DE19910361A1 - Analysis of a continuously moving, crude mineral solids stream, e.g. bulk coal ash content determination - Google Patents

Abstract

A moving layer of raw material (7), e.g. coal, (7) passes through a beam (9) of 50-295 keV continuous spectrum gamma radiation, which is detected by a two channel, monitoring unit (4) which integrates the transmitted radiation energies over fixed time intervals, e.g. 10 seconds. First channel records 50-70 keV energy and the second channel records 70-295 keV energy.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung von physikalisch-chemischen Parametern in einem sich bewegen­ den Strom eines bergbaulichen Rohstoffes und eine Anlage zur Realisierung dieses Verfahrens, das auf der Durch­ leuchtung dieses Stroms mit Gammastrahlenbündeln niedri­ ger und mittlerer Quantenenergie beruht.The invention relates to a method for measuring moving physico-chemical parameters in one the electricity of a mining raw material and a plant to implement this procedure, which is based on Illumination of this current with gamma-ray bundles low low and medium quantum energy.

Für die laufende Messung des Aschengehalts gemäß einem radiometrischen Doppelenergie-Transmissionsverfahren sind die australischen Anlagen vom Typ COALSCAN bekannt. Das eine hierbei angewandte, die Kohlenschicht durchleuch­ tende Strahlenbündel umfaßt die niederenergetische Strahlung einer Americium 241-Quelle mit einer Quanten­ energie von E₁ = 60 keV und die hochenergetische Strah­ lung einer Cäsium 137-Quelle mit einer Quantenenergie von E₂ = 660 keV. Der Nachteil dieser bekannten Anlagen und des dabei verwendeten Meßverfahrens ist die durch die im Strahlenbündel vorkommende Strahlung mit hoher Energie gegebene Gefahr. Außerdem besteht ein Nachteil darin, daß bei diesen Anlagen die Strahlungen mit den um 600 keV unterschiedlichen Quantenenergien mittels eines gemein­ samen Detektors registriert werden. Dies führt in der Praxis zu Schwierigkeiten, da alle Stabilitätsstörungen zu deutlichen Meßfehlern führen.The Australian systems of the COALSCAN type are known for the continuous measurement of the ash content according to a radiometric double energy transmission method. The one bundle of rays used, which shines through the carbon layer, comprises the low-energy radiation of an Americium 241 source with a quantum energy of E ₁ = 60 keV and the high-energy radiation of a cesium 137 source with a quantum energy of E ₂ = 660 keV. The disadvantage of these known systems and the measuring method used is the risk posed by the radiation with high energy occurring in the beam. There is also a disadvantage that in these systems the radiation with the 600 keV different quantum energies are registered by means of a common detector. In practice, this leads to difficulties, since all stability disturbances lead to significant measurement errors.

Weiterhin sind zur laufenden Messung eines Aschengehalts in einem sich bewegenden Kohlenstrom die deutschen Anlagen der Firma BERTHOLD bekannt, bei denen das Verfahren der radiometrischen Messung unter Verwendung von zwei Strahlenbündeln durchgeführt wird, und zwar eines Strahlenbündels mit einer niedrigen Quantenenergie E₁ = 60 keV und eines zweiten Strahlenbündels mit einer hohen Quantenenergie E₂ = 660 keV. Diese Bündel verlaufen auf zwei separaten Meßpfaden und durchleuchten die Kohlenschicht an verschiedenen Stellen. Der Nachteil der Anlagen der Firma BERTHOLD besteht darin, daß ähnlich wie bei den Anlagen des COALSCAN-Typs eine Gefährdung durch die Strahlung hoher Energie mit einer Quantenenergie von E = 660 keV besteht. Die beiden dabei verwendeten separaten Meßpfade erschweren bei der Messung die fehler­ freie Umsetzung des Doppelenergie-Transmissionsverfah­ rens, da sie einer dynamischen zeitlichen Verschiebung bedürfen, wodurch bei dem verwendeten Verfahren nicht immer eine fehlerfreie Durchführung sichergestellt ist, da sich bei einem gegebenen im ersten Pfad gemessenen Teil der Schicht die physikalischen Eigenschaften wie etwa die Oberflächendichte ändern können, bis dieser Teil den zweiten Meßpfad erreicht.Furthermore, for the ongoing measurement of an ash content in a moving coal stream, the German BERTHOLD plants are known, in which the method of radiometric measurement is carried out using two beams, namely a beam with a low quantum energy E ₁ = 60 keV and one second beam with a high quantum energy E ₂ = 660 keV. These bundles run on two separate measuring paths and illuminate the coal layer at different points. The disadvantage of the systems from BERTHOLD is that, similar to the systems of the COALSCAN type, there is a risk from high-energy radiation with a quantum energy of E = 660 keV. The two separate measurement paths used thereby complicate the error-free implementation of the double-energy transmission method during the measurement, since they require a dynamic time shift, which means that the method used does not always ensure error-free implementation, since measured at a given in the first path Part of the layer can change the physical properties such as the surface density until this part reaches the second measurement path.

In der amerikanischen Patentschrift Nr. 4 090 074 ist zur Analyse von Kohle in Verbindung mit anderen dazu unter­ schiedlichen Ergänzungsmessungen die Verwendung eines "Gamma"- oder Röntgenstrahlenbündels mit mindestens zwei Energien offenbart, die beide im Bereich niedriger Energien liegen. In bezug auf die Art der verwendeten Strahlung (niedrige Energien) und die schwachen physika­ lischen Effekte, die bei den Messungen ausgenutzt werden, kann dieses Verfahren in der Praxis nicht für laufende Messungen in sich bewegenden Materialströmen genutzt werden.In US Pat. No. 4,090,074 is known as Analysis of coal in conjunction with others on this different supplementary measurements the use of a "Gamma" or X-ray beam with at least two Energies revealed, both lower in the range Energies lie. Regarding the type of used Radiation (low energies) and the weak physika effects that are used in the measurements, In practice, this procedure cannot be used for ongoing Measurements used in moving material flows will.

Des weiteren ist aus der polnischen Patentschrift Nr. P.306601 ein Verfahren zur Messung des Aschengehalts in einem sich bewegenden Strom unter Verwendung eines Strahlenbündels niedriger und hoher Quantenenergie bekannt. Dieses Verfahren beruht darauf, daß während der Bewegung des Kohlenstroms in elementaren, zwischen 10 ms und 1 s angepaßten Zeitabständen die jeweilige Anzahl N₁ und N₂ der durch den Strom hindurchgehenden Quanten niedriger und hoher Energie gemessen wird. Diese Zahlen werden dann in bezug auf die Quantenzahlen N₀₁ und N₀₂ bei leerem Band normalisiert. Nachdem eine Reihe von solchen Messungen durchgeführt wurde, werden die Logarithmen­ summen der normalisierten Nieder- und Hochenergiequanten­ zahlen berechnet und der Quotient dieser Logarithmen­ summen gebildet. Dieses Verfahren der nur auf der Grund­ lage des Quotienten der Logarithmensummen beruhenden Messung des Aschengehalts kann bei stabiler Höhe des Stroms des bergbaulichen Rohstoffes verwendet werden, wobei sein Nachteil darin besteht, daß die technisch bedingten Änderungen der Schichtmächtigkeit von großen Meßfehlern des Aschengehalts begleitet werden, was bedeutet, daß der Anwendungsbereich dieses Verfahrens begrenzt ist.Furthermore, from Polish Patent No. P.306601 a method for measuring the ash content in a moving current using a beam of low and high quantum energy is known. This method is based on the fact that the respective number N ₁ and N _{2 of} the quanta of low and high energy passing through the current is measured at elementary time intervals adapted between 10 ms and 1 s during the movement of the coal stream. These numbers are then normalized with respect to the quantum numbers N ₀₁ and N ₀₂ with an empty band. After a series of such measurements have been carried out, the logarithms of the normalized low and high energy quantum numbers are calculated and the quotient of these logarithms is formed. This method of measuring the ash content only on the basis of the quotient of the logarithmic sums can be used with a stable level of the current of the mining raw material, its disadvantage being that the technical changes in the layer thickness are accompanied by large measuring errors in the ash content, which means that the scope of this method is limited.

Aus der polnischen Patentschrift Nr. 171266 ist ferner ein Verfahren zur laufenden Bestimmung des Aschengehalts in einer Kohlenschicht auf einem Bandförderer bekannt, bei dem das radiometrische Transmissionsverfahren mit einer Quantenenergie von E = 60 keV Anwendung findet. Ein Strahlenbündel durchleuchtet die Schicht, die zuvor von einem speziellen an einer schiefen Ebene geführten Gleitschuh ausgeglichen wurde, der nicht nur die Schicht ausgleicht, sondern auch ihre Dicke mißt. Der Aschen­ gehalt in der Kohle wird auf der Grundlage des Logarith­ mus des normalisierten Ergebnisses der Messung des reduzierten Strahlenbündels und des Ergebnisses der Messung der Schichtmächtigkeit bestimmt. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß durch die Verwendung des Gleitschuhs auf die Kohlenschicht Einfluß genommen wird. Außerdem ist dieses Verfahren dadurch einge­ schränkt, daß bei großen Änderungen des Schüttgewichts der Kohle keine zufriedenstellende Genauigkeit bei der Bestimmung des Aschengehalts erzielt wird.From Polish Patent No. 171266 is also a procedure for the ongoing determination of the ash content known in a coal layer on a belt conveyor, where the radiometric transmission method with a quantum energy of E = 60 keV is used. A Beams of rays illuminate the layer that was previously from a special one on an inclined plane Slide shoe was balanced, not just the layer compensates, but also measures their thickness. The ashes content in the coal is based on the logarith mus of the normalized result of the measurement of the reduced beam and the result of the Measurement of layer thickness determined. The disadvantage this method is that by using of the sliding block on the coal layer becomes. This procedure is also implemented limits that with large changes in bulk density the coal is not satisfactory in accuracy Determination of the ash content is achieved.

Die Aufgabe dieser Erfindung ist es daher, die oben­ genannten Nachteile und Einschränkungen zu beseitigen, aus dem Arbeitsstrahlenbündel die Strahlung hoher Energie auszusondern und bei den Messungen der physikalisch­ chemischen Parameter im sich bewegenden Strom des berg­ baulichen Rohstoffes genauere Ergebnisse zu erzielen.The object of this invention is therefore the above to eliminate the disadvantages and limitations mentioned, the high-energy radiation from the working beam weed out and the measurements of the physical  chemical parameters in the moving current of the mountain building raw material to achieve more accurate results.

Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 ange­ gebene Meßverfahren und die in Patentanspruch 2 ange­ gebene Anlage zur Realisierung dieses Meßverfahrens gelöst.This object is achieved by the in claim 1 given measuring method and that specified in claim 2 given system for the implementation of this measuring method solved.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Messung von physika­ lisch-chemischen Parametern in dem sich bewegenden Strom des bergbaulichen Rohstoffes beruht darauf, daß die Schicht des bergbaulichen Rohstoffes durch ein Gammastrahlenbündel mit einem kontinuierlichen Energie­ spektrum und Quanten niedriger und mittlerer Energien im Bereich von 50 bis 295 keV durchleuchtet wird und mit Hilfe eines Detektors mit spektrometrischen Additions­ system eine Reihe von Messungen durchgeführt wird, die auf der Addition der Strahlungsquanten in angepaßten Zeiträumen in zwei vorgesehenen Kanälen des Energie­ spektrums beruhen, wobei der Kanal niedriger Energie eine Strahlung mit einer Quantenenergie von vorzugsweise 50 bis 70 keV und der Kanal mittlerer Energie eine Strahlung mit vorzugsweise einer durchschnittlichen Quantenenergie umfaßt, die etwa vierfach höher als die Quantenenergie der Strahlung der niedrigen Energie ist, jedoch nicht mehr als 295 keV beträgt, und daß dann auf der Grundlage der erzielten Zahlenpaarmengen der Additionswerte, die in normalisierter oder nicht normalisierter Form dargestellt werden, zuerst die Logarithmenquotienten der normalisier­ ten Additionswerte für die einzelnen der niedrigen und mittleren Energie entsprechenden Zahlenpaare berechnet werden und dann der gewogene Mittelwert der Logarithmen­ quotienten und der gewogene Mittelwert der normalisierten oder nicht normalisierten Additionswerte in dem Kanal mittlerer Energie berechnet werden, wobei die für die Berechnung der gewogenen Mittelwerte notwendigen Gewichtsfaktoren auf der Grundlage der Menge der normali­ sierten Additionswerte in dem Kanal mittlerer Quanten­ energie bestimmt werden und anschließend die erzielten gewogenen Mittelwerte in eine Kalibrierungsgleichung eingesetzt und die physikalisch-chemischen Parameter in dem sich bewegenden Strom des bergbaulichen Rohstoffes berechnet werden.The method according to the invention for measuring physics chemical-chemical parameters in the moving current of the mining raw material is based on the fact that the Layer of mining raw material through one Gamma ray bundle with a continuous energy spectrum and quantum of low and medium energies in Range from 50 to 295 keV and with Using a detector with spectrometric additions a series of measurements is carried out on the addition of the radiation quanta in adapted Periods in two designated channels of energy spectrum based, the channel of low energy a Radiation with a quantum energy of preferably 50 up to 70 keV and the medium energy channel emits radiation preferably with an average quantum energy comprises about four times higher than quantum energy of low energy radiation is not is more than 295 keV, and then based the number pair sets of the addition values obtained in normalized or non-normalized form the logarithmic quotient of the normalized addition values for the individual low and corresponding energy pairs are calculated and then the weighted average of the logarithms quotients and the weighted average of the normalized or non-normalized addition values in the channel mean energy are calculated, the for the Calculation of the weighted average values necessary Weight factors based on the amount of normali  added values in the medium quantum channel energy are determined and then the achieved weighed averages into a calibration equation used and the physico-chemical parameters in the moving current of the mining raw material be calculated.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Anlage zur Messung von physikalisch-chemischen Parametern in dem sich bewegenden Strom des bergbaulichen Rohstoffes umfaßt einen Arbeits­ behälter, der zwei Gammastrahlungsquellen enthält, wobei die erste Strahlungsquelle die Quelle der Gammastrahlen niedriger Energie ist, einen Strahlungsdetektor, ein spektrometrisches System, das die Quanten zusammenrechnet bzw. aufaddiert, und ein elektronisches System, das die gemessenen radiometrischen Werte zu physikalisch­ chemischen Parametern des bergbaulichen Rohstoffes verarbeitet. Das Prinzip des Anlagenaufbaus beruht darauf, daß die zweite Strahlungsquelle in dem Arbeits­ behälter ein System zur Umwandlung der Strahlung in den Bereich mittlerer Energien mit einer Gammaquantenenergie von weniger als 295 keV ist, das aus einer Cäsium 137- Quelle, einem Stahltarget und einer Kollimationsöffnung besteht, die in ein gegenseitiges Verhältnis gemäß einer die Rückstreuung der Cäsium-Primärstrahlung gewähr­ leistenden Geometrie gebracht sind, wobei die zweite Quelle ihre Strahlung in ein gemeinsames Bündel mit der Strahlung niedriger Energie aus der ersten Quelle emittiert, die die Gammaquanten mit einer Energie im Bereich von 50 bis 70 keV aussendet. Die Strahlungen der obengenannten Quellen, die ein gemeinsames kollimiertes Gammastrahlenbündel mit niedrigen und mittleren Energien bilden, erreichen nach der Durchleuchtung des zu unter­ suchenden bergbaulichen Rohstoffes den Detektor, wobei dann durch das spektrometrische System, das diese Quanten aufaddiert, und das elektronische System, das die gemes­ senen radiometrischen Werte verarbeitet, die vorgesehenen physikalisch-chemischen Parameter des bergbaulichen Rohstoffes bestimmt werden können.The construction of the system for measuring physico-chemical parameters in the moving Mining resource stream includes one work container containing two gamma radiation sources, wherein the first source of radiation is the source of the gamma rays low energy, a radiation detector spectrometric system that adds up the quanta or added, and an electronic system that the measured radiometric values too physical chemical parameters of the mining raw material processed. The principle of plant construction is based insist that the second radiation source in the work a system for converting the radiation into the Range of medium energies with a gamma quantum energy of less than 295 keV, which consists of a cesium 137- Source, a steel target and a collimation aperture that exists in a mutual relationship according to one ensure the backscattering of the cesium primary radiation performing geometry are brought, the second Source their radiation in a common bundle with the Low energy radiation from the first source which emits the gamma quanta with an energy in Range from 50 to 70 keV. The radiations of the above sources, which is a common collimated Gamma-ray bundles with low and medium energies form, reach after the fluoroscopy of the under mining raw material looking for the detector, whereby then through the spectrometric system that these quanta added up, and the electronic system that measured the processed its radiometric values, the intended  physico-chemical parameters of mining Raw material can be determined.

Der Vorteil dieses Meßverfahrens und dieser Anlage besteht darin, daß ein Gammastrahlenbündel mit konti­ nuierlichem Energiespektrum verwendet wird, das gleich­ zeitig niedrige und mittlere Strahlungsenergien im Bereich bis zu 300 keV umfaßt, wobei mit Hilfe nur eines Detektors die Quanten in dem gesamten Spektrumsbereich fehlerfrei aufaddiert werden können. Außerdem verringert die Begrenzung der verwendeten Strahlungsenergie auf mittlere Energien die radiologische Gefährdung, wodurch der Anwendungsbereich dieses Verfahrens und dieser Anlage breiter wird. Diese Vorteile werden durch die Verbindung der konventionellen Quelle für Gammastrahlen niedriger Energie mit dem Umwandlungssystem erzielt, das auf der Grundlage dessen aufgebaut ist, daß die Cäsium 137- Quelle, das Stahltarget und die Kollimationsöffnung gemäß einer die Rückstreuung der Cäsium-Primärstrahlung gewähr­ leistenden Geometrie in ein gegenseitiges Verhältnis gebracht sind. Das vorgeschlagene Verfahren zur Bestim­ mung der physikalisch-chemischen Parameter des bergbau­ lichen Rohstoffes auf der Grundlage des gewogenen Mittel­ werts des Quotienten K und des gewogenen Mittelwerts der Additionswerte N₂ ermöglicht es, sich von dem Einfluß der Änderungen der Strommächtigkeit auf das endgültige Ergebnis der Messungen unabhängig zu machen und diese Messung unter den real vorhanden technischen Bedingungen mit möglichst geringem Fehler zu realisieren. Die Verwen­ dung des gemäß Patentanspruch 2 aufgebauten Arbeitsbehäl­ ters bietet den Vorteil, daß die Umwelt trotz des einfa­ chen Aufbaus gut vor der Gammastrahlung hoher Energie von 660 keV geschützt wird und gleichzeitig Messungen mit großer Genauigkeit bei einer bedeutenden Vereinfachung der Anlage ermöglicht werden, wodurch ihre Zuverlässig­ keit und Arbeitsstabilität gesichert wird. The advantage of this measuring method and this system is that a gamma ray bundle with a continuous energy spectrum is used, which at the same time comprises low and medium radiation energies in the range up to 300 keV, with the aid of only one detector, the quanta being added up error-free in the entire spectrum range can. In addition, the limitation of the radiation energy used to medium energies reduces the radiological hazard, which broadens the scope of this method and this system. These advantages are achieved by connecting the conventional low energy gamma ray source to the conversion system, which is based on the cesium 137 source, the steel target and the collimation aperture in accordance with a geometry in which the cesium primary radiation is backscattered a mutual relationship is brought. The proposed method for the determination of the physico-chemical parameters of the mining raw material on the basis of the weighted average of the quotient K and the weighted average of the addition values N ₂ enables the influence of the changes in the current intensity on the final result of the measurements to make it independent and to implement this measurement under the real technical conditions with as little error as possible. The use of the working container constructed in accordance with claim 2 offers the advantage that the environment is well protected from the gamma radiation of high energy of 660 keV despite the simple construction and at the same time measurements with great accuracy are made possible with a significant simplification of the system, thereby making it possible Reliability and work stability is ensured.

Das erfindungsgemäße Meßverfahren und die erfindungs­ gemäße Anlage werden nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung eingehender anhand eines Ausführungsbeispiels für die Messung des Aschengehaltes in Kohle beschrieben. Es zeigen:The measuring method according to the invention and the Invention below are in connection with the Drawing in more detail using an exemplary embodiment described for the measurement of the ash content in coal. Show it:

Fig. 1 in Form eines Beispiels ein vereinfachtes Block­ diagramm der Anlage; und Figure 1 is an example of a simplified block diagram of the system. and

Fig. 2 ein Gammastrahlungsspektrum eines den bergbauli­ chen Rohstoff durchleuchtenden Strahlenbündels. Fig. 2 shows a gamma radiation spectrum of a beam shining through the mining raw material.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage besteht aus einem Arbeitsbehälter 1, der zwei Strahlungsquellen 2, 3 enthält, einem Strahlungsdetektor 4, einem spektro­ metrischen System 5, das Quanten aufaddiert, und einem elektronischen System 6, das die gemessenen radio­ metrischen Werte zu physikalisch-chemischen Parametern des bergbaulichen Rohstoffes verarbeitet. Der unter dem dahinfließenden Strom des bergbaulichen Rohstoffes 7 angebrachte Arbeitsbehälter 1 ist mit einer Kollimations­ öffnung 8 versehen, durch die das Arbeitsbündel 9 der Gammastrahlen von den Strahlungsquellen 2 und 3 aus emittiert wird. Die erste in dem Arbeitsbehälter 1 angebrachte Strahlungsquelle 2 ist eine niederenergeti­ sche Strahlungsquelle aus Americium 241 mit einer Quantenenergie von nahezu 60 keV, und die zweite erfin­ dungsgemäße Quelle ist das System zur Umwandlung der Strahlung in einen Bereich mittlerer Energien von weniger als 295 keV, das aus der Cäsium 137-Quelle 3 und dem Stahltarget 10 und der Kollimationsöffnung 8 besteht, die gemäß der die Rückstreuung der Cäsium-Primärstrahlung gewährleistenden Geometrie in ein gegenseitiges Verhält­ nis gebracht sind.The system shown in Fig. 1 consists of a working container 1 , which contains two radiation sources 2 , 3 , a radiation detector 4 , a spectrometric system 5 , which adds up quantum, and an electronic system 6 , which physically measures the measured radio metric values. processed chemical parameters of the mining raw material. The working container 1 attached under the flowing current of the mining raw material 7 is provided with a collimation opening 8 through which the working bundle 9 of the gamma rays is emitted from the radiation sources 2 and 3 . The first radiation source 2 installed in the working container 1 is a low-energy radiation source made of americium 241 with a quantum energy of almost 60 keV, and the second source according to the invention is the system for converting the radiation into a range of average energies of less than 295 keV, that consists of the cesium 137 source 3 and the steel target 10 and the collimation opening 8 , which are brought into a mutual relationship according to the geometry ensuring the backscattering of the cesium primary radiation.

Das Arbeitsbündel 9 der Gammastrahlen enthält die Quanten niedriger Energie aus der Americium 241-Strahlungsquelle 2 und die Quanten der Rückstreuungsstrahlung, die infolge der Streuung der Primärstrahlung der Quelle 3, die ein Cäsium 137-Isotop ist, aus dem Stahltarget 10 kommen.The working bundle 9 of the gamma rays contains the quanta of low energy from the Americium 241 radiation source 2 and the quanta of the backscatter radiation which come from the steel target 10 as a result of the scattering of the primary radiation from the source 3 , which is a cesium 137 isotope.

Das Arbeitsbündel 9 durchdringt den Strom des bergbau­ lichen Rohstoffes 7 und wird mit Hilfe des Strahlungs­ detektors 4 und des spektrometrischen Quantenadditions­ systems 5 gemessen. Die Messung beruht darauf, daß die Quanten wie in Fig. 2 gezeigt in zwei Kanälen des Energiespektrums, und zwar in einem Kanal E₁-E₂ der Strahlung niedriger Energie und in einem Kanal E₃-E₄ der Strahlung mittlerer Quantenenergie, aufaddiert werden. Die erzielten Additionswerte werden gemäß dem nachstehenden Beispiel beispielsweise bei der Bestimmung des Aschengehalts in dem sich bewegenden Kohlenstrom verwendet.The work bundle 9 penetrates the current of the mining raw material 7 and is measured using the radiation detector 4 and the spectrometric quantum addition system 5 . The measurement is based on the fact that, as shown in FIG. 2, the quanta are added up in two channels of the energy spectrum, namely in one channel E ₁ -E _{2 of} the radiation of low energy and in one channel E ₃ -E _{4 of} the radiation of medium quantum energy . The addition values obtained are used according to the example below, for example when determining the ash content in the moving coal stream.

Beispielexample

Während einer Zeitdauer von t = 10 s wurden zehn jeweils eine Sekunde dauernde Elementarmessungen bei einer Kohlenschicht mit unterschiedlicher Mächtigkeit und verschiedenen Aschengehalten durchgeführt. Als Maßstab für die Anzahl der Quanten niedriger und mittlerer Energie innerhalb der vorgesehenen Meßkanäle, die entweder durch die Kohlenschicht oder ein leeres Förder­ band hindurchgehen, wurden die Additionswerte von Spannungsimpulsen genommen, die am Ausgang des diese Quanten aufaddierenden spektrometrischen Systems erzielt werden. Die dabei erzielten direkten und berechneten Meßergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle ange­ geben.During a period of t = 10 s, ten were each elementary measurements lasting one second for one Coal layer with different thickness and different ash levels. As a yardstick for the number of quanta lower and middle Energy within the intended measuring channels either through the coal layer or an empty conveyor band, the addition values of Voltage pulses taken at the output of this Quantum-adding spectrometric system achieved will. The direct and calculated results achieved Measurement results are shown in the table below give.

Der Logarithmusquotient der normalisierten Additionswerte für eine einzelne eine Sekunde dauernde Messung wurde gemäß der folgenden Gleichung berechnet:
The logarithm quotient of the normalized addition values for a single measurement lasting one second was calculated according to the following equation:

Der Gewichtsfaktor (das Gewicht) dieser Messung wurde dagegen gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet:
However, the weight factor (weight) of this measurement was calculated according to the following expression:

Auf der Grundlage der Quotienten K und der Gewichte für die einzelnen Messungen wurde der gewogene Mittelwert des Quotienten K und der gewogene Mittelwert der Additions­ werte N₂ für den zweiten Kanal berechnet, wobei folgende Gleichungen verwendet wurden:
On the basis of the quotients K and the weights for the individual measurements, the weighted mean of the quotient K and the weighted mean of the addition values N ₂ for the second channel were calculated, using the following equations:

K =W₁K₁+W₂K₂+. . . +W₁₀K₁₀,
N₂ =W₁N₂₁+W₂N₂₂+. . .+W₁₀N₂₁₀ K = W ₁ K ₁ + W ₂ K ₂ +. . . + W ₁₀ K ₁₀ ,
N ₂ = W ₁ N ₂₁ + W ₂ N ₂₂ +. . . + W ₁₀ N ₂₁₀

Durch diese Berechnungen wurde das folgende Ergebnis erzielt:
With these calculations, the following result was achieved:

K = 2,021747
N₂=5221,7 imp/sK = 2.021747
N ₂ = 5221.7 imp / s

Indem diese Werte in folgender Form in die Kalibrierungs­ gleichung eingesetzt wurden:
By inserting these values into the calibration equation in the following form:

A=77,492626 × K + 0,002631 × N₂ - 149,28466,
A = 77.492626 × K + 0.002631 × N ₂ - 149.28466,

ist man zu dem folgenden Meßergebnis für den Aschengehalt gekommen:
Aschengehalt: A=21,12%.the following measurement result for the ash content has been reached:
Ash content: A = 21.12%.

Das erzielte Ergebnis liegt sehr nahe an dem wirklichen Ergebnis (A=21,31%). The result achieved is very close to the real one Result (A = 21.31%).  

Claims (2)

1. Verfahren zur Messung von physikalisch-chemischen Parametern in einem sich bewegenden Strom bergbaulicher Rohstoffe (7) auf der Grundlage einer Durchleuchtung des Stroms durch ein Gammastrahlenbündel (9) mit zwei Strahlungsenergien und einer getrennten Erfassung der Strahlungsquanten in denselben Zeiträumen für jede Energie, woraufhin auf der Grundlage der erzielten Zahlenpaarmengen der Additionswerte, die in normalisier­ ter Form dargestellt werden, durch Einsetzen der Logarithmenquotienten dieser Additionswerte in eine Kalibrierungsgleichung physikalisch-chemische Parameter des bergbaulichen Rohstoffes bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht des bergbaulichen Rohstoffes (7) durch ein Gammastrahlenbündel (9) mit einem kontinuierlichen Energiespektrum und Quanten niedriger und mittlerer Energien im Bereich von 50 bis 295 keV durchleuchtet wird und mit Hilfe eines Detektors (4) mit spektrometrischen Additionssystem eine Reihe von Messungen durchgeführt werden, die auf der Addition der Strahlungsquanten in angepaßten Zeiträumen in zwei vorgesehenen Kanälen des Energiespektrums beruhen, wobei der Kanal niedriger Energie eine Strahlung mit einer Quantenenergie von vorzugsweise 50 bis 70 keV und der Kanal mittlerer Energie eine Strahlung mit vorzugsweise einer durch­ schnittlichen Quantenenergie umfaßt, die etwa vierfach höher als die Quantenenergie der Strahlung der niedrigen Energie ist, jedoch nicht mehr als 295 keV beträgt, und daß dann auf der Grundlage der erzielten Zeilenpaarmengen der Additionswerte, die in normalisierter oder nicht normalisierter Form dargestellt werden, zuerst die Logarithmenquotienten der normalisierten Additionswerte für die einzelnen der niedrigen und mittleren Energie entsprechenden Zahlenpaare berechnet werden und dann der gewogene Mittelwert der Logarithmenquotienten und der gewogene Mittelwert der normalisierten oder nicht norma­ lisierten Additionswerte in dem Kanal mittlerer Energie berechnet werden, wobei die für die Berechnung der gewogenen Mittelwerte notwendigen Gewichtsfaktoren auf der Grundlage der Menge der normalisierten Additionswerte in dem Kanal mittlerer Quantenenergie bestimmt werden und anschließend die erzielten gewogenen Mittelwerte in eine Kalibrierungsgleichung eingesetzt und die physikalisch­ chemischen Parameter in dem sich bewegenden Strom des bergbaulichen Rohstoffes (7) berechnet werden.1. A method of measuring physico-chemical parameters in a moving stream of mining raw materials ( 7 ) based on a fluoroscopy of the current through a gamma-ray bundle ( 9 ) with two radiation energies and a separate detection of the radiation quanta in the same time periods for each energy, whereupon on the basis of the number of pairs of addition values obtained, which are represented in normalized form, by inserting the logarithmic quotient of these addition values into a calibration equation, physicochemical parameters of the mining raw material are determined, characterized in that the layer of the mining raw material ( 7 ) is characterized by a Gamma-ray bundles ( 9 ) with a continuous energy spectrum and quanta of low and medium energies in the range from 50 to 295 keV are illuminated and a series of measurements is carried out with the aid of a detector ( 4 ) with a spectrometric addition system s which are based on the addition of the radiation quanta in adapted time periods in two intended channels of the energy spectrum, the low energy channel comprising radiation with a quantum energy of preferably 50 to 70 keV and the medium energy channel comprising radiation with preferably an average quantum energy, which is approximately four times higher than the quantum energy of the low-energy radiation, but is not more than 295 keV, and that then, based on the rows of pairs of addition values obtained, which are represented in normalized or non-normalized form, first the logarithmic quotient of the normalized addition values are calculated for the individual pairs of numbers corresponding to the low and medium energy and then the weighted mean of the logarithmic quotients and the weighted mean of the normalized or non-normalized addition values in the medium energy channel are calculated, where d The weighting factors necessary for the calculation of the weighted average values are determined on the basis of the amount of normalized addition values in the channel of mean quantum energy and then the weighted average values obtained are inserted into a calibration equation and the physico-chemical parameters in the moving stream of the mining raw material ( 7 ) be calculated. 2. Anlage zur Messung von physikalisch-chemischen Parame­ tern in einem sich bewegenden Strom eines bergbaulichen Rohstoffes (7) nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, mit
einem Arbeitsbehälter (1), der zwei Gammastrahlen­ quellen (2, 3) enthält, wobei die erste Strahlungsquelle (2) die Quelle der Gammastrahlen niedriger Energie ist,
einem Strahlungsdetektor (4),
einem spektrometrischen System (5), das die Quanten aufaddiert; und
einem elektronischen System (6), das die gemessenen radiometrischen Werte zu physikalisch-chemischen Parame­ tern des bergbaulichen Rohstoffes verarbeitet,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Strahlungsquelle in dem Arbeitsbehälter (1) ein System zur Umwandlung der Strahlung in den Bereich mittlerer Energien mit einer Quantenenergie von weniger als 295 keV ist, das aus einer Cäsium 137-Quelle (3) und einem Stahltarget (10) und einer Kollimationsöffnung (8) besteht, die in ein gegenseitiges Verhältnis gemäß einer die Rückstreuung der Primärstrahlung von Cäsium gewähr­ leistenden Geometrie gebracht sind, wobei diese zweite Quelle ihre Strahlung in ein gemeinsames Arbeitsbündel (9) mit der Strahlung niedriger Energie der ersten Strahlungsquelle (2) emittiert, die die Gammaquanten mit Energien aus dem Bereich von 50 bis 70 keV aussendet.2. Plant for the measurement of physico-chemical parameters in a moving stream of a mining raw material ( 7 ) according to the method of claim 1, with
a working container ( 1 ) containing two gamma rays sources ( 2 , 3 ), the first radiation source ( 2 ) being the source of the low energy gamma rays,
a radiation detector ( 4 ),
a spectrometric system ( 5 ) which adds up the quanta; and
an electronic system ( 6 ) that processes the measured radiometric values into physico-chemical parameters of the mining raw material,
characterized in that the second radiation source in the working container ( 1 ) is a system for converting the radiation into the medium energy range with a quantum energy of less than 295 keV, which consists of a cesium 137 source ( 3 ) and a steel target ( 10 ) and a collimation opening ( 8 ) which is brought into mutual relationship according to a geometry which ensures the backscattering of the primary radiation of cesium, this second source emitting its radiation into a common working bundle ( 9 ) with the radiation of low energy from the first radiation source ( 2 ) which emits the gamma quanta with energies in the range from 50 to 70 keV.