CN102778466B - 一种基于单放射源的煤炭灰分检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于单放射源的煤炭灰分检测装置，包括容器、检测器和电控机，容器包括煤样仓、漏斗和自动抽板，检测器包括中能伽玛源Cs-137、射线探测器和多道数据分析谱仪；中能伽玛源Cs-137发射的伽玛光子照射煤炭样品，射线探测器采集中能伽玛射线光谱信号，射线探测器的输出端连接多道数据分析谱仪的输入端，多道数据分析谱仪的输出端连接电控机。本发明利用多到数据分析谱仪接收中能伽玛射线光谱信号，通过分析所获取的32KeV的X射线吸收峰的变化检测煤炭的灰分含量，通过检测其全能峰及康普顿平台的变化检测煤炭的质量密度，通过质量密度来修正由于煤炭质量密度变化带来的影响，有效的提高了灰分测量的稳定性；且有效减少了低能放射源的使用，大量的节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭灰分检测装置，具体涉及一种基于单放射源的煤炭灰分检测装置。
背景技术
目前，在各种测量分析中，利用伽玛射线技术已经作为一项常规技术。它有其它分析技术所不具有的很多优点，例如利用穿透性强这一特点，伽玛射线多年前就被用于金属无损探伤以及煤炭中的灰分。近年来，伽玛射线相关的核测量技术应用更加广泛，例如其在水泥、煤、矿石等领域的应用。
申请号为201010558605.4的发明专利公开了一种三能煤炭灰分在线检测装置，该装置包括被测样品容器和检测部分；所述检测部分包括低能伽玛源Am241、中能伽玛源Cs137、溴化镧探测器、多道数据分析谱仪和硅漂移探测器；所述低能伽玛源Am241和中能伽玛源Cs 137发射的伽玛光子照射样品容器中的煤样，透过煤样的低中能伽玛射线被溴化镧探测器接收；所述溴化镧探测器的输出端连接多道数据分析谱仪的输入端；低能伽玛照射到煤样上，同时激发煤样中铁、钙、铝的特征X射线，所述硅漂移探测器采集该特征X射线；所述硅漂移探测器的输出端连接多道数据分析谱仪的输入端；所述多道数据分析谱仪的输出端还与工控机连接，在工控机控制下，将采集到的伽玛能谱信息和特征X光谱信息传给数据处理解谱***，由数据处理解谱***进行数据处理。该发明虽可以应用于入厂煤汽车来煤取样自动快速检测装置，不做旁路皮带，只在样品容器的后端直接稍作结构改动，即可安装检测，但是同一性很差，因此会导致测量结果出现严重偏差。
目前利用双能伽玛射线来检测煤炭中的灰成分的技术已很成熟，但由于传统双能伽玛技术，测量的只是源探轴线上的灰分，属单点测量，代表性差，如果物料均匀度不够，将会导致测量误差较大。并且更为严重的是放射源的使用受到的限制日益加剧，再加上低能伽玛源依赖于进口，成本高，供货周期无法及时保证。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于单放射源的煤炭灰分检测装置，利用多到数据分析谱仪接收中能伽玛射线光谱信号，通过分析所获取的32KeV的X射线吸收峰的变化检测煤炭的灰分含量，通过检测其全能峰及康普顿平台的变化检测煤炭的质量密度，通过质量密度来修正由于煤炭质量密度变化带来的影响，有效的提高了灰分测量的稳定性。不仅有效减少了低能放射源的使用，同时能够大量的节约成本。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
一种基于单放射源的煤炭灰分检测装置，所述检测装置包括容器、检测器和电控机，所述容器包括煤样仓、漏斗和位于所述煤样仓底部的自动抽板，所述自动抽板与所述煤样仓的轴向垂直，所述自动抽板连接自动卸灰控制***，所述检测器包括中能伽玛源Cs-137、射线探测器和多道数据分析谱仪；所述中能伽玛源Cs-137发射的伽玛光子照射煤样仓中的煤炭样品，所述射线探测器采集透过煤炭样品的中能伽玛射线光谱信号，所述射线探测器的输出端连接所述多道数据分析谱仪的输入端，所述多道数据分析谱仪的输出端连接所述电控机。
所述煤样仓顶部设有连接采样机弃样出口的测量位入口，其下部设有连接自动卸灰控制***的测量位出口。
所述中能伽玛源Cs-137放置于源防护体内，所述源防护体内设有准直孔，所述准直孔与所述射线探测器的中心轴线在同一水平线上，所述准直孔的孔深为5～6cm，孔径为1cm。
所述源防护***于所述煤样仓的一侧，所述射线探测器位于所述煤样仓的另一侧。
所述源防护体的内部为铅，所述铅的厚度大于6cm。
所述源防护体外壳的厚度为1cm，所述外壳是由碳含量为0.10%、硅含量为0.08%、锰含量为0.065%、磷含量为0.030%、硫含量为0.018%、铬含量为15.6%、余量为铁的合金制备，所述的百分数为重量百分数。
所述准直孔内置有薄片，所述中能伽玛源Cs-137置于所述薄片上，其与所述准直孔的孔口的距离为0.5cm，所述薄片与所述准直孔底部的距离为0.1mm。所述薄片为玻璃纤维或聚乙烯熟料片。
所述中能伽玛源Cs-137发射的伽玛光子照射煤样仓中的煤炭样品产生32KeV的X射线。
所述电控机包括主控***、电源、数据处理及解谱***、显示***和信号传输***；所述多道数据分析谱仪的输出端连接所述信号传输***；所述主控***将多道数据分析谱仪处理后的信号通过所述信号传输***传输给数据处理及解谱***。
所述多道数据分析谱仪对采集的信号进行A/D转换和数字信号分析，所述数据处理及解谱***分析所述32KeV的X射线的吸收峰得到煤炭灰分响应，分析中能伽玛射线600KeV全能峰得到煤炭的质量厚度响应，所述煤炭灰分含量和质量厚度响应均通过显示***进行在线显示。
所述自动卸灰控制***包括自动卸灰阀、减速器和螺旋电机，所述自动卸灰阀为星形卸灰阀，包括壳体、叶轮和端盖；所述螺旋电机通过联轴带动所述叶轮转动，将所述壳体上部的物料均匀带到下部。
所述射线探测器与所述多道数据分析谱仪之间连接有放大器，所述射线探测器为碘化钠闪烁探测器或溴化镧探测器，所述放大器为光电倍增管。
所述煤样仓通过漏斗采集煤样的时间间隔为0.5～2分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明采用单一放射源替代了双能伽玛灰分仪的两个放射源的功能，有效的节约了资源，同时也大量的节约了成本；
2.中能伽玛源Cs-137既充当低能伽玛源来检测煤炭中高Z元素的吸收，又充当中能伽玛源来检测煤炭的质量厚度；
3.利用中能伽玛源Cs137产生的32KeV的X射线充当低能放射源，利用32KeV的X射线穿过煤炭的吸收来检测煤炭中的灰分响应；
4.本发明利用中能伽玛源Cs137产生的600KeV的全能峰及其康普顿平台的吸收来检测煤炭的质量厚度响应，补偿由于密度或者厚度变化带来的影响；
5.本发明可应用于入场煤汽车来煤取样自动快速检测置，不做旁路皮带，只在样品容器的后端直接稍作结构改动，即可安装检测。
附图说明
图1是基于单放射源的煤炭灰分检测装置实施例结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1，一种基于单放射源的煤炭灰分检测装置，所述检测装置包括容器、检测器和电控机，所述容器包括煤样仓、漏斗和位于所述煤样仓底部的自动抽板，所述自动抽板与所述煤样仓的轴向垂直，所述自动抽板连接自动卸灰控制***，所述检测器包括中能伽玛源Cs-137、射线探测器和多道数据分析谱仪；所述中能伽玛源Cs-137发射的伽玛光子照射煤样仓中的煤炭样品，所述射线探测器采集透过煤炭样品的中能伽玛射线光谱信号，所述射线探测器的输出端连接所述多道数据分析谱仪的输入端，所述多道数据分析谱仪的输出端连接所述电控机。
所述煤样仓顶部设有连接采样机弃样出口的测量位入口，其下部设有连接自动卸灰控制***的测量位出口。
所述中能伽玛源Cs-137放置于源防护体内，所述源防护体内设有准直孔，所述准直孔与所述射线探测器的中心轴线在同一水平线上，所述准直孔的孔深为5～6cm，孔径为1cm。
所述源防护***于所述煤样仓的一侧，所述射线探测器位于所述煤样仓的另一侧。
所述源防护体的内部为铅，所述铅的厚度大于6cm。
所述源防护体外壳的厚度为1cm，所述外壳是由碳含量为0.10%、硅含量为0.08%、锰含量为0.065%、磷含量为0.030%、硫含量为0.018%、铬含量为15.6%、余量为铁的合金制备，所述的百分数为重量百分数。
所述准直孔内置有薄片，所述中能伽玛源Cs-137置于所述薄片上，其与所述准直孔的孔口的距离为0.5cm，所述薄片与所述准直孔底部的距离为0.1mm。所述薄片为玻璃纤维或聚乙烯熟料片。
所述中能伽玛源Cs-137发射的伽玛光子照射煤样仓中的煤炭样品产生32KeV的X射线。
所述电控机包括主控***、电源、数据处理及解谱***、显示***和信号传输***；所述多道数据分析谱仪的输出端连接所述信号传输***；所述主控***将多道数据分析谱仪处理后的信号通过所述信号传输***传输给数据处理及解谱***。
所述多道数据分析谱仪对采集的信号进行A/D转换和数字信号分析，所述数据处理及解谱***分析所述32KeV的X射线的吸收峰得到煤炭灰分响应，分析中能伽玛射线600KeV全能峰得到煤炭的质量厚度响应，所述煤炭灰分含量和质量厚度响应均通过显示***进行在线显示。
所述自动卸灰控制***包括自动卸灰阀、减速器和螺旋电机，所述自动卸灰阀为星形卸灰阀，包括壳体、叶轮和端盖；所述螺旋电机通过联轴带动所述叶轮转动，将所述壳体上部的物料均匀带到下部。
所述射线探测器与所述多道数据分析谱仪之间连接有放大器，所述射线探测器为碘化钠闪烁探测器或溴化镧探测器，所述放大器为光电倍增管。
所述煤样仓通过漏斗采集煤样的时间间隔为0.5～2分钟。
综上所述，本发明利用多到数据分析谱仪接收中能伽玛射线光谱信号，通过分析所获取的32KeV的X射线吸收峰的变化检测煤炭的灰分含量，通过检测其全能峰及康普顿平台的变化检测煤炭的质量密度，通过质量密度来修正由于煤炭质量密度变化带来的影响，有效的提高了灰分测量的稳定性；且有效减少了低能放射源的使用，大量的节约成本。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种基于单放射源的煤炭灰分检测装置，所述检测装置包括容器、检测器和电控机，其特征在于：所述容器包括煤样仓、漏斗和位于所述煤样仓底部的自动抽板，所述自动抽板与所述煤样仓的轴向垂直，所述自动抽板连接自动卸灰控制***，所述检测器包括中能伽玛源Cs-137、射线探测器和多道数据分析谱仪；所述中能伽玛源Cs-137发射的伽玛光子照射煤样仓中的煤炭样品，所述射线探测器采集透过煤炭样品的中能伽玛射线光谱信号，所述射线探测器的输出端连接所述多道数据分析谱仪的输入端，所述多道数据分析谱仪的输出端连接所述电控机；
所述煤样仓顶部设有连接采样机弃样出口的测量位入口，其下部设有连接自动卸灰控制***的测量位出口；
所述中能伽玛源Cs-137放置于源防护体内，所述源防护体内设有准直孔，所述准直孔与所述射线探测器的中心轴线在同一水平线上，所述准直孔的孔深为5～6cm，孔径为1cm；
所述源防护***于所述煤样仓的一侧，所述射线探测器位于所述煤样仓的另一侧；
所述源防护体的内部为铅，所述铅的厚度大于6cm；
所述源防护体外壳的厚度为1cm，所述外壳是由碳含量为0.10％、硅含量为0.08％、锰含量为0.065％、磷含量为0.030％、硫含量为0.018％、铬含量为15.6％、余量为铁的合金制备，上述的百分数为重量百分数；
所述准直孔内置有薄片，所述中能伽玛源Cs-137置于所述薄片上，其与所述准直孔的孔口的距离为0.5cm，所述薄片与所述准直孔底部的距离为0.1mm；
所述薄片为玻璃纤维或聚乙烯熟料片；
所述中能伽玛源Cs-137发射的伽玛光子照射煤样仓中的煤炭样品产生32KeV的X射线；
所述电控机包括主控***、电源、数据处理及解谱***、显示***和信号传输***；所述多道数据分析谱仪的输出端连接所述信号传输***；所述主控***将多道数据分析谱仪处理后的信号通过所述信号传输***传输给数据处理及解谱***；
所述多道数据分析谱仪对采集的信号进行A/D转换和数字信号分析，所述数据处理及解谱***分析所述32KeV的X射线的吸收峰得到煤炭灰分响应，分析中能伽玛射线600KeV全能峰得到煤炭的质量厚度响应，所述煤炭灰分含量和质量厚度响应均通过显示***进行在线显示；
所述自动卸灰控制***包括自动卸灰阀、减速器和螺旋电机，所述自动卸灰阀为星形卸灰阀，包括壳体、叶轮和端盖；所述螺旋电机通过联轴带动所述叶轮转动，将所述壳体上部的物料均匀带到下部；
所述射线探测器与所述多道数据分析谱仪之间连接有放大器，所述射线探测器为碘化钠闪烁探测器或溴化镧探测器，所述放大器为光电倍增管；
所述煤样仓通过漏斗采集煤样的时间间隔为0.5～2分钟。
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