專利名稱：全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及在線檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
煤炭灰分和煤炭質(zhì)量是煤炭加工及利用過程的重要參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)的在線測(cè)量 往往是同時(shí)需要的。標(biāo)準(zhǔn)的煤炭灰分測(cè)定方法是灼燒稱重法，但這種方法從采樣、制樣到化驗(yàn)所需要 時(shí)間長(zhǎng)(目前約為1小時(shí))，其無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要。目前，大部分的煤炭灰分快 速測(cè)量都采用的輻射測(cè)量技術(shù)，通過測(cè)量射線在穿透煤后的衰減，計(jì)算得到煤炭灰分?，F(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)是，射線束經(jīng)過高度準(zhǔn)直后，測(cè)得的煤炭灰分基本是被測(cè)煤 流中心點(diǎn)的灰分，因此采樣精度不夠高，測(cè)得的灰分值也不能全面反應(yīng)煤炭的品質(zhì)，特別是 測(cè)量混合不均勻的煤、粒度大的煤和原煤時(shí)，這個(gè)問題就更加突出。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷，特別是解決現(xiàn)有技術(shù)中煤分測(cè)量 不準(zhǔn)確的問題。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型一方面提出了一種全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置，包 括位于皮帶一側(cè)的放射源；容納所述放射源的屏蔽罐，其中，所述屏蔽罐的射線輸出開口 為扇形，所述放射源的射線以扇形向外發(fā)射；位于所述皮帶另一側(cè)及所述射線的扇形范圍 內(nèi)的多個(gè)探測(cè)器，所述探測(cè)器沿所述皮帶橫向并列放置，接收衰減的射線并將其轉(zhuǎn)化為電 測(cè)量信號(hào)；和與所述多個(gè)探測(cè)器相連的控制器，所述控制器根據(jù)所述多個(gè)探測(cè)器測(cè)量的電 測(cè)量信號(hào)計(jì)算煤流當(dāng)前的灰分。本實(shí)用新型采取全斷面掃描煤流，采樣更具代表性，提高灰分測(cè)量精度(主要是 采樣精度)，與現(xiàn)有設(shè)備的中心點(diǎn)采樣比較，對(duì)測(cè)量混合不均勻的煤、粒度大的煤或原煤更 有利。另外，本實(shí)用新型采用多個(gè)探測(cè)器，輸出結(jié)果為多個(gè)探測(cè)器測(cè)量結(jié)果的加權(quán)平均，因 此與單探測(cè)器系統(tǒng)比較，單位時(shí)間內(nèi)的測(cè)量統(tǒng)計(jì)誤差減小，滿足快速反應(yīng)的需要。其次，在 本實(shí)用新型中，對(duì)探測(cè)器位置經(jīng)適當(dāng)調(diào)整，可以直接測(cè)量鋼絲皮帶上煤的灰分，而不受鋼絲 皮帶的影響。本實(shí)用新型采用的快速響應(yīng)陣列探測(cè)器，解決橫向與縱向偏析問題，從而解決 傳統(tǒng)電離室受物料形狀影響的問題。優(yōu)選地，在本實(shí)用新型中，控制器還可以根據(jù)多個(gè)探測(cè)器測(cè)量的電測(cè)量信號(hào)計(jì)算 煤流當(dāng)前的質(zhì)量。因此，能夠使用同一放射源既實(shí)現(xiàn)灰分的測(cè)量，又實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的測(cè)量，不僅 節(jié)省了空間和資源，又提高了這類設(shè)備的測(cè)量精度，大大推動(dòng)核技術(shù)在工業(yè)檢測(cè)應(yīng)用領(lǐng)域 的發(fā)展。另外，在本實(shí)用新型中，由于全斷面掃描，也可以提高對(duì)煤流質(zhì)量的測(cè)量精度，避免 形狀誤差等缺陷。本實(shí)用新型附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述 中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
本實(shí)用新型上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從
以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中 將變得明顯和容易理解，其中圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一的計(jì)算灰分的示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例二的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能解釋為對(duì)本實(shí)用新型的 限制。如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖。該在線 檢測(cè)裝置包括位于皮帶上方的放射源100、容納放射源100的屏蔽罐200，其中，屏蔽罐200 的射線輸出開口為扇形，放射源100的射線以扇形(該扇形于煤流方向垂直)向外發(fā)射， 位于皮帶之下及射線的扇形范圍內(nèi)的多個(gè)探測(cè)器300，其中，探測(cè)器300沿皮帶橫向并列放 置，接收衰減的射線并將其轉(zhuǎn)化為電測(cè)量信號(hào)，和與多個(gè)探測(cè)器300相連的控制器400，控 制器400根據(jù)多個(gè)探測(cè)器300測(cè)量的電測(cè)量信號(hào)計(jì)算煤流當(dāng)前的灰分。需要說明的是，雖然 在圖1中放射源100位于皮帶上方，探測(cè)器300和控制器400位于皮帶下方，但是在其他實(shí) 施例中，也可以將放射源100置于皮帶下方，將探測(cè)器300和控制器400置于皮帶的上方， 只要放射源100與探測(cè)器300和控制器400相對(duì)放置即可，因此在本實(shí)用新型中，多個(gè)探測(cè) 器大于等于三個(gè)，且可分布在皮帶的下方或上方。當(dāng)然如果將放射源100置于皮帶下方，則 屏蔽罐200的扇形開口向上。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，由于采用全斷面掃描，因此相對(duì)于現(xiàn) 有技術(shù)中的中心點(diǎn)采樣，可以極大地提高灰分測(cè)量的精度，更適合測(cè)量混合不均勻的煤、粒 度大的煤或者原煤。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，放射源可以是兩枚不同類型的Y放射 源，如镅-241和銫-137等。而在本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中，也可以是一枚能夠發(fā)生多 種能量的Y放射源，例如鋇-133等。當(dāng)然上述Y放射源僅是示意性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員 還可選擇其他放射源，但如果基于本實(shí)用新型的上述結(jié)構(gòu)，還是應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍之內(nèi)。而在現(xiàn)有技術(shù)中，由于灰分測(cè)量和質(zhì)量測(cè)量對(duì)射線束的準(zhǔn)直需求不同，因此需要 兩個(gè)設(shè)備分別獨(dú)立測(cè)量，而在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，該在線檢測(cè)裝置還可用于同時(shí) 檢測(cè)煤流當(dāng)前的質(zhì)量，控制器400還根據(jù)多個(gè)探測(cè)器300測(cè)量的電測(cè)量信號(hào)計(jì)算煤流當(dāng)前 的質(zhì)量，進(jìn)一步還可根據(jù)質(zhì)量及皮帶的速度計(jì)算煤流的流量。因此可以使用同一放射源既 實(shí)現(xiàn)灰分的測(cè)量又實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的測(cè)量，從而節(jié)省了空間和資源。為了能夠?qū)Ρ緦?shí)用新型有更清楚的理解，以下就以具體實(shí)施例的方式對(duì)本實(shí)用新 型進(jìn)行介紹，這些具體實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，并不是說本實(shí)用新型僅能通過 以下實(shí)施例實(shí)現(xiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于上述思想的對(duì)本實(shí)用新型以下實(shí)施例的等同的修改或變換均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。實(shí)施例一，如圖2所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例一的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖。該在 線檢測(cè)裝置包括位于煤流590和輸煤皮帶591之上的放射源510、容納放射源510的屏蔽 罐520，其中，屏蔽罐520具有向下的扇形開口，使放射源510發(fā)射的射線向下以一個(gè)扇面發(fā) 射，該扇面與煤流590的流向方向垂直。該在線檢測(cè)裝置還包括位于煤流590和輸煤皮帶 591之下的現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)箱560，以及于該現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)箱560通過數(shù)據(jù)傳輸線570相連接的上位機(jī) 580。其中，現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)箱560中包括多個(gè)并列放置的探測(cè)器530構(gòu)成的探測(cè)器陣列，例如、 射線探測(cè)器，在本實(shí)用新型中探測(cè)器530需要與放射源510相互配合，與多個(gè)探測(cè)器530相 連的控制器550，其中控制器550和探測(cè)器530通過RS485總線相連接。在本實(shí)用新型的實(shí) 施例中，探測(cè)器陣列中的、射線探測(cè)器實(shí)際數(shù)量可根據(jù)需要配置，但需要大于等于3個(gè)，且 優(yōu)選地，各個(gè)Y射線探測(cè)器均勻配置。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，放射源510為一枚能發(fā)射至少兩種能量的、放射 源，且探測(cè)器530能同時(shí)檢測(cè)到這兩種能量，該放射源510例如為鋇-133。在本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中，放射源510為兩枚不同類型的Y放射源，例如 為镅-241和銫-137，優(yōu)選地，這兩個(gè)放射源被放置在同一個(gè)屏蔽罐內(nèi)，在本實(shí)用新型中探 測(cè)器530能同時(shí)檢測(cè)到這兩種放射源。本實(shí)用新型的在線檢測(cè)裝置工作時(shí)，射線源510發(fā)出扇形、射線束，透過煤流 590、輸煤皮帶591以及現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器箱560并被衰減，被衰減后的、射線到達(dá)相應(yīng)位置的Y 射線探測(cè)器陣列并被探測(cè)。利用每個(gè)Y射線探測(cè)器530測(cè)量到的兩種不同能量γ射線的 強(qiáng)度，可計(jì)算出經(jīng)過該探測(cè)器位置的煤流590的灰分和質(zhì)量，每個(gè)γ射線探測(cè)器530測(cè)量 的灰分和厚度數(shù)據(jù)都經(jīng)過RS485總線發(fā)送給控制器550，由控制器550進(jìn)行整合計(jì)算，可 得到總的灰分和質(zhì)量。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，還可計(jì)算煤流590的流量，流量的計(jì) 算根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，可以設(shè)置皮帶速度為定值，也可以使用測(cè)速傳感器測(cè)量皮帶速度，并 傳送給控制器550。然后控制器550將總的測(cè)量結(jié)果發(fā)送給上位機(jī)580，上位機(jī)580可以是 PC機(jī)或工控機(jī)或其他類型的計(jì)算機(jī)。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，Y射線探測(cè)器陣列530中的每個(gè)Y射線探測(cè)器 包括閃爍晶體、光電倍增管或光電二極管、信號(hào)前置放大器、多道脈沖幅度分析器或單道脈 沖幅度分析器，高壓電源，RS485通信模塊等。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，控制器550通過以下公式計(jì)算煤流590當(dāng)前的灰 分
權(quán)利要求1.一種全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置，其特征在于，包括位于皮帶一側(cè)的放射源；容納所述放射源的屏蔽罐，其中，所述屏蔽罐的射線輸出開口為扇形，所述放射源的射 線以扇形向外發(fā)射；位于所述皮帶另一側(cè)及所述射線的扇形范圍內(nèi)的多個(gè)探測(cè)器，所述探測(cè)器沿所述皮帶 橫向并列放置，接收衰減的射線并將其轉(zhuǎn)化為電測(cè)量信號(hào)；和與所述多個(gè)探測(cè)器相連的控 制器，所述控制器根據(jù)所述多個(gè)探測(cè)器測(cè)量的電測(cè)量信號(hào)，通過以下公式計(jì)算煤流當(dāng)前的 灰分ZSi (Ai*WI*COS θ )A =-—7其中，i表示探測(cè)器標(biāo)號(hào)，Ai為第i個(gè)探測(cè)器檢測(cè)Xj1 (Wl* CQS θ 1) ，的灰分，Wi為第i個(gè)探測(cè)器檢測(cè)的質(zhì)量厚度，θ i為第i個(gè)探測(cè)器與垂直線之間的夾角。
2.如權(quán)利要求1所述的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述控制器還根據(jù) 所述多個(gè)探測(cè)器測(cè)量的電測(cè)量信號(hào)計(jì)算煤流當(dāng)前的質(zhì)量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述放射源為一 枚能發(fā)射至少兩種能量的Y放射源，所述探測(cè)器能同時(shí)檢測(cè)到這兩種能量的Y射線。
4.如權(quán)利要求3所述的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述γ放射源為 鋇-133。
5.如權(quán)利要求1或2所述的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述放射源為兩 枚不同類型的Y放射源。
6.如權(quán)利要求5所述的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述兩枚不同類型 的Y放射源為镅-241和銫-137。
7.如權(quán)利要求5所述的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述兩個(gè)不同類型 的Y放射源在同一個(gè)屏蔽罐內(nèi)，或者所述兩個(gè)不同類型的Y放射源分別在兩個(gè)屏蔽罐內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述兩個(gè)不同類型 的Y放射源沿平行于所述皮帶運(yùn)行方向放置，且兩個(gè)Y放射源相隔預(yù)設(shè)的距離，以使所述 的兩個(gè)Y放射源發(fā)射的Y射線分別形成2個(gè)獨(dú)立的扇形射線束，其中，每個(gè)射線束都對(duì)應(yīng) 獨(dú)立的一組探測(cè)器，所述兩組探測(cè)器均與所述控制器相連，所述控制器根據(jù)所述兩組探測(cè) 器測(cè)量的電測(cè)量信號(hào)及所述預(yù)設(shè)的距離，計(jì)算煤流當(dāng)前的灰分和/或質(zhì)量。
9.如權(quán)利要求8所述的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的距離小 于 200m。
10.如權(quán)利要求1所述的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述多個(gè)探測(cè)器大 于等于三個(gè)，分布在所述皮帶的下方或上方。
11.如權(quán)利要求2所述的全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置，其特征在于，所述控制器還根據(jù) 所述皮帶的速度及煤流的質(zhì)量計(jì)算所述煤流的流量。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種全斷面掃描的在線檢測(cè)裝置，包括位于皮帶一側(cè)的放射源；容納所述放射源的屏蔽罐，其中，所述屏蔽罐的射線輸出開口為扇形，所述放射源的射線以扇形向外發(fā)射；位于所述皮帶另一側(cè)及所述射線的扇形范圍內(nèi)的多個(gè)探測(cè)器，所述探測(cè)器沿所述皮帶橫向并列放置，接收衰減的射線并將其轉(zhuǎn)化為電測(cè)量信號(hào)；和與所述多個(gè)探測(cè)器相連的控制器，所述控制器根據(jù)所述多個(gè)探測(cè)器測(cè)量的電測(cè)量信號(hào)計(jì)算煤流當(dāng)前的灰分。本實(shí)用新型采取全斷面掃描煤流，采樣更具代表性，提高灰分測(cè)量精度，與現(xiàn)有設(shè)備的中心點(diǎn)采樣比較，對(duì)測(cè)量混合不均勻的煤、粒度大的煤或原煤更有利。
文檔編號(hào)G01F1/74GK201780277SQ20102024784
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者張志康, 林謙, 梁漫春, 衣宏昌 申請(qǐng)人:清華大學(xué)