典型文献
融合近红外光谱的煤岩界面分布感知研究
文献摘要：
近红外波段反射光谱能够基于煤岩本质物质属性不同所引起的反射光谱特征差异进行煤岩区分,识别精度高,实时性好,但尚未用于煤岩界面位置分布识别.针对采煤机记忆截割在后续截割循环中对煤岩界面自主判定的实际需求,研究了基于近红外反射光谱技术的煤岩界面分布感知技术.采用气煤、炭质泥页岩切割块样搭建了煤壁煤岩界面台架,设计了光纤准直镜-卤钨聚光光源一体式光谱探头并安装于采煤机机身,在采煤机0,3,7m/s 3种行走速度和光谱探头3,4,5,6°/s 4种扫描角速度下,测定了煤岩界面附近煤岩的近红外波段(1 000～2 500 nm)后向反射光谱曲线.对于光谱探头在煤壁上每条扫描轨迹中采集的所有反射光谱,在2 150～2 250 nm差异性特征波段,基于余弦距离模糊C均值聚类(CFCM)进行煤岩反射光谱无监督识别,根据每条扫描轨迹上各位置探测结果,基于高度差权重法和扫描轨迹方程确定煤岩界面点理论探测位置.研究结果表明:在采煤机和光谱探头每种运动状态下,光纤准直镜-卤钨聚光光源一体式光谱探头所采集气煤、炭质泥页岩近红外波段后向反射光谱均具有1 400,1 900,2 200 nm附近明显的差异性吸收谷谱带,随着探测入射角增大,煤岩反射光谱曲线均呈下降趋势;同种采煤机行走速度下,随着光谱探头扫描角速度增大,以及同种光谱探头扫描角速度下,随着采煤机行走速度增大,煤岩反射光谱曲线整体均趋于平缓;基于CFCM、高度差权重法、煤壁扫描轨迹方程可实现采煤机和光谱探头运动状态下煤岩界面点的快速精确探测,其中光谱探头3,4,5 °/s 3种扫描角速度下煤岩界面点探测结果的均方根误差不超过1.5 cm,为近红外反射光谱技术应用于煤岩界面分布的精确高效感知提供了参考.
文献关键词：
采煤机记忆截割;煤岩界面分布;近红外反射光谱;后向反射;反射光谱无监督识别;模糊C均值聚类;高度差权重法
中图分类号：
作者姓名：
杨恩;王世博;宣统
作者机构：
江苏建筑职业技术学院智能制造学院,江苏 徐州 221116;中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州 221116;上海空间电源研究所,上海 200245
文献出处：
引用格式：
[1]杨恩;王世博;宣统-.融合近红外光谱的煤岩界面分布感知研究)[J].工矿自动化,2022(07):22-31,42
A类：
煤岩界面分布,后向反射,CFCM,反射光谱无监督识别,高度差权重法
B类：
近红外光谱,分布感知,感知研究,近红外波段,物质属性,光谱特征,特征差异,识别精度,未用,界面位置,位置分布,采煤机记忆截割,环中,近红外反射光谱,光谱技术,感知技术,气煤,炭质,泥页岩,煤壁,台架,光纤,准直镜,聚光,光源,一体式,光谱探头,机身,7m,行走速度,扫描角,角速度,光谱曲线,壁上,扫描轨迹,特征波段,余弦距离,距离模糊,均值聚类,各位,轨迹方程,面点,测位,运动状态,集气,入射角,精确探测,点探测,高效感知
AB值：
0.17745
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