[发明专利]基于激光感生光谱和神经网络技术的煤质在线分析设备

摘要

一种煤质在线检测分析设备，用于解决工业生产过程中煤质的元素分析和工业分析指标的在线测量的难题。整个检测装置包括负压取样组件、分析箱、信号采集控制模块、保护组件、光谱采集分析组件、基于神经网络的信号处理器和远程信号传输接口。采用激光对分析样品进行照射，诱导产生感生光谱，通过CCD图像传感器和图像采集控制电路对该感生光谱进行采集，由信号处理器计算得到原煤中特征元素含量向量E，将向量E送入BP神经网络进行转换，得到发热量、水分、灰分、挥发份、固定碳等煤质工业分析结果，并利用神经网络预测原煤的结渣指数和灰分的熔融点温度。该方法与常规技术相比，具有煤种适应度高，转换结果精确的特点。

主权项

1.一种基于激光感生光谱技术和人工神经网络技术的煤质在线检测分析设备，包括负压取样组件(1)、分析箱(2)、光谱采集分析组件(5)、信号采集控制模块(3)、基于人工神经网络的信号处理器(6)；该设备的特征在于：负压取样组件(1)，包括负压发生器(8)和取样管路(26A～26F)，用于取回煤粉样品，将其放置于分析箱(2)中；分析箱(2)，包括测量分析池(31)和控制电机(39)，由负压取样组件(1)所取回的煤粉样品放置在该测量分析池(31)中，信号采集控制模块(3)驱动控制电机(39)使其带动测量分析池(31)到达测量位置并且在完成激光感生光谱采集和存储之后由控制电机(39)带动测量分析池(31)到达放粉位置，将煤粉样品排出；光谱采集分析组件(5)，包括脉冲激光源组件(44)、图像采集控制电路(52)和CCD图像传感器(50)，图像采集控制电路(52)在信号处理器(6)的控制下向脉冲激光源组件(44)发出信号，使脉冲激光源组件(44)发出激光脉冲，垂直照射在测量分析池(31)中的煤粉样品上，激发出感生光谱信号，同时图像采集控制电路(52)对CCD图像传感器(50)的光谱图像信号进行采集，采集的信号传输到信号处理器(6)；基于人工神经网络的信号处理器(6)，用于将激光感生光谱的信息经过数据处理得到煤粉样品中碳、氢、氧、氮、硫、硅、铝、钙、镁、钾、钠、钛、铁、锰、磷、铜的元素分析结果，并且将元素分析结果输入到信号处理器(6)中的神经网络A，由神经网络A转换成原煤发热量、水分、灰分、挥发份、固定碳工业分析结果，将所得到的碳、氢、氧、氮、硫、硅、铝、钙、镁、钾、钠、钛、铁、锰、磷、铜的元素分析结果和发热量、水分、灰分、挥发份、固定碳工业分析结果输入到信号处理器(6)中的神经网络B，转换成煤灰的熔融温度点和结渣指数，将上述元素分析结果、工业分析结果、煤灰熔融温度点和结渣指数通过远程信号传输接口(7)向外部设备传输。