[发明专利]便携式智能金属矿石种类快速分辨仪

说明书

本发明设计便携式智能金属矿石种类快速分辨仪，包括单片机，还包括图像采集系统、数据存储系统和光谱测量系统，所述图像采集系统采集矿石样品图片，单片机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；本发明能便于在矿石被开采后迅速进行矿石的种类鉴别和品质初步鉴定，方便工作人员对矿石的简单分析和分类、识别。

技术领域

本发明属于激光诱导击穿光谱技术领域，特别涉及便携式智能金属矿石种类快速分辨仪。

背景技术

矿石资源是一个国家和地区发展的重要资源，因此矿石的开采和利用得到了极大的重视。然而，矿石是天然形成的，不同矿石中元素种类和含量存在较大差异，同一种矿石中由于相关元素含量百分比的不同，其品质也存在较大差异，故形成了不同的利用价值。因而，在矿石开采出来以后，如何快速、高效地分析得到矿石中所含元素的种类和含量信息意义非凡。

虽然目前有很多分析样品中元素种类和含量的方法，但这些方法大多需要对样品做复杂预处理，而且检测持续较长，对检测环境要求较高。激光诱导击穿光谱技术作为一种新型的原子发射光谱检测技术，具有预处理简单、检测速度快、多元素同时分析、检测微损甚至无损等众多优点，满足于一般条件下矿石的相关检测要求，达到简单、快速判别矿石种类和评判不同矿石品质的效果。基于此，本申请提出一种便携式智能金属矿石种类快速分辨仪，通过本申请的技术方案可以很好地克服上述缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是克服背景技术中指出的缺陷，提供一种便携式智能金属矿石种类快速分辨仪，能便于在矿石被开采后迅速进行矿石的种类鉴别和品质初步鉴定，方便工作人员对矿石的简单分析和分类、识别。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：便携式智能金属矿石种类快速分辨仪，包括单片机，单片机内有数据处理程序，单片机通讯连接有显示器，单片机电性连接有电源，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。

优选的，所述图像采集系统主要包括工业摄像头。

优选的，所述光谱测量系统主要包括固体激光器、聚焦透镜、探测头、光纤、光谱仪和ICCD探测器，探测头垂直于矿石样品表面，固体激光器产生的激光经过聚焦透镜传播到矿石样品表面产生辐射波，探测头获取辐射波通过光纤传送至光谱仪，光谱仪与ICCD探测器连接，ICCD探测器与单片机连接。

优选的，在所述固体激光器产生的激光通过聚焦透镜前的光路上设置第一平面镜、第二平面镜和第三平面镜，改变激光光路，在第一平面镜和第二平面镜之间设置一个扇形挡板，扇形挡板传动连接有舵机。

优选的，所述第一平面镜位于第二平面镜上方，第三平面镜在第一平面镜的水平右方，第一平面镜与第二平面镜相距10cm，第一平面镜到第三平面镜的距离为40cm。

优选的，所述探测头外安装有一个扇形挡尘板，扇形挡尘板与舵机传动连接。

优选的，述扇形挡尘板与舵机通过普通齿轮、锥齿轮和传动轴实现传动连接。

优选的，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。