一种回转式固态微波诱导矿石智能识别试验平台

1.本发明涉及矿石开采过程中有价值矿石和废石矿石智能识别与分离技术领域，具体涉及一种回转式固态微波诱导矿石智能识别试验平台。


背景技术：

2.矿山开采过程中不可避免的会混入一定量废石，增加了下游运输、提升、破碎、磨矿、选矿的成本，尤其在薄细矿脉开采过程中，选矿成本、能耗、碳排放大大增加。在开采阶段采用一定的技术手段分离矿石和废石，即矿石预选抛废，是解决这一问题的有效手段。
3.现有技术中，人工拣选、色选、图像识别、x射线荧光、激光、x射线透射等技术的预选抛废方法，但都存在一定的缺陷，人工拣选方式效率低，大量占用劳动力，拣选成本高。xrf通过测量矿石表面的化学成本估算整个矿石的品位，精度低；激光和近红外仅能进行浅表层探测，适用于单颗粒分选，x射线透射技术的穿透能力有限。这些技术无法同时满足矿石预富集所需的简单、精准、大量、快速、高效、低成本等特点。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种回转式固态微波诱导矿石智能识别试验平台，为研究固态微波诱导矿石智能识别技术，提供一种快速、稳定、可靠、准确的有价值矿石和废石高效分离手段，实现矿石预选抛废。
5.为了解决上述问题，本发明提供一种回转式固态微波诱导矿石智能识别试验平台，其采用的技术方案如下：
6.一种回转式固态微波诱导矿石智能识别试验平台，包括支架系统、回转式传送皮带、传动电机、固态微波诱导系统、红外成像系统、高清摄像系统、计算机处理系统；
7.所述支架系统上安装所述回转式传送皮带和传送电机，所述传送电机连接所述回转式传送皮带，以驱动所述回转式传送皮带；
8.所述固态微波诱导系统对应所述回转式传送皮带的直线段上方设置，以向所述回转式传送皮带上的原矿发出固态微波信号；
9.所述红外成像系统对应所述回转式传送皮带的直线段上方设置，以采集原矿在固态微波辐照下的动态响应数据；
10.所述计算机处理系统与所述传动电机、固态微波诱导系统、红外成像系统、高清摄像系统均信号连接，所述计算机处理系统被配置为：
11.基于预设的固态微波辐射时间，通过控制所述传动电机控制所述回转式传送皮带的运行速度；
12.控制所述固态微波诱导系统的固态微波发生功率，计算固态微波吸收能量；
13.基于所述固态微波吸收能量，根据所述红外成像系统采集导的原矿在固态微波辐照下的动态响应数据的差异，识别矿石和废石，所述固态微波辐照下的动态响应数据包括平均灰度、方差、二阶矩能量、对比度、熵值、自相关特征参数中的一种及其组合；
14.获取所述高清摄像系统采集的原矿在所述回转式传送皮带上传输时的影像数据，以监测原矿在微波辐照后的异常情况。
15.进一步地，所述支架系统采用不吸收微波能量的微波惰性材料。
16.进一步地，所述回转式传送皮带的两端为环形，中间段为直线形，连接为回转式结构。
17.进一步地，所述回转式传送皮带采用不吸收微波能量的微波惰性材料。
18.进一步地，所述回转式传送皮带的表面分布防滑纹。
19.进一步地，所述固态微波诱导系统与计算机处理系统连接，与回转式传送皮带的距离通过所述计算机处理系统控制。
20.进一步地，所述固态微波诱导系统包括固态微波发生器、固态微波吸收器和固态微波功率监测器；
21.所述固态微波发生器用于产生固态微波信号，产生的固态微波功率及覆盖范围可调可控；
22.所述固态微波吸收器用于回收没有被原矿吸收的能量，位于传送皮带下方；
23.所述固态微波功率监测器用于实时监测所述固态微波发生器的微波功率。
24.本发明的有益效果是：根据本发明实施例的一种回转式固态微波诱导矿石智能识别试验平台，占地面积小，可在室内完成试验。采用不吸波的支架系统和回转式传送皮带，既节省空间，又可以循环作业。通过固态微波辐照矿石，红外成像系统可以实时监控矿石在固态微波辐照下的动态响应，通过计算机处理系统，分析矿石和废石响应差异，智能识别矿石和废石。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
26.图1示出了根据本发明实施例的一种回转式固态微波诱导矿石智能识别试验平台的结构图。
27.图中，1—回转式传送皮带；2—矿石；3—废石；4—高清摄像系统；5—固态微波诱导系统；6—计算机处理系统；7—电脑桌；8—传动电机；9—红外成像系统。
具体实施方式
28.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，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发明的其他优点与功效。本发明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，在没有背离本发明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。
29.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗
示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
32.固态微波具有选择性加热的属性，穿透能力强，矿物对微波响应的敏感程度与材料的种类、介电特性等密切相关。固态微波场中，由于矿石和废石的组分不同，微波能量被介质吸收转化为升温所需要的热量，温升速率存在一定的差别。根据温升特征矿物可分为三种类型，即高温升速率矿物、中等温升速率矿物和低温升速率矿物，因此，通过测量矿物在微波加热时表现出来的温升特征，就可以区分不同的矿物，实现矿石预选抛废。
33.理论上已经证明固态微波诱导矿石拣选技术的可行性，但相关室内试验平台的研发几近空白。
34.基于此，本发明实施例提供一种回转式固态微波诱导矿石智能识别试验平台。如图1所示，是回转式固态微波诱导矿石智能识别试验平台的结构图。该回转式固态微波诱导矿石智能识别试验平台包括支架系统(图中未示出)、回转式传送皮带1、传动电机8、固态微波诱导系统5、红外成像系统9、高清摄像系统4、计算机处理系统6。
35.所述支架系统上安装所述回转式传送皮带1和传送电机8，所述传送电机8连接所述回转式传送皮带1，以驱动所述回转式传送皮带1。
36.需要注意，所述支架系统用于支撑回转式传送皮带1，搭载传动电机8，优选采用微波惰性材料，不吸收微波能量，以避免支架系统受微波能量影响，提高矿物的区分精度。
37.该回转式传送皮带1用于实现对原矿的运输，图1中，原矿包括有矿石2和废石3，基于本实施例提供的回转式固态微波诱导矿石智能识别试验平台可以对矿石2和废石3进行识别。
38.示例性的，所述回转式传送皮带1为两端为环形，中间段为直线形，连接为回转式结构，循环作业。传送皮带位于支架系统上部，采用微波惰性材料，不吸收微波能量，皮带上表面分布防滑纹，防止矿石滑动。
39.该传动电机8用于驱动回转式传送皮带，与计算机处理系统6连接，皮带传送速度可调可控，可根据固态微波功率变化自动协同调整。
40.所述固态微波诱导系统5对应所述回转式传送皮带1的直线段设置，以向所述回转式传送皮带上的原矿发出固态微波信号，以使原矿升温。
41.该固态微波诱导系统5与计算机处理系统连接，位于直线形传送皮带上方，与传送皮带距离可由计算机处理系统自动化控制，包含固态微波发生器、固态微波吸收器、固态微波功率监测器。固态微波发生器可产生固态微波信号，产生的固态微波功率及覆盖范围可调可控；固态微波吸收器回收没有被矿石吸收的能量，位于传送皮带下方；固态微波功率监测器可以实时监测固态微波发生器的微波功率。
42.该固态微波诱导系统5与计算机处理系统连接，与回转式传送皮带1的距离通过所
述计算机处理系统6控制。实现固态微波诱导系统5与回转式传送皮带1的距离可控的结构包括但不限于将所述固态微波诱导系统5设置在一升降平台上，通过计算机处理系统6控制升降平台控制固态微波诱导系统5的位置，即可实现距离的调节。升降平台包括但不限于液压升降平台。
43.所述红外成像系统9对应所述回转式传送皮带1的直线段设置，以采集原矿在固态微波辐照下的动态响应数据。
44.所述计算机处理系统6与所述传动电机8、固态微波诱导系统5、红外成像系统9、高清摄像系统4均信号连接，所述计算机处理系统被配置为：
45.基于预设的固态微波辐射时间，通过控制所述传动电机8控制所述回转式传送皮带1的运行速度，以保证矿石2和废石3均可以在预设的固态微波发生功率下进行升温，以利于后续通过温升速率来识别矿石2和废石3。
46.控制所述固态微波诱导系统5的固态微波发生功率，计算固态微波吸收能量。
47.基于所述固态微波吸收能量，根据所述红外成像系统采集导的原矿在固态微波辐照下的动态响应数据的差异，识别矿石和废石，所述固态微波辐照下的动态响应数据包括平均灰度、方差、二阶矩能量、对比度、熵值、自相关特征及其他参数中的一种及其组合。
48.可以理解的，所述红外成像系统9采集导的原矿在固态微波辐照下的动态响应数据的差异会反应矿石2和废石3在已知固态微波吸收能量下的温升速率，以此可以鉴别矿石2和废石3。仅作为示例，将平均灰度、方差、二阶矩能量、对比度、熵值、自相关特征及其他参数中的一种及其组合与对应预设的识别阈值进行比对，在达到预设的识别阈值的情况下，则确定为矿石，否则确定为废石。
49.获取所述高清摄像系统4采集的原矿在所述回转式传送皮带上传输时的影像数据，以监测原矿在微波辐照后的异常情况。例如，当发现原矿在某个固态微波发生功率的作用下，产生了形状的变异，则可以对固态微波发生功率进行调整，或者调节固态微波诱导系统5与回转式传送皮带1的距离，以使对原矿的识别得以正常运行。
50.需要说明的是，本文中所述的计算机处理系统6为可以实现如上所述的智能控制流程的已有设备，例如工业计算机等等。图1中示出了选择为工业计算机部署在电脑桌的示意图，工作人员可以基于计算机处理系统6键入对应的控制参数，以实现对矿石2和废石3的智能识别。
51.以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。