1.一種基于激光誘導擊穿光譜的廢舊礦石分選方法，其特征在于該方法包括以下步
驟：1)首先將原始礦石經過破碎和過濾，對礦石體積進行篩選；2)傳送帶上運輸的礦石樣品
在進行LIBS檢測之前，需要利用激光投影法檢測樣品的外觀形貌，根據所獲取的樣品高度
信息調節LIBS檢測系統中聚焦透鏡的高度，根據所獲取的樣品輪廓信息調節LIBS檢測系統
中掃描振鏡的掃描范圍；3)LIBS檢測裝置將一束高能量脈沖激光分成能量相等的四束激
光，其中每兩束激光為一組，分別用于樣品上表面和下表面的分析，單束激光經過掃描振鏡
和聚焦透鏡對樣品進行線陣掃描和聚焦，獲取樣品原子發射光譜信號；4)針對獲取的光譜
信號利用權值判定方法或模式識別方法進行數據處理，判斷樣品礦物含量屬性。
2.一種基于激光誘導擊穿光譜的廢舊礦石分選裝置，該裝置包括：礦石粉碎機(1)、過
濾器(2)、傳送裝置(3)、樣品形貌檢測系統(4)、LIBS檢測系統(5)、機械分選與礦石收集系
統(6)及測控系統(7)，其中礦石粉碎機(1)將礦石粉碎成小塊礦石，經過濾器(2)對礦石形
狀進行篩選后，在傳送裝置(3)的運送下，經過樣品形貌檢測系統(4)獲取礦石樣品表面特
征，再經過LIBS檢測系統(5)獲取礦石樣品礦物含量信息，根據礦物含量信息由機械分選與
礦石收集系統(6)對礦石進行分選，測控系統(7)在礦石分選過程中負責對裝置各功能部件
進行統一協調控制；樣品形貌檢測系統(4)基于激光投影法采集樣品上表面形貌信息；LIBS
檢測系統(5)具有激光分束、振鏡掃描、多路光譜信號原位采集以及基于模式識別技術的數
據分析功能，可以實現對礦石樣品表面的快速、準確的面陣掃描分析。
3.根據權利要求2所述的一種基于激光誘導擊穿光譜的廢舊礦石分選裝置，其特征在
于：所述的傳送裝置(3)由兩條傳送帶組成，兩條傳送帶之間的間隔可調整為不會使礦石樣
品掉落，且當樣品通過兩條傳送帶之間的縫隙時，會裸露出下表面，用于LIBS檢測系統對礦
石下表面的分析。
4.根據權利要求2所述的一種基于激光誘導擊穿光譜的廢舊礦石分選裝置，其特征在
于：所述的樣品形貌檢測系統(4)包括激光投影儀、CCD相機和數據處理系統，激光投影儀將
一條狹窄光帶投影到樣品表面，在樣品表面呈現出與樣品形貌相關的曲線，利用CCD相機采
集該曲線的數字圖像，再經過數字處理系統對采集的數字圖像進行分析，獲取樣品表面形
貌信息。
5.根據權利要求2所述的一種基于激光誘導擊穿光譜的廢舊礦石分選裝置，其特征在
于：所述的LIBS檢測系統(5)包括分束子系統、掃描與聚焦子系統、光譜信號采集子系統和
數據分析子系統。
6.根據權利要求5所述的一種基于激光誘導擊穿光譜的廢舊礦石分選裝置，其特征在
于：所述的分束子系統包括3個能量分束比為1:1的分束鏡和1個反射鏡，初始激光經過第一
分束鏡變換為兩束能量相等的第一激光和第二激光，其中第一激光傳輸路徑與初始激光相
同，第一激光經過第一分束鏡后入射至第二分束鏡，再次變換為兩束能量相等的第三激光
和第四激光，兩束激光傳播路徑呈90°夾角，且所構成的平面平行于樣品表面所在平面，其
中第二激光傳輸路徑垂直于樣品表面所在平面入射至反射鏡，經過反射鏡后第二激光傳輸
路徑變換為平行于初始激光傳輸路徑，入射至第三分束鏡，第二激光經第三分束鏡變換為
兩束能量相等的第五激光和第六激光，兩束激光傳播路徑呈90°夾角，且所構成的平面平行
于樣品表面所在平面，最終初始激光經3個分束鏡和1個反射鏡被分成4束能量相等的激光，
入射至掃描與聚焦子系統。
7.根據權利要求5所述的一種基于激光誘導擊穿光譜的廢舊礦石分選裝置，其特征在
于：所述的掃描與聚焦子系統包括4組掃描聚焦光路，每組光路由1個掃描振鏡和1個聚焦鏡
組成，其中掃描振鏡通過改變偏置電流，調節掃描振鏡的反射角，實現對樣品表面的線陣掃
描。
8.根據權利要求5所述的一種基于激光誘導擊穿光譜的廢舊礦石分選裝置，其特征在
于：所述的光譜信號采集子系統包括4組光路，每組光路包括聚焦鏡、掃描振鏡、打孔反射鏡
和光纖探頭，特征光譜以點光源形式向外發射，入射至聚焦鏡變換為平行光，平行光入射至
打孔反射鏡改變傳輸光路并入射至光纖探頭；4組光路的光纖探頭連接4路光纖，4路光纖通
過熔接匯聚成1路光纖，并接入分光檢測器用于探測特征光譜信號；分光檢測器可以選用以
下兩種方案之一或組合：方案一，分光器選用濾光片，檢測器件選用光電倍增管；方案二，分
光器選用光柵，檢測器選用CCD。
9.根據權利要求8所述的一種基于激光誘導擊穿光譜的廢舊礦石分選裝置，其特征在
于：所述的數據分析子系統通過USB數據接口接收光譜信號采集子系統獲取的光譜數據，分
光檢測器采用方案一時，數據分析子系統統計各個帶狀光譜的信號強度I
i，并與系統預先
設定的帶狀光譜權重值f
i進行乘積運算，按照以下公式計算統計結果：
![]()
比較統計結果k與系統設定的判別閾值k
0，如果k>k
0，認定當前樣品為高品位礦石，如果
k<k
0，認定當前樣品為低品位廢石；當分光檢測器采用方案二時，數據分析子系統針對不同
已知品位的礦石光譜信號進行訓練，基于PLS和SVM兩種模式識別方法建立訓練集，以未知
礦石樣品的譜圖為驗證集，通過統計歸類的方法對礦石品位進行分類，并將分類結果與系
統設定的判別閾值進行比較，高于判別閾值的樣品認定為高品位礦石，低于判別閾值認定
為低品位廢石。
10.根據權利要求5所述的一種基于激光誘導擊穿光譜的廢舊礦石分選裝置，其特征在
于：所述的數據分析子系統具備背景扣除功能，首先采集空氣和傳送帶的背景光譜，當掃描
范圍出現偏差時，激光會擊穿空氣或傳送帶獲取到非礦石樣品光譜信號，通過與背景光譜
的相似度比對判別當前光譜是否為有效光譜，避免光譜信號的干擾。
11.根據權利要求2所述的一種基于激光誘導擊穿光譜的廢舊礦石分選裝置，其特征在
于：所述的機械分選與礦石收集系統包括兩個電磁開關、一個機械轉動擋板和兩個礦石收
集槽，機械分選與礦石收集系統根據礦石樣品LIBS檢測結果，控制兩個電磁開關的通斷，將
礦石樣品分別輸送到高品位礦石收集槽和低品位廢石收集槽。
12.根據權利要求2所述的一種基于激光誘導擊穿光譜的廢舊礦石分選裝置，其特征在
于：所述的測控系統主要為粉碎機、傳送裝置、樣品形貌檢測系統、LIBS檢測系統和機械分
選與礦石收集系統提供控制信號，實現同步工作。
