1.一种基于透射式太赫兹时域光谱的煤矸识别系统,其特征在于:包括有透射式太赫兹时域光谱系统,二维电动光学平移装置,温湿度传感装置,计算机光谱分析装置,样品制备装置,密封装置;所述透射式太赫兹时域光谱系统用于产生和探测太赫兹波,采集煤矸太赫兹光谱信息;所述二维电动光学平移装置用于改变待测煤矸样品位置;所述温湿度传感装置用于实时监测环境温度和空气湿度等;所述计算机光谱分析装置用于分析待测煤矸样品的太赫兹时频谱信息;所述样品制备装置用于制作煤矸样品;所述密封装置用于消除空气中的水蒸气和极性分子对太赫兹波的干扰。
2.根据权利要求1所述的一种基于透射式太赫兹时域光谱的煤矸识别系统,其特征在于:所述透射式太赫兹时域光谱系统,包括飞秒激光器、分束镜、离轴抛物面镜、时间延迟线、太赫兹发射器、太赫兹探测器、锁相放大器和计算机。飞秒激光器产生飞秒激光脉冲太赫兹源,经过分束镜后被分为泵浦光和探测光,泵浦光经过时间延迟线入射到光电导天线激发太赫兹发射器,从而产生太赫兹波,然后太赫兹波再经过离轴抛物面镜,将携带样品信息的太赫兹波传输到太赫兹探测器上,探测光经过多次反射后,与太赫兹波一同入射到太赫兹探测器上,以此来驱动太赫兹探测器进行探测,通过调节时间延迟线来改变泵浦光和探测光之间的时间延迟,使系统得到完整的时域波形,再通过快速傅里叶变换得到待测煤矸样品的频域光谱,最后经过锁相放大器传输到计算机中获取频谱特征数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于透射式太赫兹时域光谱的煤矸识别系统,其特征在于:所述二维电动光学平移装置是计算机程序控制的二维电动光学平移台,利用平移台对煤矸样品在不同位置进行线性扫描;所述温湿度传感装置是wifi四路探头温湿度传感器;所述计算机光谱分析装置包括笔记本电脑或台式机,能够安装labview或matlab软件,进行信号和数据的分析和处理;所述样品制备装置包括破碎机、烘干机、压片机,在样品放入压片机之前,要将待测样品进行破碎、烘干预处理,去除水分;所述密封装置是密封塑性材料密封罩,上面部分与四周均为密封设计,密封罩放在透射式太赫兹时域光谱系统的上方。
4.一种基于透射式太赫兹时域光谱的煤矸识别方法,其特征在于:包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的一种基于透射式太赫兹时域光谱的煤矸识别方法,其特征在于:所述s1步骤具体包括以下步骤:
6.根据权利要求4所述的一种基于透射式太赫兹时域光谱的煤矸识别方法,其特征在于:所述s2步骤具体包括以下步骤:
7.根据权利要求4所述的一种基于透射式太赫兹时域光谱的煤矸识别方法,其特征在于:所述s3步骤具体为根据太赫兹频域光谱分别提取折射率n(ω)、吸收系数α(ω)和介电常数ε(ω),特征提取计算公式为:
8.根据权利要求4所述的一种基于透射式太赫兹时域光谱的煤矸识别方法,其特征在于:所述s4步骤具体包括以下步骤:
9.根据权利要求4所述的一种基于透射式太赫兹时域光谱的煤矸识别方法,其特征在于:所述s5步骤具体为将煤和矸石的太赫兹频谱的折射率n、吸收系数α和介电常数ε构建煤矸识别的特征向量t: