鐵精礦在線分析軟件與通信系統(tǒng)研究.pdf

1、在鐵精礦的選礦生產(chǎn)過(guò)程中，精礦含量要求在一定范圍內(nèi)，否則被視為不合格產(chǎn)品。所以鐵精礦品位的在線檢測(cè)是選礦生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，及時(shí)檢測(cè)出產(chǎn)品中鐵的品位及其變化情況，并及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，就可以保證鐵精礦的質(zhì)量，減少尾礦中產(chǎn)品的流失，可以提高產(chǎn)品合格率。到目前為止，鐵精礦品位的在線分析仍然是選礦工藝中還未解決的技術(shù)難題。 在鐵精礦在線品位測(cè)量方法中，主要有γ透射法和X熒光方法。采用γ透射法進(jìn)行鐵礦漿品位在線測(cè)量，需要在被測(cè)漿液厚度固

2、定，而工廠的礦漿厚度是不可能恒定的。所以在鐵精礦品位測(cè)量時(shí)，X熒光方法應(yīng)用更為廣泛。 本文所研究設(shè)計(jì)的鐵精礦在線分析系統(tǒng)是利用X熒光分析技術(shù)對(duì)工廠生產(chǎn)的鐵精礦元素含量進(jìn)行在線檢測(cè)，采用CAN總線通信技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信和根據(jù)面向?qū)ο缶幊趟枷氩捎肙t實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)解譜軟件設(shè)計(jì)的在線分析系統(tǒng)。系統(tǒng)由能量色散X熒光儀、皮帶式測(cè)控傳輸系統(tǒng)、CAN總線通信系統(tǒng)、CAN轉(zhuǎn)USB接口卡及計(jì)算機(jī)及其解譜軟件組成。采用皮帶測(cè)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鐵精礦的采樣、制樣

3、以及送樣等，將礦石通過(guò)球磨機(jī)制成極細(xì)的礦粉，將粉末壓成圓形樣品，通過(guò)傳送帶，將樣品送到X熒光測(cè)量處，由能量色散X熒光儀進(jìn)行測(cè)量。整個(gè)過(guò)程只需要三分鐘左右，滿足生產(chǎn)要求，并且有效的避免了粒度對(duì)鐵精礦測(cè)量的影響。 在X熒光解譜分析方面，本文通過(guò)X熒光實(shí)測(cè)譜是由所含元素的各單元素譜按比例組成的這一思想，采用了多元線性回歸分析方法求取各比例系數(shù)，得到分解譜。然后對(duì)分解譜進(jìn)行峰面積計(jì)算。在譜分析中，采用了濾噪聲譜光滑技術(shù)，頻域?yàn)V本底技術(shù)和

4、對(duì)稱零面積尋峰技術(shù)。在工作曲線確定方面，根據(jù)鐵精礦在線測(cè)量的影響因素，鐵對(duì)鈦的特征X射線的吸收作用，以及鐵精礦中的水對(duì)原級(jí)X射線的散射造成對(duì)待測(cè)元素計(jì)數(shù)率的影響，采用多元線性回歸分析法，對(duì)鐵精礦含量計(jì)算給予修正，提高了測(cè)量準(zhǔn)確度。 在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信方面，本文采用了抗干擾性好，傳輸距離遠(yuǎn)的控制局域網(wǎng)(Control Area Network)進(jìn)行通信。本文通過(guò)對(duì)CAN總線協(xié)議原理的理解與分析，采用獨(dú)立CAN控制器SJA1000、高性

5、能單片機(jī)Atmega64以及并轉(zhuǎn)USB芯片F(xiàn)T245BM，設(shè)計(jì)出CAN轉(zhuǎn)USB接口卡。在本文中詳細(xì)闡述了CAN-USB接口卡的CAN通信模塊及USB模塊等硬件電路設(shè)計(jì)與分析。在接口卡的CAN通信程序方面，本文詳細(xì)講解了SJA1000初始化及程序流程。該接口卡與計(jì)算機(jī)上的USB-CAN通信軟件一起，組成了CAN總線通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與CAN節(jié)點(diǎn)的雙向通信。在解譜軟件編寫(xiě)方面，本文在Linux操作系統(tǒng)下采用Qt Designer開(kāi)

6、發(fā)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。在軟件設(shè)計(jì)中，采用多線程設(shè)計(jì)的思想，將程序劃分為兩個(gè)線程，數(shù)據(jù)采集線程和譜數(shù)據(jù)顯示及處理線程。后者包括譜數(shù)據(jù)顯示模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、解譜模塊和CAN轉(zhuǎn)USB通信模塊。譜顯示模塊負(fù)責(zé)顯示X熒光譜能譜圖以及實(shí)現(xiàn)解譜軟件的中光標(biāo)的左右移動(dòng)及縮放等常用功能；參數(shù)設(shè)置模塊負(fù)責(zé)接收用戶對(duì)解譜及X熒光測(cè)量的設(shè)置要求。本文對(duì)每個(gè)模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行了講解，也對(duì)Qt界面設(shè)計(jì)、Qt中多線程編程以及Linux串口編程通信方式做了詳細(xì)講解，并且設(shè)計(jì)出具

7、有友好操作界面、操作便捷以及功能較完備的解譜軟件。在USB-CAN通信軟件的設(shè)計(jì)中，根據(jù)對(duì)CAN總線幀的分析，設(shè)計(jì)出CAN總線協(xié)議分析軟件，實(shí)現(xiàn)了從CAN總線數(shù)據(jù)幀中提取所需數(shù)據(jù)。 本文的研究是對(duì)在線X熒光測(cè)量的一項(xiàng)補(bǔ)充，將在線x熒光測(cè)量中引入CAN總線通信系統(tǒng)以及Linux下的Qt軟件設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)出自動(dòng)解譜測(cè)量軟件，將促進(jìn)在線分析系統(tǒng)的發(fā)展。試驗(yàn)表明，本方法測(cè)定鐵精礦中TFe、TiO2含量的平均相對(duì)誤差分別1.39％和0.09