[发明专利]一种基于双能X射线矿石智能分选设备和方法

权利要求书

1.一种基于双能X射线矿石智能分选设备，包括布料装置、识别装置、执行装置、除尘系统、散热系统和X射线隔离保护系统，其特征在于：

所述布料装置，用于从振动斗将矿石输入料口，通过布料驱动电机将矿石均匀平摊到传动皮带上；

所述识别装置包括设置在传动皮带上方的双能X射线发生装置和双能X射线发生装置直射点下方的双能X射线探测器；

所述执行装置由电磁阀、分选气缸和喷嘴构成，用于控制高压风在目标矿石在抛出过程中对矿石进行喷吹击打；

所述除尘系统安装在振动斗上，用于对矿石输送过程中灰尘进行除尘；

所述散热系统安装在识别装置上，用于对双能X射线发生装置工作过程中产生的热量进行散热；

所述X射线隔离保护系统为罩设在双能X射线发生装置外部的铅房，用于防止X射线对人体造成伤害。

2.根据权利要求1所述的一种基于双能X射线矿石智能分选设备，其特征在于，所述双能X射线探测器采用凹槽式底座进行固定；所述凹槽式底座，用于根据射线入射角调整探测器的排版弧度，纠正物料成像发生的变形。

3.根据权利要求1所述的一种基于双能X射线矿石智能分选设备，其特征在于，所述执行装置的喷嘴为高压风喷嘴；所述高压风喷嘴呈阵列式布置，根据被执行对象的位置和形状信息，智能控制相应位置的多个高压风喷嘴开合状态及开合时间。

4.根据权利要求1所述的一种基于双能X射线矿石智能分选设备，其特征在于，所述双能X射线发生装置出口的出束形状为扇形状；所述双能X射线发生装置的出口处安装有朝下开有扇形口的准直器。

5.根据权利要求4所述的一种基于双能X射线矿石智能分选设备，其特征在于，所述准直器的扇形的最大辐射扇形角度范围为80～105度。

6.一种基于双能X射线矿石智能分选方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：挑选较高品位矿石并划分成好料和废料两部分，由图像采集装置收集深度学习模型训练样本集；

步骤S2：根据直方图均衡化方法调整物料图片的增益，并保存增益增强后的图像；

步骤S3：利用数字图像的中值滤波算法，消除图像中的椒盐噪声；

步骤S4：利用形态学算法对图像腐蚀处理；

步骤S5：采用连通域搜索算法寻找可能的目标区域，并利用分割阈值去除伪目标；

步骤S6：分割目标图像，并栅格化成25*25的小目标，同时将目标以外的背景图像标记为mask掩码图像；

步骤S7：将小目标图像送入深度学习网络分类模型，比对识别为好料和废料的置信度；

步骤S8：计算栅格化图像每个分类的粒度、8连通分类占比、R值、K值分数；

步骤S9：根据多分类信息融合后的类别，分别乘上每个评判特征的加权因子，计算出每个物料被识别为好料和坏料的得分值，与设定的目标分类阈值相比较，确定物料种类。

7.根据权利要求6所述的一种基于双能X射线矿石智能分选方法，其特征在于，所述步骤S2中，图像增益增强公式如下：

q_ij＝(p_ij-B_j)*(G_j-B_j)；

式中，G_j表示射源打开时采集的空皮带图像第j列的像素平均值；B_j表示射源关闭时空皮带图像第j列的像素平均值；p_ij表示实时物料图像第i行第j列的像素。

8.根据权利要求6所述的一种基于双能X射线矿石智能分选方法，其特征在于，所述步骤S9中，确定物料种类的计算公式为：

Ad＝ρ1*P+ρ2*V+ρ3*K+...+ρn*R；

式中，Ad是物料的综合得分值，ρ1、ρ2、ρ3、...ρn表示加权因子，P表示深度网络模型计算出的类别得分值，V表示栅格化小目标的类别得分占比、R表示根据朗格-比尔定律计算出的R特征值。