专利名称: |
针对动态煤矸识别的角位移光谱装置 |
摘要: |
本发明公开的针对动态煤矸识别的角位移光谱装置,涉及综放开采自动化控制技术领域。所述装置安装于液压支架的尾梁内侧,包括光波探头、光谱仪、光纤光源、光开关以及光波探头控制装置;每一光波探头对应连接有一光纤光源,两个光波探头通过光开关进行光路切换,并于光路切换的同时经由光波探头控制装置改变相应的光波探头的摆动方向,沿煤/岩流方向,交替连续的采集光波信号,并传输至光谱仪。本发明公开的角位移光谱装置,采用单片机作为核心控制器,控制器输出的PWM波的频率以及占空比是可以调节的,对光波探头摆动的角度与速度控制精度更高,对于识别动态煤/岩流中煤矸混合度的实时性和准确性更好。 |
专利类型: |
发明专利 |
国家地区组织代码: |
江苏;32 |
申请人: |
中国矿业大学 |
发明人: |
王世博;葛世荣;周悦;王赛亚;向阳;杨恩 |
专利状态: |
有效 |
申请日期: |
2019-04-25T00:00:00+0800 |
发布日期: |
2019-08-16T00:00:00+0800 |
申请号: |
CN201910336701.5 |
公开号: |
CN110132854A |
代理机构: |
南京经纬专利商标代理有限公司 |
代理人: |
周敏 |
分类号: |
G01N21/25(2006.01);G;G01;G01N;G01N21 |
申请人地址: |
221116 江苏省徐州市铜山区大学路1号 |
主权项: |
1.一种针对动态煤矸识别的角位移光谱装置,其特征的在于,所述装置安装于液压支架的尾梁内侧,包括至少两个交替工作的光波探头(1)、用于生成对应的煤矸石光谱曲线的光谱仪(2)、用于为光波探头(1)接收光波信号提供探测光源的光纤光源(3)、用于光路切换的光开关(4)以及驱动光波探头(1)摆动的光波探头控制装置;每一所述光波探头(1)对应连接有一光纤光源(3),两个光波探头(1)通过光开关(4)进行光路切换,并于光路切换的同时经由光波探头控制装置改变相应的光波探头(1)的摆动方向,沿煤/岩流方向,交替连续的采集光波信号,并传输至光谱仪(2);所述光波探头(1)分别与光谱仪(2)、光纤光源(3)以及光开关(4)光纤(5)连接,所述光开关(4)与光谱仪(2)光纤(5)连接。 2.根据权利要求1所述的一种针对动态煤矸识别的角位移光谱装置,其特征在于,所述光波探头控制装置包括与光波探头(1)对应设置的两个舵机(6)以及与舵机(6)电连接的舵机控制器(8),所述光波探头(1)对应连接于舵机输出轴(61)上,两个所述光波探头(1)在相应舵机(6)的驱动下交替摆动,收集实时反射的光波信号,并将接收的光波信号传输至光谱仪(2)。 3.根据权利要求2所述的一种针对动态煤矸识别的角位移光谱装置,其特征在于,所述舵机(6)包括电机、根据接收到的控制信号驱动电机转动的控制电路、用于控制电机转速的减速齿轮组以及用于检测舵机(6)转动角度的电位器,所述舵机(6)接收控制器(8)的PWM控制信号,驱动电机转动,从而带动相应的光波探头(1)摆动。 4.根据权利要求2所述的一种针对动态煤矸识别的角位移光谱装置,其特征在于,所述光开关(4)与舵机控制器(8)电连接,接收控制器(8)输出的控制信号,对两个光波探头(1)进行光路疏通或关闭的切换,所述控制器(8)于发送控制信号的同时,驱动相应舵机(6),控制相应光波探头(1)摆动,实现两个光波探头(1)的光路切换与摆动方向切换的同步进行。 5.根据权利要求1所述的一种针对动态煤矸识别的角位移光谱装置,其特征在于,所述光开关(4)输入端通过两根光纤(5)分别与两个光波探头(1)相连,输出端通过光纤(5)与光谱仪(2)相连。 6.根据权利要求1所述的一种针对动态煤矸识别的角位移光谱装置,其特征在于,两个光波探头(1)分别通过Y型石英光纤与光谱仪(2)和光纤光源(3)连接,所述Y型石英光纤的输出波长涵盖近红外区域780-2450nm,其合并端连接光波探头(1),第一光纤分支端连接光谱仪(2),第二光纤分支端连接光纤光源(3),所述光纤光源(3)为波长涵盖近红外区域780-2450nm的卤素光纤光源。 7.根据权利要求6所述的一种针对动态煤矸识别的角位移光谱装置,其特征在于,所述光波探头(1)包括安装在Y型光纤合并端的准直镜,所述准直镜设置于一探头固定件(9)内,并通过探头固定件(9)与对应的舵机输出轴(61)固定连接。 8.根据权利要求7所述的一种针对动态煤矸识别的角位移光谱装置,其特征在于,所述探头固定件(9)为中空的四分之三球体,其中空的孔径与准直镜外径一致,且准直镜与中空半球体通过过渡配合连接;球体底部成型有柱形沉孔,所述柱形沉孔内安装有外直径与柱形沉孔内径相一致的防尘片,所述防尘片的厚度与柱形沉孔深度相一致,所述防尘片与柱形沉孔过渡配合连接;所述防尘片为光学透明片,其透明度涵盖近红外波段。 9.根据权利要求1所述的一种针对动态煤矸识别的角位移光谱装置,其特征在于,所述装置还包括一工控机(10),所述工控机(10)与光谱仪(2)电连接。 10.根据权利要求2所述的一种针对动态煤矸识别的角位移光谱装置,其特征在于,所述装置还包括一外壳(11),所述光谱仪(2)、光纤光源(3)、光开关(4)以及光波探头控制装置均设置于外壳(11)内,所述光波探头控制装置通过穿过外壳(11)的舵机输出轴(61)与光波探头(1)固定连接。 |
所属类别: |
发明专利 |