源的宽体智能分选设备及其信号采集单元。


背景技术：

2.矿石分选的目的是从开采的原矿(颗粒形态)中筛选出含矿量高的部分(后文称为精矿)，剔除掉含矿量低的部分(后文称为废石)，从而有效减少进入后续进行化学磨选环节的处理量，达到节省无效成本的目的。
3.现有的干式分选设备中，磁选设备由于要求分选对象要有磁性，对于没有磁性的分选对象并不适用，所以使得磁选设备不具有通用性。具备通用性的分选设备，其主体功能结构分为四个结构单元：
4.第一结构单元为布料结构，将待分选的矿石均匀地分布并以一定速度运送至第二结构单元。第二结构单元为信号采集单元，配合第三结构单元矿石识别主机，对矿石进行分类识别，然后由第四结构单元分离执行单元进行分离执行。
5.目前用于矿石分选的信号采集单元主要分为基于可见光采集、基于x光采集和基于x荧光采集三大类，集中基于可见光和基于x荧光都只能采集矿石最表面浅表层，无法探知矿石内部结构，因而识别精度非常低。
6.现有的基于x光采集的矿石分选系统，采用一个x光源配以x光采集系统(探测器)。基于的原理为x光穿透被检测对象时，不同物质成分的被检测物对x光的吸收率不同，通过信号接收单元(探测器)采集被吸收的x光信号，配合主机软件进行物质构成分析，最终实现对矿石的识别并用分离结构对矿石进行有效分离。
7.通用性的分选设备的单位时间处理量受限制于布料结构，布料结构一般由运输带和传动控制系统构成，其中运输带的宽度和运转速度决定了该设备单位时间内的处理量。
8.运输带的速度的上限取决于设备的另三个结构单元，分别为信号采集单元的采样率、矿石识别主机的图像数据处理速度、分离执行机构的执行效率。运输的最高速度为此三个机构的最低速度。
9.运输带的宽度的上限取决于两大结构，分别为信号采集单元的最大处理宽度以及矿石识别主机的图像数据处理能力。为实现运输带的拓宽、加大设备产量，就必须打破目前数据采集模块最大处理宽度的限制以及匹配高速图像处理机制。
10.信号采集单元主要有两大模块构成，其一为产生x光的机构：x射线发生器；其二为信号接收单元。由x射线发生器产生的x光为具有一定扇角的x光束，对于布料运输带而言，矿石在运输带上的有效可分布范围的极限为在x光光束照射范围内。要加大运输带的有效运载宽度，必须提升x射线的照射范围。目前提升x射线照射范围的方案为：拉大x射线发射器到布料皮带的距离。此方案下，会导致两点不足：一是为了留出足够的安装距离，设备高度整体加大，会限制设备的应用场景，导致运输以及客户的安装困难从而限制设备的应用。二是x光发生器到x光接收器的距离拉大后会导致有效信号减弱，会极大影响信号的有效
性。如果加大x光的发射强度，这又会带来x光防护难度的加大，影响设备应用的安全性评估(x光发生泄漏的话会带来工作人员的健康安全问题)。


技术实现要素：

11.本实用新型的目的是提供一种基于双x光源的宽体智能分选设备及其信号采集单元，在不改变通用分选设备高度的前提下，能解决现有技术中的x射线的照射范围不够宽的问题。
12.本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
13.第一方面，本实用新型提供一种基于双x光源的宽体智能分选设备的信号采集单元，包括第一x光发射器、第二x光发射器、连接装置、第一x射线屏蔽板、第二x射线屏蔽板、第一固定块、第二固定块和信号接收单元；连接杆固定安装在宽体智能分选设备中布料结构的运输带正上方，第一固定块、第二固定块、第一x射线屏蔽板、第二x射线屏蔽板分别与连接装置移动连接；第一x光发射器与第一固定块可拆卸连接，第二x光发射器与第二固定块可拆卸连接；信号接收单元安装在宽体智能分选设备中布料结构的运输带正下方。
14.进一步的，所述的连接装置成工字形，包括第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、第五连接杆；第一连接杆的一端、第二连接杆的一端和第三连接杆的一端相互连接；第一连接杆与第二连接杆连接后呈一直线，第三连接杆与第一连接杆垂直；第三连接杆的另一端、第四连接杆的一端、第五连接杆的一端相互连接；第四连接杆、第五连接杆分别与第三连接杆垂直，第四连接杆、第五连接杆可沿着第三连接杆上下移动。
15.进一步的，所述的第一固定块与第一连接杆连接并可沿着第一连接杆水平移动；所述的第二固定块与第二连接杆连接并可沿着第二连接杆水平移动。
16.进一步的，第一x射线屏蔽板的上端与第四连接杆连接并可沿着第四连接杆水平移动，第二x射线屏蔽板的上端与第五连接杆连接可沿着第五连接杆水平移动。
17.进一步的，所述的连接杆为丝杠或导轨。
18.进一步的，所述的第一x射线屏蔽板和第二x射线屏蔽板内置铅。
19.第二方面，本发明提供一种基于双x光源的宽体智能分选设备，包括布料结构、矿石识别主机和分离执行单元，还包上述的信号采集单元；所述的布料结构用于运送被分选的矿石；所述的矿石识别主机用于识别信号采集单元采集到的特征光谱的光谱信号，并根据光谱信号对矿石进行分类，输出分类指令；所述的分离执行单元根据分类指令对矿石进行分类。
20.本实用新型的基于双x光源的宽体智能分选设备，采用双x光源技术，同时设计限束窗，不改变通用分选设备高度的前提下，有效加大x光的覆盖范围。同时使用智能校准算法，有效消除x光照射区域混叠带来的误差。
附图说明
21.图1为现有技术中智能分选设备的信号采集单元的结构示意图；
22.图2为本实用新型的基于双x光源的宽体智能分选设备的信号采集单元的结构示意图；
23.图3为本实用新型的没有使用x射线屏蔽板的双x光源沿宽度方向的x光强信号示
意图；
24.图4为本实用新型的使用了x射线屏蔽板对混叠区域的x光进行遮挡后沿宽度方向的x光强信号示意图。
25.附图标记说明如下：
[0026]1‑
1/1
‑
2：x光发射器，2：连接杆，2
‑
1：第一连接杆，2
‑
2：第二连接杆，2
‑
3：第三连接杆，2
‑
4：第四连接杆，2
‑
5：第五连接杆，3
‑
1/3
‑
2：x射线屏蔽板，4
‑
1/4
‑
2：固定块，5：信号接收单元。
具体实施方式
[0027]
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
[0028]
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0029]
本实用新型的基于双x光源的宽体智能分选设备的信号采集单元，用于采集被分选的矿石的特征光谱。其中包括x光发射器1
‑
1、x光发射器1
‑
2、连接装置2、x射线屏蔽板3
‑
1、x射线屏蔽板3
‑
2、固定块4
‑
1、固定块4
‑
2和信号接收单元5。连接装置2固定安装在宽体智能分选设备中布料结构的运输带正上方，固定块4
‑
1、固定块4
‑
2、x射线屏蔽板3
‑
1、x射线屏蔽板3
‑
2分别与连接装置2移动连接。x光发射器1
‑
1与固定块4
‑
1可拆卸连接，x光发射器1
‑
2与固定块4
‑
2可拆卸连接。信号接收单元5安装在布料结构的运输带正下方。
[0030]
连接装置2呈工字形，其横向沿运输带宽度方向布置。连接装置2包括第一连接杆2
‑
1、第二连接杆2
‑
2、第三连接杆2
‑
3、第四连接杆2
‑
4、第五连接杆2
‑
5。第一连接杆2
‑
1的一端、第二连接杆2
‑
2的一端和第三连接杆2
‑
3的一端相互连接。第一连接杆2
‑
1与第二连接杆2
‑
2连接后呈一直线，第三连接杆2
‑
3与第一连接杆2
‑
1垂直。第三连接杆2
‑
3的另一端、第四连接杆2
‑
4的一端、第五连接杆2
‑
5的一端相互连接。第五连接杆2
‑
5、第四连接杆2
‑
4分别与第三连接杆2
‑
3垂直，并可沿着第三连接杆2
‑
3上下移动。
[0031]
固定块4
‑
1与第一连接杆2
‑
1连接并可沿着第一连接杆2
‑
1水平移动。固定块4
‑
2与第二连接杆2
‑
2连接并可沿着第二连接杆2
‑
2水平移动。
[0032]
x射线屏蔽板3
‑
1和x射线屏蔽板3
‑
2竖直布置。x射线屏蔽板3
‑
1的上端与第四连接杆2
‑
4连接并可沿着第四连接杆2
‑
4水平移动，x射线屏蔽板3
‑
2的上端与第五连接杆2
‑
5连接可沿着第五连接杆2
‑
5水平移动。
[0033]
连接装置2可以是丝杠、导轨等常规的可实现移动连接的装置。
[0034]
两个x光发射器用于发射x射线到待识别物，x射线穿透待识别物后光强信号会有所衰减，设置在运输带下方的信号接收单元5采集衰减后的x射线并发送给后台的计算单元。计算单元根据初始光强和衰减后的光强，计算出待识别物的类别。
[0035]
两个x射线屏蔽板3
‑
1和3
‑
2为具有一定厚度的内置铅的x射线屏蔽板，两个x射线
屏蔽板形成限束窗，可以阻挡x射线的通过。如图2所示，两个x光发射器调整到合适的位置后，为了保证目标覆盖范围边缘的x光强度达到目标有效信号强度h，两个x光发射器发射的x光必然会有混叠区域。没有x射线屏蔽板遮挡的情况下，在该混叠区域中会存在双重x光照射，存在光强过大的情况，如图3的中间包峰的位置，为混叠区域的光强信号。从图中明显可以看出，混叠区域的光强较大。因此，将射线屏蔽板3
‑
1和3
‑
2移动到图2的虚线所示的位置，用x射线屏蔽板对x光进行遮挡，使得两个x光发射器发射的混叠区域为合理的混叠区域。图4就是使用x射线屏蔽板对x光进行遮挡后的光强信号示意图。从图中可以看出，原本混叠区域的光强减小了，混叠区域的最大光强值降低到接近于单个x光发射器发射的x光信号的光强最大值。
[0036]
本实用新型的基于双x光源的宽体智能分选设备，包括布料结构、上述的信号采集单元、矿石识别主机和分离执行单元，其中：
[0037]
布料结构用于运送被分选的矿石。
[0038]
矿石识别主机用于识别信号采集单元采集到的特征光谱的光谱信号，根据光谱信号对矿石进行分类，输出分类指令。
[0039]
分离执行单元根据分类指令对矿石进行分类。
[0040]
本实用新型的基于双x光源的宽体智能分选设备的工作原理说明如下：
[0041]
设备高度c为通用机架高度，不做改变的前提下，将连接装置2的上端固定安装在布料机构的运输带的正上方。两个固定块4
‑
1和4
‑
2分别可移动地安装在第一连接杆2
‑
1和第二连接杆2
‑
2上。两个固定块用以固定两个x光发射器1
‑
1和1
‑
2。通过电机分别控制两个固定块沿水平方向运动，从而带动两个x光发射器也沿着水平方向运动到合适的位置。合适的位置定义为目标测量范围的最边缘位置处的x光强度达到符合的要求。如图3所示，c和c’的两条虚线表示两个x光发射器的中心位置，两条虚线以外的x光强逐渐减弱。d为覆盖范围的中心位置，b和b’为光强等于目标有效信号强度h的位置。假如a点位置是希望得到的x光覆盖范围的边缘位置，h为符合要求的x光强的最小值。如果a点位置的x光强度小于h，就需要控制电机将x光发射器1
‑
1向图示的左侧移动，使得a点的x光强在h*(1
±
3％)范围内。
[0042]
也可以通过电机控制第三连接杆2
‑
3和第四连接杆2
‑
4沿着竖直方向在第五连接杆2
‑
5上上下运动。从而可以带动两个x射线屏蔽板作为一个整体在高度方向整体运动。两个x射线屏蔽板分别连接在第三连接杆2
‑
3和第四连接杆2
‑
4上，分别由电机控制在水平方向运动。基于双x光源的宽体智能分选设备可以支持双光源或单光源，单光源安装时，整体移除连接装置2和两个x射线屏蔽板即可。
[0043]
以上仅为说明本实用新型的实施方式，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。