[发明专利]一种铁矿石品位自动检测系统和方法

权利要求书

1.一种铁矿石品位自动检测系统，其特征在于：包括安装在测量区域入口处的RFID读卡器(1)、红绿指示灯(2)、入口光电开关(3)和入口反射板(5)；在测量区域安装有动态轨道衡(8)，在测量区域上方测量区域出口边界处安装有扫描方向与轨道垂直的垂直方向二维激光扫描仪(10和扫描方向与轨道平行的平行方向二维激光扫描仪(9)，安装在测量区域的网络摄像头(7)、出口光电开关(4)和出口反射板(6)；所述入口光电开关(3)和入口反射板(5)分别在轨道(12)的两侧，RFID读卡器(1)、红绿指示灯(2)、入口光电开关(3)、垂直方向二维激光扫描仪(10)、平行方向二维激光扫描仪(9)、网络摄像头(7)以及出口光电开关(4)的电信号输入或输出端经信号处理器处理后或直接与计算机(11)的信号端口相连。

2.根据权利要求1所述的一种铁矿石品位自动检测系统，其特征在于：在机车(13)车厢侧面安装有可以被RFID读卡器(1)读取信息的电子标签，所述电子标签在发矿前写入了来矿的出矿点、矿石品种、发矿单位信息。

3.一种铁矿石品位自动检测方法，采用权利要求1所述的一种铁矿石品位自动检测系统，其特征在于，测量操作步骤如下：

A)来矿机车进入测量区域，触发测量区域入口处的入口光电感应开关(3)，RFID读写器(1)开始读取机车(13)中的电子标签，成功读取信息后红绿指示灯(2)由红色变为绿色，允许机车(13)通过，否则等待电子标签完成读取；

B)来矿机车(13)在通过测量区域的动态轨道衡(8)时进行称重，并把每一节车厢的重量传送到计算机(11)终端，固定在轨道(12)正上方平行于轨道方向和垂直于轨道方向的两台的二维激光扫描仪以相同的频率扫描车厢，分别获取多组同一时刻的一对扫描断面，分别是平行于机车(13)运动方向的断面和垂直于运动方向的断面，并将数据传送至计算机(11)终端；

C)在测量区域的出口处轨道出口安装出口光电感应开关(4)，通过对激光遮挡情况判断车厢是否完成测量，完成测量则出口光电开关(4)接通，状态为开，否则激光被车厢遮挡，状态为关，完成测量时，终端控制网络摄像头(7)进行拍照；

D)针对不同的出矿点通过实验建立比重-品位关系曲线，来矿车辆通过测量区域后测量出矿石的重量和体积，从而计算出矿石的比重，根据来矿车辆的出矿点信息查询对应的关系曲线，代入矿石的比重计算出矿石的品位；

E)采用数据管理系统接收和处理铁矿石品位自动检测系统各硬件设备采集的数据，把来矿信息以及矿石的计量数据综合成记录存入数据库，并打印出验收签证单。

4.根据权利要求3所述的一种铁矿石品位自动检测方法，其特征在于：所述二维激光扫描仪的激光发射频率为36kHz，扫描一条断面只需要20ms，可以认为机车在通过测量区域时，每隔20ms可以同时获取一条横断面线和一条纵断面线。两个相邻时刻纵断面线之间沿行车方向平移的距离也就是这两个相邻时刻横断面之间的距离。

5.根据权利要求3所述的一种铁矿石品位自动检测方法，其特征在于：所述数据处理是所述两种二维激光扫描仪获得的两个方向的矿堆二维扫描断面线，通过计算机对二维扫描断面线的积分处理计算出机车(13)内矿堆的体积。

6.根据权利要求3所述的一种铁矿石品位自动检测方法，其特征在于：所述比重-品位关系曲线的建立方法为：

选取矿石块度、湿度具有代表性的车厢进行矿石体积、重量测量，计算出整节车厢矿石的平均比重；对整节车厢矿石进行破碎，取样铲进行不间断随机取样；完成破碎取样后采用二分法对样品进行缩分至所规定的重量为止；对缩分后的样品进行化验得到Fe品位，与该节车厢的平均比重组成一个实验数据；参考前述过程在不同的比重分布范围一共采集40个实验数据。将实验数据展到以比重为X轴，Fe品位为Y轴的坐标系中，可以得到比重-Fe品位散点分布图；采用最小二乘线性回归对这些比重-Fe品位散点进行分段线性回归，可以得到Fe品位关于比重的分段线性函数。