[发明专利]一种利用双能双机X射线的煤矸装置及其识别方法

权利要求书

1.一种利用双能双机X射线的煤矸装置，其特征在于：包括皮带、X射线源和气阀，所述的皮带上、对应X射线源的下方设有与X射线源配合的探测器，所述的气阀设于皮带的输出端，所述的探测器通过采集卡连接至工控单元，所述X射线源和气阀均连接至工控单元，所述的探测器用于接收X射线源的衰减信号，并将衰减信号转换为电信号传动到采集卡，所述的采集卡将电信号转换为数字信号传输到工控单元；

所述的工控单元包括种类识别模块和图像处理模块，所述的X射线源经探测器中的闪烁体曝光并通过非晶硅将其转化为电信号，所述的电信号经模数转换电路转换为数字信号，获得物料的高低能透射信息，所述的工控单元将高低能透射信息分开并图像化，获得高能透射图和低能透射图，所述的图像处理模块获取物料的位置和边界信息，并利用位置和边界信息提取物料的高低能透射数据，所述的种类识别模块对高低能透射数据进行种类识别算法后得到物料的种类信息，所述的工控单元根据得到物料的种类信息进行分离决策，通过气阀对物料进行分类。

2.根据权利要求1所述的一种利用双能双机X射线的煤矸装置，其特征在于：所述的皮带上方设有将X射线源和探测器包覆在内的保护壳，所述的保护壳采用铅板全密封，所述的X射线源除底部用于发射X射线外其余四周都加有防护铅板，用于屏蔽散射的X射线。

3.根据权利要求1所述的一种利用双能双机X射线的煤矸装置，其特征在于：所述的X射线源和探测器组成伪双能量X射线系统，所述的探测器采用双能探测器，其中X射线源的能量设置为定值，探测器有低能和高能两层X射线探测带，相当于两个探测器上下复合而成，其中距离X射线源近的为低能探探测部分，吸收X射线中的低能成分，经铜片滤波，减少X射线的低能成分，由第二个高能探测器吸收X射线中的高能成分。

4.根据权利要求1所述的一种利用双能双机X射线的煤矸装置，其特征在于：所述的皮带的上方、对应X射线源的后方还设有光纤传感器，所述的光纤传感器获取物料的厚度信息，作为图像处理模块的辅助测量，所述的光纤传感器采集的模拟信号通过光纤放大器进行信号放大后，经模数转换模块将模拟信号转化为数字信号后上传到工控单元。

5.根据权利要求1所述的一种利用双能双机X射线的煤矸装置，其特征在于：所述的种类识别模块采用深度学习算法和双能R值算法结合，得到与有效原子序数相关的R值，对应确定物料种类。

6.一种识别权利要求1-5所述的利用双能双机X射线的煤矸装置的煤矸识别方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、分别启动探测器和光纤传感器进行图像数据的采集和厚度值的采集；

S2、通过对采集数据的处理分选，分别获得图像的最小灰度值f和被测物料的厚度x；

S3、根据u＝ln(f₀/f)/x，计算被测物体的衰减度u，其中f₀表示X射线源穿过物料前对应的灰度值，f为X射线源衰减后对应的灰度值；

S4、将u和预设的衰减度阈值T进行比较，若u＞T，则被测物料为矸石，若u＜T，则被测物料为煤；

S5、根据S4的判断结果，工控单元启动气阀对煤矸石进行分选。