本發(fā)明涉及稀土冶煉，具體為一種稀土冶煉用在線icp光譜在線檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、稀土冶煉是指從稀土礦中提取所需稀土成分，并在一定程度上進(jìn)行分離和純化的過程，稀土冶煉過程需要對(duì)各個(gè)階段的工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控管理，對(duì)萃取分離過程中離子組分含量進(jìn)行檢測(cè)分析，各監(jiān)控含量參數(shù)的測(cè)量方法主要有離線檢測(cè)、軟測(cè)量檢測(cè)和在線檢測(cè)。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，由于樣品輸送會(huì)出現(xiàn)樣品管堵塞和鹽析出的問題，且樣品無法實(shí)時(shí)可調(diào)的進(jìn)行稀釋，導(dǎo)致稀土冶煉的自動(dòng)化檢測(cè)無法實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在使用ipc光譜進(jìn)行樣品檢測(cè)時(shí)，稀土樣品中濃度較低的元素存在無法被檢測(cè)出的問題，導(dǎo)致稀土檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性不足，無法滿足元素組分高精度分析的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種稀土冶煉用在線icp光譜在線檢測(cè)系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種稀土冶煉用在線icp光譜在線檢測(cè)系統(tǒng)，包括樣品獲取單元、樣品檢測(cè)單元和數(shù)據(jù)管理單元；

4、所述樣品獲取單元用于獲取稀土萃取過程中的原料，采集可溶性的溶液樣品，稀釋獲取檢測(cè)溶液；

5、所述樣品檢測(cè)單元用于對(duì)處理后的樣品檢測(cè)，獲取不同的單色光數(shù)據(jù)，將檢測(cè)的光譜數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)管理單元；

6、所述數(shù)據(jù)管理單元用于對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，繪制特征譜線，獲取稀土元素檢測(cè)結(jié)果，將稀土元素檢測(cè)結(jié)果與測(cè)定的已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，判定測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性；

7、所述數(shù)據(jù)管理單元包括數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)分析模塊；

8、所述數(shù)據(jù)處理模塊用于接收檢測(cè)的光譜數(shù)據(jù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；

9、所述數(shù)據(jù)分析模塊用于對(duì)測(cè)量偏差進(jìn)行校正，采集所有元素的光譜信息，提取特征波長(zhǎng)信號(hào)，獲取實(shí)際元素的光譜信息。

10、優(yōu)選的，所述樣品獲取單元包括樣品采集模塊、樣品稀釋模塊和濃度檢測(cè)模塊；

11、所述樣品采集模塊用于自動(dòng)采集稀土萃取過程中的原料，對(duì)原料進(jìn)行處理獲得樣品溶液；

12、所述樣品稀釋模塊用于使用稀釋劑對(duì)超出設(shè)定范圍的樣品溶液進(jìn)行稀釋，獲得稀釋溶液；

13、所述濃度檢測(cè)模塊用于對(duì)稀釋溶液濃度進(jìn)行檢測(cè)，判定濃度是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

14、優(yōu)選的，所述樣品稀釋模塊中的稀釋劑為稀酸溶液。

15、優(yōu)選的，所述樣品檢測(cè)單元包括樣品進(jìn)樣模塊、光譜分解模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊；

16、所述樣品進(jìn)樣模塊用于將樣品溶液霧化為細(xì)小的液滴，使用傳輸動(dòng)力對(duì)樣品進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸進(jìn)入icp炬管，在icp炬管的高溫、高電子密度等離子體中，樣品液滴形成原子和離子；

17、所述光譜分解模塊用于使用單色器負(fù)責(zé)將原子和離子發(fā)出的光按波長(zhǎng)分散成光譜，將復(fù)合光分解為不同波長(zhǎng)的單色光，經(jīng)過單色器分散后的光譜，通過出射狹縫照射到檢測(cè)器上；

18、所述數(shù)據(jù)傳輸模塊用于使用檢測(cè)器將光譜的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)管理單元。

19、優(yōu)選的，所述樣品進(jìn)樣模塊的傳輸動(dòng)力為惰性壓縮氣體。

20、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)管理單元還包括譜線繪制模塊和結(jié)果輸出模塊；

21、所述譜線繪制模塊用于將獲取的實(shí)際元素光譜信息，識(shí)別不同元素的特征譜線，繪制對(duì)應(yīng)測(cè)定元素的譜線圖；

22、所述結(jié)果輸出模塊用于使用計(jì)算公式計(jì)算對(duì)應(yīng)元素的含量，獲取檢測(cè)結(jié)果，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液含量，與檢測(cè)結(jié)果對(duì)比，判定檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，將準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)輸出。

23、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析模塊包括偏差校正模塊、特征提取模塊和譜線信息獲取模塊；

24、所述偏差校正模塊用于獲取光譜間的相似性，校正光譜測(cè)量偏差，擬合出原始光譜缺失的數(shù)據(jù)點(diǎn)；

25、所述特征提取模塊通過小波變換提取光譜的數(shù)據(jù)特征，獲取所有元素的光譜特征，選取元素波長(zhǎng)；

26、所述譜線信息獲取模塊用于分離待測(cè)元素和干擾元素譜線，獲取實(shí)際元素的光譜信息。

27、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理包括對(duì)信號(hào)進(jìn)行背景扣除和噪聲濾波操作。

28、優(yōu)選的，所述結(jié)果輸出模塊中對(duì)應(yīng)元素的含量計(jì)算公式如下：

29、

30、其中，m表示樣品中元素，ρj表示待測(cè)元素標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量濃度，ρi表示待測(cè)元素的質(zhì)量濃度，∑ρi表示各待測(cè)元素的質(zhì)量濃度之和，v表示樣品溶液體積。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

32、本發(fā)明通過樣品采集模塊對(duì)樣品進(jìn)行處理，獲取稀釋溶液，稀釋溶液通過樣品進(jìn)樣模塊被霧化成為細(xì)小的液滴，使用惰性壓縮氣體對(duì)樣品進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，實(shí)現(xiàn)毫升級(jí)樣品的百米傳輸功能，防止出現(xiàn)樣品管堵塞及鹽類析出的問題，提高了樣品的輸送效果，樣品進(jìn)入icp炬管，檢測(cè)獲得光譜數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊接收檢測(cè)的光譜數(shù)據(jù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，利用數(shù)據(jù)分析模塊獲取光譜間的相似性，對(duì)光譜測(cè)量偏差進(jìn)行校正，擬合出原始光譜缺失的原始點(diǎn)，防止部分元素含量較低被忽略，導(dǎo)致元素檢測(cè)結(jié)果受到影響，提取光譜的數(shù)據(jù)特征，選取測(cè)量元素波長(zhǎng)，將待測(cè)元素和干擾元素譜線分離，獲取實(shí)際元素的光譜信息，對(duì)不同元素的特征譜線進(jìn)行識(shí)別，繪制譜線圖，計(jì)算出不同元素的含量，可實(shí)時(shí)獲取檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)稀土元素含量的在線檢測(cè)，保證稀土冶煉過程中的產(chǎn)品質(zhì)量和成本指標(biāo)。

技術(shù)特征：

1.一種稀土冶煉用在線icp光譜在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括樣品獲取單元(1)、樣品檢測(cè)單元(2)和數(shù)據(jù)管理單元(3)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土冶煉用在線icp光譜在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述樣品獲取單元(1)包括樣品采集模塊(11)、樣品稀釋模塊(12)和濃度檢測(cè)模塊(13)；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種稀土冶煉用在線icp光譜在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述樣品稀釋模塊(12)中的稀釋劑為稀酸溶液。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土冶煉用在線icp光譜在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述樣品檢測(cè)單元(2)包括樣品進(jìn)樣模塊(21)、光譜分解模塊(22)和數(shù)據(jù)傳輸模塊(23)；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種稀土冶煉用在線icp光譜在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述樣品進(jìn)樣模塊(21)的傳輸動(dòng)力為惰性壓縮氣體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土冶煉用在線icp光譜在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)管理單元(3)還包括譜線繪制模塊(33)和結(jié)果輸出模塊(34)；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土冶煉用在線icp光譜在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)分析模塊(32)包括偏差校正模塊(321)、特征提取模塊(322)和譜線信息獲取模塊(323)；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土冶煉用在線icp光譜在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理模塊(31)對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理包括對(duì)信號(hào)進(jìn)行背景扣除和噪聲濾波操作。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種稀土冶煉用在線icp光譜在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述結(jié)果輸出模塊(34)中對(duì)應(yīng)元素的含量計(jì)算公式如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種稀土冶煉用在線ICP光譜在線檢測(cè)系統(tǒng)，涉及稀土冶煉技術(shù)領(lǐng)域，包括樣品獲取單元、樣品檢測(cè)單元和數(shù)據(jù)管理單元。本發(fā)明通過樣品采集模塊對(duì)樣品進(jìn)行處理，獲取稀釋溶液，使用惰性壓縮氣體對(duì)樣品進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，防止出現(xiàn)樣品管堵塞及鹽類析出的問題，樣品進(jìn)入ICP炬管，檢測(cè)獲得光譜數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊接收檢測(cè)的光譜數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)分析模塊獲取光譜間的相似性，對(duì)光譜測(cè)量偏差進(jìn)行校正，提取光譜的數(shù)據(jù)特征，選取測(cè)量元素波長(zhǎng)，獲取實(shí)際元素的光譜信息，對(duì)不同元素的特征譜線進(jìn)行識(shí)別，繪制譜線圖，計(jì)算出不同元素的含量，可實(shí)時(shí)獲取檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)稀土元素含量的在線檢測(cè)，保證稀土冶煉過程中的產(chǎn)品質(zhì)量和成本指標(biāo)。

技術(shù)研發(fā)人員：韓乃旭,陳文斌,孫晶晶,鄭佳平,盧水淼,夏曉峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江青科質(zhì)譜儀器創(chuàng)新有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/28