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原文传递基于矿物学分析的矿石样品在线分选系统

专利名称：	基于矿物学分析的矿石样品在线分选系统
摘要：	一种基于矿物学分析的矿石样品在线分选系统，包括沿输送路径移动矿石样品流的输送机、LIBS模块、高度测量装置、聚焦控制器和气流系统。LIBS模块沿着光路投射LIBS激光束，LIBS激光束聚焦在分析点上，分析点的尺寸与矿石样品的一种或几种矿物成分的尺寸数量级相当，并且LIBS模块收集返回的LIBS光信号。高度测量装置和聚焦控制器协作来实时调整LIBS激光束的焦点，以根据穿过光路的矿石样品的高度垂直于输送机移动分析斑点。气流系统将颗粒移离光路。处理单元基于LIBS光信号执行矿石样品的矿物学分析。
专利类型：	发明专利
申请人：	加拿大国家研究委员会
发明人：	穆罕默德·撒布萨比;丹尼尔·加农;保罗·布沙尔;艾萨·哈尔希拉;埃尔顿·苏亚雷斯·德·利马·菲略;弗朗西斯·凡尼尔;乔赛特·埃尔·哈达德;阿兰·布劳因;克里斯蒂安·帕迪奥洛;安托万·哈默尔
专利状态：	有效
申请日期：	2021-10-14T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202180096889.6
公开号：	CN117120830A
代理机构：	北京三聚阳光知识产权代理有限公司
代理人：	李林霞
分类号：	G01N21/71;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/71
申请人地址：	加拿大安大略省渥太华
主权项：	1.一种基于矿石样品的矿物学分析对所述矿石样品进行在线分选的系统，包括： -输送机，所述输送机用于沿输送路径移动矿石样品流，所述矿石样品在所述输送机上具有可变的样品高度； -LIBS模块，所述LIBS模块沿光路投射光脉冲的LIBS激光束，所述光脉冲的LIBS激光束聚焦在所述输送路径上的分析斑点上，所述分析斑点的尺寸与所述矿石样品中的一种或几种矿物成分的尺寸数量级相当，所述LIBS模块收集沿所述光路返回的LIBS光信号； -高度测量装置，所述高度测量装置被配置为在所述LIBS模块上游的点处沿与所述LIBS激光束相交的输送机行进轴线实时测量所述矿石样品流的顶面的样品高度； -聚焦控制器，所述聚焦控制器与所述高度测量装置进行通信，并被配置为与所述矿石样品的行进和所述光脉冲同步地将所述LIBS激光束聚焦在所述样品高度； -气流系统，所述气流系统被配置为产生至少一股气流，使颗粒远离所述光路；和 -处理单元，所述处理单元用于基于所述LIBS光信号对所述矿石样品执行矿物学分析。 2.根据权利要求1所述的系统，其中所述LIBS激光束在所述分析斑点处具有约70μm至约140μm之间的直径。 3.根据权利要求1所述的系统，其中所述LIBS激光束在所述分析斑点处具有约100μm的直径。 4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述LIBS模块包括聚焦透镜和可平移透镜支架，所述聚焦透镜将所述LIBS激光束聚焦在所述分析斑点处，所述可平移透镜支架被配置为在所述聚焦控制器的控制下沿竖直方向移动所述聚焦透镜。 5.根据权利要求4所述的系统，还包括输送机速度测量机构，所述输送机速度测量机构被配置为提供对所述矿石样品在所述输送机上的行进速度的实时测量，并且可操作地连接到所述聚焦控制器。 6.根据权利要求5所述的系统，其中所述输送机速度测量机构包括与所述输送机的一部分接触的旋转编码器，所述旋转编码器以与所述矿石样品在所述输送机上的行进速度相匹配的旋转速度旋转。 7.根据权利要求5所述的系统，其中所述输送机速度测量机构包括第一距离传感器和第二距离传感器，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器位于所述输送机上方，在与所述输送机的表面平行的同一平面上，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器沿所述输送机行进轴线以预定的间距分开。 8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第二距离传感器与所述LIBS激光束沿竖直方向共线对准。 9.根据权利要求7或8所述的系统，其中所述聚焦控制器包括FPGA，所述FPGA被配置为以高于所述LIBS激光束的激光重复率的采样频率对来自所述高度测量装置的可变样品高度信号进行采样。 10.根据权利要求8所述的系统，其中所述FPGA包括模数转换器。 11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中所述气流系统包括安装在所述LIBS模块和所述输送路径之间的主喷嘴。 12.根据权利要求11所述的系统，其中所述主喷嘴具有上端和下端，所述上端和所述下端允许所述LIBS激光束和等离子体光的光传播通过，所述主喷嘴成形为从所述上端到所述下端逐渐变细的截锥形。 13.根据权利要求12所述的系统，其中所述气流系统包括主鼓风机单元，所述主鼓风机单元产生护送气流，并连接到所述主喷嘴，以在所述上端附近向所述主喷嘴中喷射所述护送气流。 14.根据权利要求12或13所述的系统，其中所述主喷嘴的所述上端由顶壁封闭，防止空气流通，但允许光通过。 15.根据权利要求11至14中任一项所述的系统，其中所述气流系统包括辅助喷嘴，所述辅助喷嘴与所述主喷嘴相邻并与所述光路成小角度定向，所述辅助喷嘴产生朝向所述光路与所述输送路径相交的区域的清洁气流。 16.根据权利要求15所述的系统，其中所述气流系统包括辅助鼓风机单元，所述辅助鼓风机单元产生所述清洁气流并连接到所述辅助喷嘴。 17.根据权利要求1至16中任一项所述的系统，其中所述气流系统包括刮板式喷嘴，所述刮板式喷嘴设置在所述LIBS模块上游，位于所述输送路径上方，并且所述刮板式喷嘴被配置并成形为产生足够强的刮板式气流，以从所述矿石样品的表面除去不需要的材料。 18.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，所述系统包括一个或多个保护机构，所述一个或多个保护机构防止在所述输送路径上的矿石样品损坏所述气流系统的部件。 19.根据权利要求1至18中任一项所述的系统，其中由所述处理单元执行的矿物学分析包括使用用于混合光谱去卷积的化学计量学数据处理方法来识别和量化所述矿石样品的成分的单个矿物特征。
所属类别：	发明专利