[发明专利]在线煤质分析系统及方法

说明书

本发明提供在线煤质分析系统，包括光学探头和煤质分析装置，所述光学探头用于将光照射在煤粉上，并采集煤粉的反射光；所述煤质分析装置用于根据光学探头采集的煤粉的反射光生成光谱，通过所述光谱进行煤质分析。本发明还提供在线煤质分析方法。本发明光源位于光学探头内，防止了煤粉对光源的污染，结构紧凑。

技术领域

本发明涉及煤质分析技术领域，具体涉及用于在线煤质分析系统及方法。

背景技术

煤作为燃料，广泛的应用于各行各业。煤的指令指标有水分、灰分、挥发分、全硫、全水分、发热量等，不同的煤质，价格与应用不同，因此在煤流通及应用之前需要进行煤质分析。

现有技术的煤质分析的一种方法是采用的是现场采样、在实验室人工制样化验，检测时间长，效率低。

近红外光谱技术作为一种快速、无损检测技术在很多领域得到越来越广泛的重视。现有技术也可以采用近红外光谱仪进行煤质分析，具体地：先抽取煤粉制样，在实验室采用近红外光谱仪生成煤样的光谱，然后采用计算机对光谱进行煤质分析。现有技术的近红外光谱仪主要有以下缺点：

第一，现有技术的近红外光谱仪是对煤样进行分析，并不是对煤粉进行连续性分析，且近红外光谱仪需要在安静无尘的环境下进行煤样分析，因此，近红外光谱仪不能够对煤粉进行在线分析；

第二，近红外光谱仪的光源发出的光经过样品吸收后，剩余的反射光经过光纤进入单色仪进行分光衍射，光源、单色仪和检测器是集成为一体的，且相对位置是固定的，无法调整；

第三，近红外光谱仪的光源是垂直照射样品，很多样品的反射光又返回光源，进入光纤的反射光少。

申请号为“201610574583 .8”，发明名称为“煤粉在线分析方法及装置”的专利申请公开了对煤粉进行在线分析，但是该专利申请的光源与检测探头分体设置，光源容易受到粉尘的影响，从而影响照射到煤粉上的光的稳定性；另外，采用两个光源从不同角度对煤粉照射，使得检测探头检测的煤粉的光斑不重合甚至部分光斑不重叠，重叠部分和不重叠部分的光强度不一样，也就是说光强度不一致，从而影响煤质分析的准确性。

发明内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，本发明提供一种在线煤质分析系统，包括光学探头和煤质分析装置，所述光学探头用于将光照射在煤粉上，并采集煤粉的反射光；所述煤质分析装置用于根据光学探头采集的煤粉的反射光生成光谱，通过所述光谱进行煤质分析；

其中，所述光学探头包括光源机构、窗片和采光器，所述光源机构发出的光经过窗片照射在样品上，样品的反射光经过窗片后进入采光器采集，所述光源机构设置为相对于窗片倾斜，所述光源机构相对于窗片的倾斜位置设置为防止煤粉的反射光经过窗片后返回光源机构，所述采光器相对于窗片倾斜，所述采光器相对窗片的倾斜位置设置为使得样品的反射光经过窗片在采光器内光斑重合。

根据本发明的一个方面，所述光源机构包括光源、反光杯和第一准直透镜，所述反光杯用于汇聚光源发出的光到第一准直透镜，所述第一准直透镜将汇聚光束转换为平行光束。

根据本发明的一个方面，所述采光器包括第一汇聚透镜、光筒和第二汇聚透镜，所述第一汇聚透镜用于将透过窗片的样品的反射光汇聚到光筒内，所述第二汇聚透镜用于将光筒内的光汇聚到向外传输的光传输设备。

根据本发明的一个方面，还包括探头支架，用于固定光学探头。

根据本发明的一个方面，所述煤质分析装置包括光谱仪和煤质分析模块，所述煤质分析模块与所述光谱仪有线或者无线连接，所述光谱仪用于生成煤粉的光谱数据，所述光谱数据包括采样编号、波长或波数以及吸光度，所述煤质分析模块用于将光谱仪的光谱数据转换为光谱，通过所述光谱进行煤质分析。