本發(fā)明屬于煤炭選煤技術(shù)領(lǐng)域，其涉及一種識(shí)別煤與煤矸石的方法及設(shè)備,其適用于基于煤與煤矸石密度不同利用X射線及點(diǎn)陣探測(cè)器和超聲波測(cè)距裝置協(xié)同作用在線識(shí)別煤與煤矸石并進(jìn)行分揀。

背景技術(shù)：

煤矸石是煤生產(chǎn)、加工過程中的伴生物，發(fā)熱量低、有害物料多，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，需要及時(shí)進(jìn)行識(shí)別和分揀。對(duì)粒徑較小的煤與煤矸石可以通過介質(zhì)洗煤或復(fù)合干法(風(fēng)選)選煤的方法去除煤中的煤矸石，對(duì)于塊狀煤與煤矸石，現(xiàn)有技術(shù)的識(shí)別方法主要有人工分揀、圖像識(shí)別方法、伽馬射線識(shí)別和X射線識(shí)別等幾種，這些識(shí)別方法均有各自的優(yōu)點(diǎn)和生產(chǎn)適應(yīng)范圍，但是均有一定的缺陷或不足。例如人工進(jìn)行分揀，普遍存在問題是勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)環(huán)境惡劣、效率低下；圖像識(shí)別方法是根據(jù)煤與煤矸石的顏色灰度進(jìn)行識(shí)別，存在問題是難以識(shí)別與煤相似的黑色煤矸石；伽馬射線識(shí)別方法難以識(shí)別厚度100mm以上的煤矸石，并且伽馬射線對(duì)人體和環(huán)境有潛在危害；X射線識(shí)別存在后續(xù)程序繁雜等問題，并且X射線探測(cè)器都是沿用X射線成像技術(shù)領(lǐng)域的線陣探測(cè)器，線陣探測(cè)器像素多，數(shù)據(jù)處理量大，需要配備工控機(jī)專門來處理，另外無法解決物料粒徑大小的影響，不適應(yīng)煤礦特定的使用環(huán)境。

隨著貧瘠礦山的開發(fā)以及煤矸石識(shí)別的需要，急需將上述識(shí)別方法的優(yōu)勢(shì)綜合利用的需要，各大高校及研究所的選礦技術(shù)人員均投入了大量研究力量進(jìn)行開發(fā)研究，由于技術(shù)難度大及需要的資金投入多，截至到目前沒有成功地將上述識(shí)別方法綜合利用的先例。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于現(xiàn)實(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐的需要，本申請(qǐng)人投入大量資金及長(zhǎng)期研究，提供了一種識(shí)別煤與煤矸石的方法及設(shè)備,其基于煤與煤矸石密度不同利用X射線及點(diǎn)陣探測(cè)器和超聲波測(cè)距裝置協(xié)同作用在線識(shí)別煤與煤矸石并進(jìn)行分揀，不僅很好地解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的生產(chǎn)實(shí)踐問題，還能把X射線及點(diǎn)陣探測(cè)器和超聲波測(cè)距裝置的優(yōu)勢(shì)協(xié)同利用起來。

依據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種識(shí)別煤與煤矸石的方法，其利用煤和煤矸石的密度不同、尺寸不同及對(duì)X射線的衰減也不同的原理，利用X射線及點(diǎn)陣探測(cè)器和超聲波測(cè)距裝置的協(xié)同作用在線識(shí)別煤與煤矸石并進(jìn)行分揀；X射線穿透物料時(shí)，其初始強(qiáng)度I₀與出射強(qiáng)度I_X的關(guān)系是：I_X＝I₀exp(-μρL),其中ρ為物料密度，L為物料厚度，μ為物料磁感應(yīng)常數(shù)。

所述識(shí)別煤與煤矸石的方法包括以下步驟：

(1)X射線源2發(fā)出X射線呈扇面狀向下輻射，并與輸送裝置1中心線垂直，輸送裝置1上面煤和煤矸石通過X射線源2與點(diǎn)陣探測(cè)器3之間的區(qū)域時(shí)，點(diǎn)陣探測(cè)器3接受到的X射線強(qiáng)度隨物料的密度和厚度變化；

(2)點(diǎn)陣探測(cè)器3把X射線強(qiáng)度經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換和放大后轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；

(3)超聲波測(cè)距裝置4能夠連續(xù)測(cè)量與物料上方的距離并轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；

(4)控制裝置5根據(jù)X射線強(qiáng)度信號(hào)和距離信號(hào)算出物料厚度,通過計(jì)算得到物料密度數(shù)據(jù)，然后依據(jù)給定的密度判別閾值，判定物料是煤或煤矸石；

(5)若判定為煤矸石，分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6根據(jù)控制裝置5的指令，經(jīng)過一定延時(shí)，打開高頻電磁閥，把正經(jīng)過空氣噴嘴的煤矸石吹到煤矸石輸送帶7上，若判定為煤，執(zhí)行機(jī)構(gòu)無動(dòng)作，物料自由落體落到煤輸送帶8上。

此外，所述識(shí)別煤與煤矸石的方法包括識(shí)別步驟如下：

①采用一種識(shí)別煤與煤矸石的專用設(shè)備進(jìn)行識(shí)別，包含輸送裝置1、X射線源2、點(diǎn)陣探測(cè)器3、超聲波測(cè)距裝置4、控制裝置5和分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6，輸送裝置1作用是輸送待識(shí)別的煤或煤矸石以一定的速度通過X射線源2下方的檢測(cè)區(qū)域，X射線源2主要用于提供具備一定穿透能力的X射線，點(diǎn)陣探測(cè)器3位于輸送裝置1下方，沿輸送裝置1橫向均布，并在X射線輻射區(qū)域，超聲波測(cè)距裝置4安裝輸送裝置1上方，控制裝置5與X射線源2、點(diǎn)陣探測(cè)器3、超聲波測(cè)距裝置4、分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6相連，分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6設(shè)置在輸送裝置1的尾部；

②由于煤和煤矸石的密度不同、尺寸不同，對(duì)X射線的衰減也不同，X射線穿透物料時(shí)，其初始強(qiáng)度I₀與出射強(qiáng)度I_X的關(guān)系是：I_X＝I₀exp(-μρL),其中ρ為物料密度，L為物料厚度，μ為物料的磁感應(yīng)常數(shù)；X射線源2發(fā)出X射線呈扇面狀向下輻射，并與輸送裝置1中心線垂直，輸送裝置1上面煤和煤矸石通過X射線源2與點(diǎn)陣探測(cè)器3之間的區(qū)域時(shí)，點(diǎn)陣探測(cè)器3接受到的X射線強(qiáng)度隨物料的密度和厚度變化，點(diǎn)陣探測(cè)器3把X射線強(qiáng)度經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換和放大后轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；

②超聲波測(cè)距裝置4能夠連續(xù)測(cè)量與物料上方的距離并轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；控制裝置5根據(jù)X射線強(qiáng)度信號(hào)和距離信號(hào)(算出物料厚度),通過一定量計(jì)算得到物料密度數(shù)據(jù)，依據(jù)給定的密度判別閾值，判定物料是煤或煤矸石；若判定為煤矸石，分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6根據(jù)控制裝置5的指令，經(jīng)過一定延時(shí)，打開高頻電磁閥，把正經(jīng)過空氣噴嘴的煤矸石吹到煤矸石輸送帶7上，若判定為煤，執(zhí)行機(jī)構(gòu)無動(dòng)作，物料自由落體落到煤輸送帶8上。

進(jìn)一步地，所述識(shí)別煤與煤矸石的方法包括識(shí)別步驟如下：上位輸送機(jī)構(gòu)的煤和煤矸石進(jìn)入輸送裝置1，煤或煤矸石以一定的速度通過X射線源2下方的檢測(cè)區(qū)域，X射線源2發(fā)出X射線呈扇面狀向下輻射，并與輸送裝置1中心線垂直，由于煤和煤矸石的密度不同、尺寸不同，對(duì)X射線的衰減也不同，其初始強(qiáng)度I₀與出射強(qiáng)度I_X的關(guān)系是：I_X＝I₀exp(-μρL),其中ρ為物料密度，L為物料厚度，μ為物料的磁感應(yīng)常數(shù)；點(diǎn)陣探測(cè)器3接受到的X射線強(qiáng)度隨物料的密度和厚度變化，點(diǎn)陣探測(cè)器3把X射線強(qiáng)度經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換和放大后轉(zhuǎn)換為模擬(4-20mA或0-10V)或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；超聲波測(cè)距裝置4能夠連續(xù)測(cè)量與物料上方的距離并轉(zhuǎn)換為模擬(4-20mA或0-10V)或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；控制裝置5根據(jù)距離信號(hào)算出物料厚度(物料厚度＝超聲波測(cè)距裝置4與輸送帶上表面距離-超聲波測(cè)距裝置4與物料上表面距離)；物料厚度和X射線強(qiáng)度與物料密度有函數(shù)關(guān)系，通過一定量計(jì)算得到物料密度數(shù)據(jù)，依據(jù)給定的密度判別閾值，判定物料是煤或煤矸石；若判定為煤矸石，分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6根據(jù)控制裝置5的指令，經(jīng)過一定延時(shí)，打開高頻電磁閥，把正經(jīng)過空氣噴嘴的煤矸石吹到煤矸石輸送帶7上，若判定為煤，執(zhí)行機(jī)構(gòu)無動(dòng)作，物料自由落體落到煤輸送帶8上。

依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種使用上述識(shí)別煤與煤矸石的方法的設(shè)備，所述設(shè)備包含輸送裝置1、X射線源2、點(diǎn)陣探測(cè)器3、超聲波測(cè)距裝置4、控制裝置5和分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6，輸送裝置1用于輸送待識(shí)別的煤或煤矸石以一定的速度通過X射線源2下方的檢測(cè)區(qū)域，X射線源2用于提供具備一定穿透能力的X射線，點(diǎn)陣探測(cè)器3位于輸送裝置1下方，沿輸送裝置1橫向均布，并在X射線輻射區(qū)域，超聲波測(cè)距裝置4安裝輸送裝置1上方，控制裝置5與X射線源2、點(diǎn)陣探測(cè)器3、超聲波測(cè)距裝置4、分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6相連，分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6設(shè)置在輸送裝置1的尾部。

優(yōu)選地，所述設(shè)備依據(jù)煤和煤矸石的密度不同、尺寸不同，對(duì)X射線的衰減也不同，待識(shí)別的煤或煤矸石通過X射線源2與點(diǎn)陣探測(cè)器3之間的區(qū)域時(shí)，點(diǎn)陣探測(cè)器3接受到的X射線強(qiáng)度隨物料的密度和厚度變化，點(diǎn)陣探測(cè)器3把X射線強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5，超聲波測(cè)距裝置4能夠連續(xù)測(cè)量與物料上方的距離并轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5，控制裝置5根據(jù)X射線強(qiáng)度信號(hào)和距離信號(hào)算出物料厚度,通過計(jì)算得到物料密度數(shù)據(jù)，依據(jù)給定的判別閾值，判定物料是煤或煤矸石。其中，分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6下方，設(shè)置與分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6匹配的煤矸石輸送帶7和煤輸送帶8。輸送裝置1為撓性橡膠輸送帶，輸送裝置的作用是輸送來至上位輸送機(jī)構(gòu)的煤和煤矸石。

進(jìn)一步地，所述X射線源2，是將電能轉(zhuǎn)換為X射線的裝置并包含一系列冷卻、控制系統(tǒng)組成的單元；所述點(diǎn)陣探測(cè)器3，是由一列X射線探測(cè)器組成的的探測(cè)單元，在輸送裝置1的輸送帶下方沿皮帶寬度均勻安裝，間距與物料粒度相關(guān)；每個(gè)探測(cè)器有若干個(gè)閃爍體組成，閃爍體把X射線轉(zhuǎn)換為可見光，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換和放大，再轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電流。

優(yōu)選地，測(cè)距裝置4是一種超聲波測(cè)距離傳感器，采用超聲波回波測(cè)距原理，檢測(cè)傳感器與目標(biāo)物之間的距離，并將距離參數(shù)變換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電流；控制裝置5，可以是PLC、單片機(jī)或其他控制器，還兼顧控制其他設(shè)備，達(dá)到統(tǒng)一協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)；分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6由音速噴嘴13、高頻電磁閥14，儲(chǔ)氣罐15、空壓機(jī)17及若干連接管道16組成，作用是把空壓機(jī)11產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)音速噴嘴9高速噴出，沖擊要分揀的煤矸石使其偏離自由落體的軌跡，落入煤矸石輸送帶7上。

本發(fā)明識(shí)別煤與煤矸石的方法及設(shè)備，分揀準(zhǔn)確率達(dá)到95％,處理能力達(dá)到150噸/小時(shí)，處理粒度80-300mm。在本發(fā)明識(shí)別煤與煤矸石的方法及設(shè)備中，充分地利用X射線及點(diǎn)陣探測(cè)器和超聲波測(cè)距裝置的協(xié)同作用在線識(shí)別煤與煤矸石并進(jìn)行分揀，并采用點(diǎn)陣探測(cè)器，數(shù)據(jù)處理量只有線陣探測(cè)器的1/50左右，取消了專門運(yùn)算的工控機(jī)，處理速度快，識(shí)別準(zhǔn)確度高、簡(jiǎn)單實(shí)用、故障率低、不受物料粒徑大小影響，可以代替人工或其他方式進(jìn)行煤與煤矸石識(shí)別和分揀，對(duì)人和環(huán)境無危害，特別適應(yīng)煤礦、煤場(chǎng)等作業(yè)環(huán)境。

附圖說明

圖1為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)備布置圖；

圖2為依據(jù)本發(fā)明的輸送裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為依據(jù)本發(fā)明的分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：輸送裝置1、X射線源2、點(diǎn)陣探測(cè)器3、超聲波測(cè)距裝置4、控制裝置5、分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6、煤矸石輸送帶7、煤輸送帶8、滾筒9、輸送膠帶10、托輥11、驅(qū)動(dòng)滾筒12、音速噴嘴13、高頻電磁閥14，儲(chǔ)氣罐15、連接管道16空壓機(jī)17。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

一種識(shí)別煤與煤矸石的專用設(shè)備，包含輸送裝置1、X射線源2、點(diǎn)陣探測(cè)器3、超聲波測(cè)距裝置4、控制裝置5和分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6，輸送裝置1作用是輸送待識(shí)別的煤或煤矸石以一定的速度通過X射線源2下方的檢測(cè)區(qū)域，X射線源2主要用于提供具備一定穿透能力的X射線，點(diǎn)陣探測(cè)器3位于輸送裝置1下方，沿輸送裝置1橫向均布，并在X射線輻射區(qū)域，超聲波測(cè)距裝置4安裝輸送裝置1上方，控制裝置5與X射線源2、點(diǎn)陣探測(cè)器3、超聲波測(cè)距裝置4、分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6相連，分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6設(shè)置在輸送裝置1的尾部；由于煤和煤矸石的密度不同、尺寸不同，對(duì)X射線的衰減也不同，待識(shí)別的煤或煤矸石通過X射線源2與點(diǎn)陣探測(cè)器3之間的區(qū)域時(shí)，點(diǎn)陣探測(cè)器3接受到的X射線強(qiáng)度隨物料的密度和厚度變化，點(diǎn)陣探測(cè)器3把X射線強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5，超聲波測(cè)距裝置4能夠連續(xù)測(cè)量與物料上方的距離并轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5，控制裝置5根據(jù)X射線強(qiáng)度信號(hào)和距離信號(hào)(算出物料厚度),通過一定量計(jì)算得到物料密度數(shù)據(jù)，依據(jù)給定的判別閾值，判定物料是煤或煤矸石。

所述分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6下方，設(shè)置與分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6匹配的煤矸石輸送帶7和煤輸送帶8。

由于煤和煤矸石的密度不同、尺寸不同，對(duì)X射線的衰減也不同，X射線穿透物料時(shí)，其初始強(qiáng)度I₀與出射強(qiáng)度I_X的關(guān)系是：I_X＝I₀exp(-μρL),其中ρ為物料密度，L為物料厚度，μ為物料的磁感應(yīng)常數(shù)；X射線源2發(fā)出X射線呈扇面狀向下輻射，并與輸送裝置1中心線垂直，輸送裝置1上面煤和煤矸石通過X射線源2與點(diǎn)陣探測(cè)器3之間的區(qū)域時(shí)，點(diǎn)陣探測(cè)器3接受到的X射線強(qiáng)度隨物料的密度和厚度變化，點(diǎn)陣探測(cè)器3把X射線強(qiáng)度經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換和放大后轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；超聲波測(cè)距裝置4能夠連續(xù)測(cè)量與物料上方的距離并轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；控制裝置5根據(jù)X射線強(qiáng)度信號(hào)和距離信號(hào)(算出物料厚度),通過一定量計(jì)算得到物料密度數(shù)據(jù)，依據(jù)給定的密度判別閾值，判定物料是煤或煤矸石；若判定為煤矸石，分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6根據(jù)控制裝置5的指令，經(jīng)過一定延時(shí)，打開高頻電磁閥，把正經(jīng)過空氣噴嘴的煤矸石吹到煤矸石輸送帶7上，若判定為煤，執(zhí)行機(jī)構(gòu)無動(dòng)作，物料自由落體落到煤輸送帶8上。

所述輸送裝置1，為撓性橡膠輸送帶，輸送裝置的作用是輸送來至上位輸送機(jī)構(gòu)的煤和煤矸石。

所述X射線源2，是將電能轉(zhuǎn)換為X射線的裝置并包含一系列冷卻、控制系統(tǒng)組成的單元。

所述點(diǎn)陣探測(cè)器3，是由一列X射線探測(cè)器組成的的探測(cè)單元，在輸送裝置1的輸送帶下方沿皮帶寬度均勻安裝，間距與物料粒度相關(guān)；每個(gè)探測(cè)器有若干個(gè)閃爍體組成，閃爍體把X射線轉(zhuǎn)換為可見光，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換和放大，再轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電流。

所述測(cè)距裝置4，是一種超聲波測(cè)距離傳感器，采用超聲波回波測(cè)距原理，檢測(cè)傳感器與目標(biāo)物之間的距離，并將距離參數(shù)變換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電流。

所述控制裝置5，可以是PLC、單片機(jī)或其他控制器，還兼顧控制其他設(shè)備，達(dá)到統(tǒng)一協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。

所述分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6由音速噴嘴13、高頻電磁閥14，儲(chǔ)氣罐15、空壓機(jī)17及若干連接管道16組成，作用是把空壓機(jī)11產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)音速噴嘴9高速噴出，沖擊要分揀的煤矸石使其偏離自由落體的軌跡，落入煤矸石輸送帶7上。

一種識(shí)別煤與煤矸石的方法，根據(jù)煤與煤矸石密度不同,利用X射線+點(diǎn)陣探測(cè)器+超聲波測(cè)距裝置在線識(shí)別煤與煤矸石并進(jìn)行分揀，由于煤和煤矸石的密度不同、尺寸不同，對(duì)X射線的衰減也不同，X射線穿透物料時(shí)，其初始強(qiáng)度I₀與出射強(qiáng)度I_X的關(guān)系是：I_X＝I₀exp(-μρL),其中ρ為物料密度，L為物料厚度；X射線源2發(fā)出X射線呈扇面狀向下輻射，并與輸送裝置1中心線垂直，輸送裝置1上面煤和煤矸石通過X射線源2與點(diǎn)陣探測(cè)器3之間的區(qū)域時(shí)，點(diǎn)陣探測(cè)器3接受到的X射線強(qiáng)度隨物料的密度和厚度變化，點(diǎn)陣探測(cè)器3把X射線強(qiáng)度經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換和放大后轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；超聲波測(cè)距裝置4能夠連續(xù)測(cè)量與物料上方的距離并轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；控制裝置5根據(jù)X射線強(qiáng)度信號(hào)和距離信號(hào)(算出物料厚度),通過一定量計(jì)算得到物料密度數(shù)據(jù)，依據(jù)給定的密度判別閾值，判定物料是煤或煤矸石；若判定為煤矸石，分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6根據(jù)控制裝置5的指令，經(jīng)過一定延時(shí)，打開高頻電磁閥，把正經(jīng)過空氣噴嘴的煤矸石吹到煤矸石輸送帶7上，若判定為煤，執(zhí)行機(jī)構(gòu)無動(dòng)作，物料自由落體落到煤輸送帶8上。

具體的識(shí)別步驟：

①采用一種識(shí)別煤與煤矸石的專用設(shè)備進(jìn)行識(shí)別，包含輸送裝置1、X射線源2、點(diǎn)陣探測(cè)器3、超聲波測(cè)距裝置4、控制裝置5和分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6，輸送裝置1作用是輸送待識(shí)別的煤或煤矸石以一定的速度通過X射線源2下方的檢測(cè)區(qū)域，X射線源2主要用于提供具備一定穿透能力的X射線，點(diǎn)陣探測(cè)器3位于輸送裝置1下方，沿輸送裝置1橫向均布，并在X射線輻射區(qū)域，超聲波測(cè)距裝置4安裝輸送裝置1上方，控制裝置5與X射線源2、點(diǎn)陣探測(cè)器3、超聲波測(cè)距裝置4、分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6相連，分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6設(shè)置在輸送裝置1的尾部。

②由于煤和煤矸石的密度不同、尺寸不同，對(duì)X射線的衰減也不同，X射線穿透物料時(shí)，其初始強(qiáng)度I₀與出射強(qiáng)度I_X的關(guān)系是：I_X＝I₀exp(-μρL),其中ρ為物料密度，L為物料厚度；X射線源2發(fā)出X射線呈扇面狀向下輻射，并與輸送裝置1中心線垂直，輸送裝置1上面煤和煤矸石通過X射線源2與點(diǎn)陣探測(cè)器3之間的區(qū)域時(shí)，點(diǎn)陣探測(cè)器3接受到的X射線強(qiáng)度隨物料的密度和厚度變化，點(diǎn)陣探測(cè)器3把X射線強(qiáng)度經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換和放大后轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；超聲波測(cè)距裝置4能夠連續(xù)測(cè)量與物料上方的距離并轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；控制裝置5根據(jù)X射線強(qiáng)度信號(hào)和距離信號(hào)(算出物料厚度),通過一定量計(jì)算得到物料密度數(shù)據(jù)，依據(jù)給定的密度判別閾值，判定物料是煤或煤矸石；若判定為煤矸石，分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6根據(jù)控制裝置5的指令，經(jīng)過一定延時(shí)，打開高頻電磁閥，把正經(jīng)過空氣噴嘴的煤矸石吹到煤矸石輸送帶7上，若判定為煤，執(zhí)行機(jī)構(gòu)無動(dòng)作，物料自由落體落到煤輸送帶8上。

詳細(xì)識(shí)別步驟：上位輸送機(jī)構(gòu)的煤和煤矸石進(jìn)入輸送裝置1，煤或煤矸石以一定的速度通過X射線源2下方的檢測(cè)區(qū)域，X射線源2發(fā)出X射線呈扇面狀向下輻射，并與輸送裝置1中心線垂直，由于煤和煤矸石的密度不同、尺寸不同，對(duì)X射線的衰減也不同，其初始強(qiáng)度I₀與出射強(qiáng)度I_X的關(guān)系是：I_X＝I₀exp(-μρL),其中ρ為物料密度，L為物料厚度；點(diǎn)陣探測(cè)器3接受到的X射線強(qiáng)度隨物料的密度和厚度變化，點(diǎn)陣探測(cè)器3把X射線強(qiáng)度經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換和放大后轉(zhuǎn)換為模擬(4-20mA或0-10V)或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；超聲波測(cè)距裝置4能夠連續(xù)測(cè)量與物料上方的距離并轉(zhuǎn)換為模擬(4-20mA或0-10V)或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；控制裝置5根據(jù)距離信號(hào)算出物料厚度(物料厚度＝超聲波測(cè)距裝置4與輸送帶上表面距離-超聲波測(cè)距裝置4與物料上表面距離)；物料厚度和X射線強(qiáng)度與物料密度有函數(shù)關(guān)系，通過一定量計(jì)算得到物料密度數(shù)據(jù)，依據(jù)給定的密度判別閾值，判定物料是煤或煤矸石；若判定為煤矸石，分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6根據(jù)控制裝置5的指令，經(jīng)過一定延時(shí)，打開高頻電磁閥，把正經(jīng)過空氣噴嘴的煤矸石吹到煤矸石輸送帶7上，若判定為煤，執(zhí)行機(jī)構(gòu)無動(dòng)作，物料自由落體落到煤輸送帶8上。

參照附圖1，在實(shí)施例中，輸送裝置1上面煤和煤矸石通過X射線源2與點(diǎn)陣探測(cè)器3之間的區(qū)域時(shí)，點(diǎn)陣探測(cè)器3接受到的X射線強(qiáng)度隨物料的密度和厚度變化，點(diǎn)陣探測(cè)器3把X射線強(qiáng)度經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換和放大后轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；超聲波測(cè)距裝置4能夠連續(xù)測(cè)量與物料上方的距離并轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)并傳送到控制裝置5；控制裝置5根據(jù)X射線強(qiáng)度信號(hào)和距離信號(hào)(算出物料厚度),通過一定量計(jì)算得到物料密度數(shù)據(jù)，依據(jù)給定的密度判別閾值，判定物料是煤或煤矸石；若判定為煤矸石，分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6根據(jù)控制裝置5的指令，經(jīng)過一定延時(shí)，打開高頻電磁閥，把正經(jīng)過空氣噴嘴的煤矸石吹到煤矸石輸送帶7上，若判定為煤，執(zhí)行機(jī)構(gòu)無動(dòng)作，物料自由落體落到煤輸送帶8上。

參照附圖2，所述輸送裝置1，由滾筒9、輸送膠帶10、托輥11、驅(qū)動(dòng)滾筒12構(gòu)成，環(huán)狀輸送膠帶10兩端分別繞在驅(qū)動(dòng)滾筒12和滾筒9，送膠帶10匹配若干個(gè)托輥11。

參照附圖3，所述分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)6由音速噴嘴13、高頻電磁閥14，儲(chǔ)氣罐15、空壓機(jī)17及若干連接管道16組成，作用是把空壓機(jī)11產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)音速噴嘴9高速噴出，沖擊要分揀的煤矸石使其偏離自由落體的軌跡，落入煤矸石輸送帶7上。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明實(shí)施例揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。