[发明专利]便携式智能金属矿石种类快速分辨仪

权利要求书

1.便携式智能金属矿石种类快速分辨仪，包括单片机（13），单片机（13）内有数据处理程序，单片机（13）通讯连接有显示器（15），单片机（13）电性连接有电源（14），其特征在于：还包括图像采集系统、数据存储系统和光谱测量系统，所述单片机分别与图像采集系统、数据存储系统和光谱测量系统通讯连接，所述图像采集系统采集矿石样品图片，单片机（13）对矿石图片进行色域等分析，得到矿石颜色、局部纹理结构形状等信息，将得到的信息和各种标准矿石的这些信息进行对比，初步得到矿石种类范围；所述光谱测量系统采集到矿石中组成元素的光谱，单片机（13）对光谱中特定波长范围内的极大值与数据存储系统中的谱线数据库进行比对判断，谱线波长值相差不超过误差值时该谱线对应元素为对应的金属元素。

2.根据权利要求1所述的便携式智能金属矿石种类快速分辨仪，其特征在于：所述图像采集系统主要包括工业摄像头（17）。

3.根据权利要求2所述的便携式智能金属矿石种类快速分辨仪，其特征在于：所述光谱测量系统主要包括固体激光器（1）、聚焦透镜（7）、探测头（9）、光纤（10）、光谱仪（11）和ICCD探测器（12），探测头（9）垂直于矿石样品表面，固体激光器（1）产生的激光经过聚焦透镜（7）传播到矿石样品表面产生辐射波，探测头（9）获取辐射波通过光纤（10）传送至光谱仪（11），光谱仪（11）与ICCD探测器（12）连接，ICCD探测器（12）与单片机（13）连接。

4.根据权利要求3所述的便携式智能金属矿石种类快速分辨仪，其特征在于：在所述固体激光器（1）产生的激光通过聚焦透镜（7）前的光路上设置第一平面镜（2）、第二平面镜（5）和第三平面镜（6），改变激光光路，在第一平面镜（2）和第二平面镜（5）之间设置一个扇形挡板（4），扇形挡板（4）传动连接有舵机（3）。

5.根据权利要求4所述的便携式智能金属矿石种类快速分辨仪，其特征在于：所述第一平面镜（2）位于第二平面镜（5）上方，第三平面镜（6）在第一平面镜（2）的水平右方，第一平面镜（2）与第二平面镜（5）相距10cm，第一平面镜（2）到第三平面镜（6）的距离为40cm。

6.根据权利要求5所述的便携式智能金属矿石种类快速分辨仪，其特征在于：所述探测头（9）外安装有一个扇形挡尘板（8），扇形挡尘板（8）与舵机（3）传动连接。

7.根据权利要求6所述的便携式智能金属矿石种类快速分辨仪，其特征在于：所述扇形挡尘板（8）与舵机（3）通过普通齿轮、锥齿轮和传动轴实现传动连接。

8.根据权利要求7所述的便携式智能金属矿石种类快速分辨仪，其特征在于：所述数据存储系统是在实验室中对常见矿石进行激光诱导击穿光谱分析得到相关谱线数据，建立不同种矿石的数据模型。

9.根据权利要求8所述的便携式智能金属矿石种类快速分辨仪，其特征在于：所述数据处理程序包括主体处理程序和函数处理包，函数包主要包括拟合函数，光谱测量系统采集到的光谱信号是由点状数据组成，通过拟合函数得到对应光谱，设置一个选择阈值，当光谱图中的峰值低于选择阈值时，主体处理程序将其判定为背景光谱，高于选择阈值时，主体处理程序读取峰的中心波长值及对应强度值，构成二维向量进行存储，根据存储的波长值到原子数据库内进行检索，根据光谱仪的分辨率自动设置误差范围，确定对应光谱图谱线对应的元素，对应每个中心波长值进行存储，重复执行上述操作，直到光谱图上所有被判定为有效特征峰的波长完成检索、识别与存储工作，根据预先建立的不同种矿石的数据模型，对采集并处理过的数据通过支持向量机方法进行匹配分析，最总确定矿石种类。

10.根据权利要求9所述的便携式智能金属矿石种类快速分辨仪，其特征在于：所述拟合函数包括Lorentz拟合函数。