[发明专利]一种基于近红外光谱的水泥生料成分在线检测装置

说明书

本发明公开了一种基于近红外光谱的水泥生料成分的在线检测装置，包括：水泥生料连续采样系统、红外光谱系统和控制器；水泥生料连续采样系统包括：采样器、输送轨道、压样板、检测轨道和蓝宝石窗口片，采样器的底端连接输送轨道，输送轨道的底端连接检测轨道；检测轨道的底部设置有蓝宝石窗口片；红外光谱系统包括：依次连接的傅里叶近红外光谱仪、光路转换器、近红外光纤和光纤探头；且采样器和傅里叶近红外光谱仪与控制器电连接；光纤探头设置于蓝宝石窗口片的底部。本发明提供的基于近红外光谱的水泥生料成分的在线检测装置，可实现水泥生产过程中对水泥生料进行在线检测，能够实现样品的静态测量，与动态测量相比大大提高了检测精度。

技术领域

本发明涉及水泥生料成分检测设备技术领域，更具体的说是涉及一种基于近红外光谱的水泥生料成分在线检测装置。

背景技术

水泥是国民经济建设中不可缺少的基础材料，水泥品质的优劣直接关系到人类生命财产的安全。在水泥生产中，各原料的配比直接决定水泥品质的优劣，因此在水泥生产过程中需要调整原材料的配比来控制水泥成品的质量。水泥生料的主要成分是Al₂O₃、CaCO₃、Fe₂O₃、SiO₂、MgO等氧化物，水泥行业通过检测水泥生料中的这些氧化物的含量相对变化来控制原材料的配比。常用的在线检测手段为中子活化检测，但这种方法成本高且具有辐射，对工作人员有一定的危害。

近红外光谱技术(NIR)是一种高效快速的现代分析技术，它综合运用了计算机技术、光谱技术和化学计量学等多个学科的最新研究成果，以其独特的优势在多个领域得到了日益广泛的应用，并己逐渐得到大众的普遍接受和官方的认可。近红外光谱技术的工作原理是：当样品受到近红外光源照射的时候，分子吸收了某些频率的辐射，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应于这些吸收区域的透射(或反射)光强减弱。记录近红外光的百分透射(反射)比和波长(波数)的关系曲线，就得到近红外光谱。光谱中包含了样品中的物质种类和浓度信息，再通过化学计量学建立模型用于预测样品的浓度信息。

而水泥生料在水泥厂中由空气斜槽运输，生料在空气斜槽内为运动状态，且由于水泥生料成分复杂，所以在空气斜槽中由气压运输时会产生成分分层，影响检测效果。

因此，如何提供一种提高检测精度的基于近红外光谱的水泥生料在线检测装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于近红外光谱的水泥生料成分的在线检测装置，可实现水泥生产过程中对水泥生料进行在线检测，且能够实现样品的静态测量，与动态测量相比大大提高了检测精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于近红外光谱的水泥生料成分的在线检测装置，包括：水泥生料连续采样系统、红外光谱系统和控制器，所述水泥生料连续采样系统和所述红外光谱系统均与所述控制器电连接；所述水泥生料连续采样系统包括：采样器、输送轨道、压样板、检测轨道和蓝宝石窗口片，所述采样器与水泥生产线空气斜槽中部的底端连接，所述采样器的底端连接所述输送轨道，所述输送轨道的底端连接所述检测轨道；所述检测轨道的底部镶嵌有所述蓝宝石窗片；所述采样器和所述压样板与所述控制器电连接；所述红外光谱系统包括：傅里叶近红外光谱仪、光路转换器、近红外光纤和光纤探头，所述傅里叶近红外光谱仪与所述光路转换器之间可拆卸机械连接，所述光路转换器、所述近红外光纤和所述光纤探头之间均通过法兰连接；所述傅里叶近红外光谱仪与所述控制器电连接；所述光纤探头设置于所述蓝宝石窗口片的底部。