[发明专利]一种基于太赫兹时域光谱的煤岩判别方法

摘要

本发明公开了一种基于太赫兹时域光谱的煤炭灰分判别方法。尤其适用于采煤机自主调高和智能化开采技术领域使用。制作纯煤样品和不同比例煤岩混合样品若干，采用太赫兹时域光谱仪采集参考信号和不同灰分煤的太赫兹时域光谱；利用快速傅里叶变换将煤太赫兹时域光谱转换成频域光谱；从太赫兹频域光谱中提取出煤的吸收光谱；利用PCA对吸收光谱数据进行降维，随后利用非线性拟合对处理后的煤光谱进行建模，确立煤炭种类、煤中灰分和其太赫兹吸收光谱的关系曲线，构建基于太赫兹光谱的煤炭灰分模型，从而实现基于太赫兹光谱技术的煤炭灰分判别。其步骤简单，识别效率高，识别准确，实现采煤机的截割状态的准确识别，自动控制采煤机滚筒调高。

主权项

1.一种基于太赫兹时域光谱的煤炭灰分判别方法，其特征在于包括如下步骤：a.挑选不同品种的煤，利用挑选出的煤加入纯岩样制作不同灰分煤样品，利用太赫兹时域光谱仪为对空气直接检测得到无样本时的信号作为参考信号，再利用太赫兹时域光谱仪采集所有煤样品的太赫兹时域光谱数据并分类存储起来，无样本时的信号为对空气直接检测得到的信号，所述的太赫兹时域光谱数据有200维，并将所有煤样品按照中国煤炭分类标准分成：无烟煤、烟煤、褐煤几类；b.利用快速傅里叶变换将所有煤样品的太赫兹时域光谱转换为太赫兹频域光谱；从所有转换后的太赫兹频域光谱中提取吸收光谱，并对吸收光谱数据进行平滑和加窗预处理，选取数据噪声超过1THz以上的煤样品吸收光谱，将选取的煤样品吸收光谱中0.4‑1.0THz频段光谱数据作为优选的吸收光谱；c.将所有煤样品，包括不同灰分煤样品和纯煤样品的0.4‑1.0THz频段吸收光谱进行标注分类从而生成不同灰分煤样品和纯煤样品的煤光谱数据库，利用主成分分析/PCA技术对煤光谱数据库中的所有数据进行降维和特征提取，使获得的太赫兹时域光谱数据从200维降到了20维；d.利用非线性拟合法对所有降维后的0.4‑1.0THz频段吸收光谱进行建模，根据所有煤样品的三类信息：煤炭种类、煤中灰分和其太赫兹吸收光谱确立三类信息的关系曲线，从而构建基于太赫兹光谱的煤炭灰分模型；e.根据实际需要采集被测区域的煤样品后利用太赫兹时域光谱仪获取煤样品的太赫兹时域光谱，重复步骤b、c、d，将被测区域煤样品的光谱数据带入太赫兹光谱的煤炭灰分模型从而对煤样品中的灰分进行判别。