專利名稱：在線固體物理光學(xué)特征分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在線固體物理光學(xué)特征分析系統(tǒng)，用于造紙、煤炭、礦產(chǎn)、糧食等行業(yè)生產(chǎn)過程中的物理光學(xué)特征分析。
背景技術(shù)：
為了最終獲得合格的產(chǎn)品，現(xiàn)代化大型流程工業(yè)生產(chǎn)，如造紙、煤炭、礦物質(zhì)、建材糧食等行業(yè)都需要對生產(chǎn)過程的含水量、色差、體積、重量、物質(zhì)構(gòu)成等進行有效、及時的監(jiān)控。而離線的實驗室分析往往滯后于生產(chǎn)過程，需要調(diào)整的過程參數(shù)不能夠及時實施，甚至還會導(dǎo)致中間產(chǎn)物或最后產(chǎn)品的返工或報廢，造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，如何在線快速地對生產(chǎn)線上固體的物理光學(xué)特征進行分析，成為了需要迫切解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服以上的不足，提供一種多功能、快速、非接觸、無損的在線固體物理光學(xué)特征分析系統(tǒng)。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種在線固體物理光學(xué)特征分析系統(tǒng)， 所述分析儀包括光譜分析模塊、溫濕度傳感器、紅外溫度傳感器、距離傳感器、稱重傳感器、 速度傳感器和體積測量模塊，光譜分析模塊、溫濕度傳感器、紅外溫度傳感器、距離傳感器、 稱重傳感器、速度傳感器和體積測量模塊共同連接有一數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊連接有工控機。本發(fā)明的進一步改進在于所述光譜分析模塊包括光源、探頭、光纖和光譜儀，光源用于照射到被測物體上，并與被測物體相互作用后，產(chǎn)生漫反射光線，探頭用于收集漫反射光線，并通過光纖傳送給光譜儀進行處理。本發(fā)明的進一步改進在于所述體積測量模塊為三維激光掃描在線檢測輪廓儀。本發(fā)明的進一步改進在于所述溫濕度傳感器用于測量周圍環(huán)境中的溫度和濕度，紅外濕度傳傳感器用于測量被測物表面的溫度，距離傳感器用于測量探頭距離被測物的距離，稱重傳感器用于測量被測物的重量，速度傳感器用于測量被測物移動的速度，體積測量模塊用于測量被測物的表面輪廓及體積，數(shù)據(jù)采集模塊用于收集光譜分析模塊、溫濕度傳感器、紅外溫度傳感器、距離傳感器、稱重傳感器、速度傳感器和體積測量模塊的模擬信號，并將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，將數(shù)字信號傳送給工控機內(nèi)部的數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)學(xué)模型處理所述數(shù)據(jù)采集模塊所采集到的數(shù)字信號，經(jīng)數(shù)學(xué)模型計算后，得到被測物的物理光學(xué)特征。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點應(yīng)用范圍廣、快速、非接觸、無損測量，結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需要，能給造紙、選礦、煤炭用戶如發(fā)電廠、水泥砂漿攪拌、卷煙廠等高能耗企業(yè)帶來顯著的節(jié)能、減排、降耗、增效。


圖1為本發(fā)明的框架圖；1-光譜分析模塊、2-溫濕度傳感器、3-紅外溫度傳感器、4-距離傳感器、5-稱重傳感器、6-速度傳感器、7-體積測量模塊、8-數(shù)據(jù)采集模塊、9-工控機、10-光源、11-探頭、 12-光纖、13-光譜儀。
具體實施例方式
為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。如圖1示出了本發(fā)明示出了一種在線固體物理光學(xué)特征分析系統(tǒng)的實施方式，所述分析儀包括光譜分析模塊1、溫濕度傳感器2、紅外溫度傳感器3、距離傳感器4、稱重傳感器5、速度傳感器6和體積測量模塊7，光譜分析模塊1包括光源10、探頭11、光纖12和光譜儀13，光源10用于照射到被測物體上，并與被測物體相互作用后，產(chǎn)生漫反射光線，探頭11 用于收集漫反射光線，并通過光纖12傳送給光譜儀13進行處理，溫濕度傳感器2用于測量周圍環(huán)境中的溫度和濕度，紅外濕度傳傳感器3用于測量被測物表面的溫度，距離傳感器4 用于測量探頭距離被測物的距離，稱重傳感器5用于測量被測物的重量，速度傳感器6用于測量被測物移動的速度，體積測量模塊7用于測量被測物的表面輪廓及體積，光譜分析模塊1、溫濕度傳感器2、紅外溫度傳感器3、距離傳感器4、稱重傳感器5、速度傳感器6和體積測量模塊7共同連接有一數(shù)據(jù)采集模塊8，數(shù)據(jù)采集模塊8連接有工控機9，數(shù)據(jù)采集模塊 8用于收集光譜分析模塊1、所述溫濕度傳感器2、紅外溫度傳感器3、距離傳感器4、稱重傳感器5、速度傳感器6和體積測量模塊7的模擬信號，并將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，將數(shù)字信號傳送給工控機9內(nèi)部的數(shù)學(xué)模型，當(dāng)需要從定量的角度分析和研究一個實際問題時， 人們就要在深入調(diào)查研究、了解對象信息、作出簡化假設(shè)、分析內(nèi)在規(guī)律等工作的基礎(chǔ)上， 用數(shù)學(xué)的符號和語言，把它表述為數(shù)學(xué)表達式，也就是數(shù)學(xué)模型，然后用通過計算得到的模型結(jié)果來解釋實際問題，并接受實際的檢驗，這個建立數(shù)學(xué)模型的全過程就稱為數(shù)學(xué)建模， 數(shù)學(xué)模型的種類可分為理論模型、實驗?zāi)Ｐ秃屠碚搶嶒灮旌夏Ｐ?，本發(fā)明主要采用的是理論實驗混合模型，是幾種模型的集成和混合，例如現(xiàn)象模型，統(tǒng)計模型，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及模糊邏輯模型，其中現(xiàn)象模型是理論模型其余的是實驗?zāi)Ｐ?，?shù)學(xué)模型的建立過程分為三步，第一步，選擇具有代表性的被測物作為訓(xùn)練集樣本，通過本發(fā)明的硬件部分進行測量，得到被測物的測量參數(shù)，第二步，在實驗室中采用國家標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的測量方法測量訓(xùn)練集樣本的特征參數(shù)，第三步，運用數(shù)學(xué)算法包括偏最小二乘法、多元線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機等建立訓(xùn)練集樣本測量參數(shù)與特征參數(shù)之間的定量關(guān)系，即建立了數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)學(xué)模型處理數(shù)據(jù)采集模塊8所采集到的數(shù)字信號，經(jīng)數(shù)學(xué)模型計算后，得到被測物的物理光學(xué)特征。分析儀在使用過程中，將被測物在傳送帶上傳輸時，光源10照射到被測物體上， 并與被測物體相互作用后，產(chǎn)生漫反射光線，經(jīng)探頭11收集，通過光纖12傳送到光譜儀13 中進行處理，與此同時，溫溫濕度傳感器2、紅外溫度傳感器3、距離傳感器4、稱重傳感器5、 速度傳感器6、體積測量模塊7分別對被測物進行測量，并把測量的模擬信號傳送給數(shù)據(jù)采集模塊8，通過數(shù)據(jù)采集模塊8將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，傳遞到工控機9進行處理，經(jīng)過數(shù)學(xué)模型的計算后，就可以得到被測物的物理光學(xué)特征。這種在線固體物理光學(xué)特征分析系統(tǒng)具有應(yīng)用范圍廣、快速、非接觸、無損測量的特點，結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需要，解決了生產(chǎn)過程中的實際問題。
權(quán)利要求
1.一種在線固體物理光學(xué)特征分析系統(tǒng)，其特征在于所述分析儀包括光譜分析模塊(1)、溫濕度傳感器(2)、紅外溫度傳感器(3)、距離傳感器(4)、稱重傳感器(5)、速度傳感器 (6)和體積測量模塊(7)，所述光譜分析模塊(1)、所述溫濕度傳感器(2)、所述紅外溫度傳感器(3)、所述距離傳感器(4)、所述稱重傳感器(5)、所述速度傳感器(6)和所述體積測量模塊(7 )共同連接有一數(shù)據(jù)采集模塊(8 )，所述數(shù)據(jù)采集模塊(8 )連接有工控機(9 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述在線固體物理光學(xué)特征分析系統(tǒng)，其特征在于所述光譜分析模塊(1)包括光源(10)、探頭(11)、光纖(12)和光譜儀(13)，所述光源(10)用于照射到被測物體上，并與被測物體相互作用后，產(chǎn)生漫反射光線，所述探頭(11)用于收集漫反射光線，并通過光纖(12)傳送給光譜儀(13)進行處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述在線固體物理光學(xué)特征分析系統(tǒng)，其特征在于所述體積測量模塊(7)為三維激光掃描在線檢測輪廓儀。
4.根據(jù)1或2所述在線固體物理光學(xué)特征分析系統(tǒng)，其特征在于所述溫濕度傳感器(2)用于測量周圍環(huán)境中的溫度和濕度，所述紅外濕度傳傳感器(3)用于測量被測物表面的溫度，所述距離傳感器(4)用于測量探頭距離被測物的距離，所述稱重傳感器(5)用于測量被測物的重量，所述速度傳感器(6)用于測量被測物移動的速度，所述體積測量模塊(7)用于測量被測物的表面輪廓及體積，所述數(shù)據(jù)采集模塊(8)用于收集所述光譜分析模塊(1)、 所述溫濕度傳感器(2)、所述紅外溫度傳感器(3)、所述距離傳感器(4)、所述稱重傳感器 (5)、所述速度傳感器(6)和所述體積測量模塊(7)的模擬信號，并將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，將所述數(shù)字信號傳送給所述工控機(9 )內(nèi)部的數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)學(xué)模型處理所述數(shù)據(jù)采集模塊(8)所采集到的數(shù)字信號，經(jīng)數(shù)學(xué)模型計算后，得到被測物的物理光學(xué)特征。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在線固體物理光學(xué)特征分析系統(tǒng)，所述分析儀包括光譜分析模塊、溫濕度傳感器、紅外溫度傳感器、距離傳感器、稱重傳感器、速度傳感器和體積測量模塊，光譜分析模塊、溫濕度傳感器、紅外溫度傳感器、距離傳感器、稱重傳感器、速度傳感器和體積測量模塊共同連接有一數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊連接有工控機。本發(fā)明具有多功能、快速、非接觸的優(yōu)點。
文檔編號G01D21/02GK102252714SQ20111017419
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者劉混海, 吳逸屏, 周峰, 李志杰, 李漢琪, 杜偉 申請人:南通北極光自動控制技術(shù)有限公司