專利名稱：一種適合于x熒光多元素分析儀測量的往復(fù)式測量裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種往復(fù)式測量裝置及方法，具體說是涉及一種適合于X熒光多元素分析儀測量的往復(fù)式測量裝置及方法。
背景技術(shù)：
我國冶金、有色金屬、礦山、建材等眾多領(lǐng)域的生產(chǎn)過程中，原料中各種元素的配比對產(chǎn)品質(zhì)量起著關(guān)鍵的作用。目前基于專利技術(shù)“在流檢測多元素分析裝置及方法”(專利號:200710010105.5)的在流X熒光多元素分析儀器已經(jīng)很好的實現(xiàn)了對料流的各組成元素含量的實時檢測，擺脫了人工取樣后再進行化學(xué)分析的煩瑣程序，大大提高了生產(chǎn)效率。但是由于在流X熒光多元素分析儀器的最核心的測量、分析部分是最為昂貴的，而且需要使用放射源來激發(fā)出被分析礦漿中各元素的特征X射線，因此每測量一種礦漿就需要一套探測分析系統(tǒng)和放射源，導(dǎo)致用戶在使用過程中成本過高，且增加放射源的管理成本，也不利于環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有在流X熒光多元素分析儀器在應(yīng)用中所存在的缺陷，提出一種針對工業(yè)在流X熒光多元素分析儀器在應(yīng)用中能夠采用一套放射源及探測器即可分析多種礦漿的往復(fù)式測量裝置及方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
在框架I的下部固定有若干平行排列的流槽20，具體數(shù)量與儀器所要分析的礦漿數(shù)量相同，每種礦漿分別各自從相應(yīng)的流槽20中流過。在框架I的上部通過固定栓A14、固定栓B15、固定栓C16安裝有水平螺桿3，水平螺桿3可繞自身的軸心自由旋轉(zhuǎn)，框架I安裝有水平方向電機2，水平方向電機2與水平螺桿3的傳動方式為渦輪渦桿機構(gòu)。水平螺桿3上制有螺紋，水平螺桿3通過螺紋與水平滑塊4相互嚙合，在水平方向電機2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的帶動作用下，水平滑塊4可以在固定栓B15與固定栓C16之間的區(qū)域內(nèi)向左或向右水平移動。在框架I的左端裝有左位移傳感器10，通過左位移傳感器10可以檢測到水平滑塊4左端與左位移傳感器10之間的距離。在框架I的右端裝有右位移傳感器11，通過右位移傳感器11可以檢測到水平滑塊4右端與右位移傳感器11之間的距離。在水平滑塊4的下部接有水平移動平板5。在水平移動平板5上通過固定栓D17、固定栓E18、固定栓F19安裝有豎直螺桿7，豎直螺桿7可繞自身的軸心自由旋轉(zhuǎn)，在水平移動平板5上安裝有豎直方向電機6,豎直方向電機6與豎直螺桿7之間的傳動方式為潤輪潤桿機構(gòu)。豎直螺桿7上制有螺紋，豎直螺桿7通過螺紋與豎直滑塊8相互嚙合，在豎直方向電機6正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的帶動作用下，豎直滑塊8可以在固定栓E18與固定栓F19之間的區(qū)域內(nèi)向上或向下豎直移動。在水平移動平板5的上端裝有上位移傳感器12，通過上位移傳感器12可以檢測到豎直滑塊8上端與上位移傳感器12之間的距離。在水平移動平板5的下端裝有下位移傳感器13，通過下位移傳感器13可以檢測到豎直滑塊8下端與下位移傳感器13之間的距離。豎直滑塊8與探測腔體9連接，并當(dāng)豎直滑塊8處于提升極限位時保證探測腔體9整體處于流槽20的上方；當(dāng)豎直滑塊8處于下沉極限位時保證探測腔體9的頭部浸入到流槽20的礦漿中。裝置各電氣設(shè)施通過線纜與控制箱21聯(lián)接?？刂葡?1為水平方向電機2、豎直方向電機6、左位移傳感器10、右位移傳感器11、上位移傳感器12、下位移傳感器13提供電源，并接收左位移傳感器10、右位移傳感器11、上位移傳感器12、下位移傳感器13的檢測結(jié)果信號，同時能控制水平方向電機2、豎直方向電機6各自的起停、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等運行狀態(tài)。
在程序中已經(jīng)預(yù)先設(shè)定了當(dāng)探測腔體9處于第n個流槽20的正上方時水平滑塊4左端到左位移傳感器10的距離Ln、左位移傳感器10與右位移傳感器11之間的距離Lhl、水平滑塊4的左端到右端的距離Lsp、上位移傳感器12與下位移傳感器13之間的距離Lh2、豎直滑塊8的上端到下端的距離Lsz，以及當(dāng)豎直滑塊8分別處于提升極限位置及下沉極限位置時上位移傳感器12所檢測到的距離Lstl及Lxtl，這些距離的數(shù)值可以通過實際測量獲得并寫入程序的數(shù)據(jù)庫中。在儀器對礦漿進行測量時，各種需要進行元素含量分析的礦漿分別從各自對應(yīng)的流槽20中流過，通過控制箱21驅(qū)動水平方向電機2的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，并通過左位移傳感器10的檢測結(jié)果對水平滑塊4進行定位，使探測腔體9按照程序設(shè)定的檢測順序依次位于各個流槽20的正上方，以對不同礦漿按一定的順序進行測量；對某流槽20中礦漿的測量全部過程為:控制箱21驅(qū)動豎直方向電機6反轉(zhuǎn)，使豎直滑塊8下降到下沉極限位置，保證探測腔體9的頭部浸入到礦漿中，儀器開始對礦漿進行分析；當(dāng)該次分析結(jié)束后，控制箱21驅(qū)動豎直方向電機6正轉(zhuǎn)，使豎直滑塊8上升到提升極限位置，保證探測腔體9的頭部高出流槽20。
在整個的過程中，對左位移傳感器10、右位移傳感器11、上位移傳感器12、下位移傳感器13的定位精度進行判斷，當(dāng)出現(xiàn)定位錯誤時整個系統(tǒng)停止運行，并發(fā)出報警信息，具體判斷方法如下:
若滿足或則認為出現(xiàn)定位錯誤，其中=Lhl為左位移傳感器10與右位移傳感器11之間的距離，Lsp為水平滑塊4的左端到右端的距離，Lz為左位移傳感器10檢測到的距離，Ly為右位移傳感器11檢測到的距離，Lh2為上位移傳感器12與下位移傳感器13之間的距離，Lsz為豎直滑塊8的上端到下端的距離，Ls為上位移傳感器12檢測到的距離，Lx為下位移傳感器13檢測到的距離，Hl和H2為經(jīng)驗判斷參數(shù)，L1、Lsp、L2、Lsz可通過對整個裝置的實際測量獲得，Hl和H2可根據(jù)傳感器的允許測量誤差、裝置的允許加工誤差以及相關(guān)經(jīng)驗進行確定。本發(fā)明的有益效果是:一套放射源及測量分析系統(tǒng)可以輪流依次檢測多種礦漿，節(jié)省了放射源的使用數(shù)量，也節(jié)約了儀器的成本；通過位移傳感器能夠進行準(zhǔn)確定位，并且實現(xiàn)了定位故障判斷；渦輪渦桿結(jié)構(gòu)以及螺紋結(jié)構(gòu)很好地克服了水平滑塊4及豎直滑塊8在移動過程中的慣性所導(dǎo)致的停止后與理想目標(biāo)位置的偏差。


圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖(豎直滑塊處于提升極限位置)
圖2是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖(豎直滑塊處于下沉極限位置)
圖3是本發(fā)明的電控系統(tǒng)框圖 圖4是本發(fā)明的程序控制流程圖1框架，2水平方向電機，3水平螺桿，4水平滑塊，5水平移動平板，6豎直方向電機，7豎直螺桿，8豎直滑塊，9探測腔體，10左位移傳感器，11右位移傳感器，12上位移傳感器，13下位移傳感器，14固定栓A, 15固定栓B, 16固定栓C, 17固定栓D, 18固定栓E，19固定栓F，20流槽，21控制箱
具體實施例方式結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)和使用方法。如圖1及圖2所示，在框架I的下部固定有若干平行排列的流槽20，具體數(shù)量與儀器所要分析的礦漿數(shù)量相同。在框架I的上部裝有水平螺桿3和水平方向電機2，水平螺桿3通過固定栓A14、固定栓B15、固定栓C16與框架I固定,并可繞自身的軸心自由旋轉(zhuǎn)，水平螺桿3與水平方向電機2的傳動方式為常規(guī)的渦輪渦桿機構(gòu)。水平螺桿3上制有螺紋，水平螺桿3通過螺紋與水平滑塊4相互嚙合，在水平方向電機2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的帶動作用下，水平滑塊4可以在固定栓B15與固定栓C16之間的區(qū)域內(nèi)向左或向右水平移動。在框架I的左端裝有左位移傳感器10，通過左位移傳感器10可以檢測到水平滑塊4左端與左位移傳感器10之間的距離。在框架I的右端裝有右位移傳感器11，通過右位移傳感器11可以檢測到水平滑塊4右端與右位移傳感器11之間的距離。在水平滑塊4的下部接有水平移動平板5。在水平移動平板5上安裝有豎直方向電機6和豎直螺桿7，豎直螺桿7通過固定栓D17、固定栓E18、固定栓F19與水平移動平板5固定，并可繞自身的軸心自由旋轉(zhuǎn)，豎直螺桿7與豎直方向電機6之間的傳動方式為常規(guī)的渦輪渦桿機構(gòu)。豎直螺桿7上制有螺紋，豎直螺桿7通過螺紋與豎直滑塊8相互嚙合，在豎直方向電機6正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的帶動作用下，豎直滑塊8可以在固定栓E18與固定栓F19之間的區(qū)域內(nèi)向上或向下豎直移動。在水平移動平板5的上端裝有上位移傳感器12，通過上位移傳感器12可以檢測到豎直滑塊8上端與上位移傳感器12之間的距離。在水平移動平板5的下端裝有下位移傳感器13，通過下位移傳感器13可以檢測到豎直滑塊8下端與下位移傳感器13之間的距離。豎直滑塊8與探測腔體9連接，并當(dāng)豎直滑塊8處于提升極限位時保證探測腔體9整體處于流槽20的上方，如圖1所示；當(dāng)豎直滑塊8處于下沉極限位時保證探測腔體9的頭部浸入到流槽20的礦漿中，如圖2所示。本發(fā)明中，位移傳感器可以選用工業(yè)級激光位移傳感器，該傳感器的測量量程大，而且精度能夠達到Imm以內(nèi)。
本發(fā)明裝置的電控系統(tǒng)如圖3所示，其內(nèi)部的電源及控制電路均按常規(guī)電源電路和控制電路組成:
控制箱21為水平方向電機2、豎直方向電機6、左位移傳感器10、右位移傳感器11、上位移傳感器12、下位移傳感器13提供電源，并接收左位移傳感器10、右位移傳感器11、上位移傳感器12、下位移傳感器13的檢測結(jié)果信號，同時能控制水平方向電機2、豎直方向電機6各自的起停、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等運行狀態(tài)。具體應(yīng)用方法如下:
在程序中已經(jīng)預(yù)先設(shè)定了當(dāng)探測腔體9處于第n個流槽20的正上方時水平滑塊4左端到左位移傳感器10的距離Ln、左位移傳感器10與右位移傳感器11之間的距離Lhl、水平滑塊4的左端到右端的距離Lsp、上位移傳感器12與下位移傳感器13之間的距離Lh2、豎直滑塊8的上端到下端的距離Lsz，以及當(dāng)豎直滑塊8分別處于提升極限位置及下沉極限位置時上位移傳感器12所檢測到的距離Lstl及Lxtl，這些距離的數(shù)值可以通過實際測量獲得并寫入程序的數(shù)據(jù)庫中。各種需要進行元素含量分析的礦漿分別從各自對應(yīng)的流槽20中流過，通過控制箱21驅(qū)動水平方向電機2的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶動水平螺桿3正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，使水平滑塊4及水平移動平板5左行或右行，并通過左位移傳感器10的檢測結(jié)果對水平滑塊4進行定位，保證水平滑塊4及水平移動平板5停止時剛好是探測腔體9位于待分析流槽20的正上方。然后控制箱21驅(qū)動豎直方向電機6反轉(zhuǎn)，帶動豎直螺桿7反轉(zhuǎn)，并通過上位移傳感器12的檢測結(jié)果對豎直滑塊8進行定位，使豎直滑塊8下降到下沉極限位置，保證探測腔體9的頭部浸入到礦漿中。儀器開始對礦漿進行檢測分析。當(dāng)該次檢測分析結(jié)束后，控制箱21驅(qū)動豎直方向電機6正轉(zhuǎn)，帶動豎直螺桿7正轉(zhuǎn)，并通過上位移傳感器12的檢測結(jié)果對豎直滑塊8進行定位，使豎直滑塊8上升到提升極限位置，保證探測腔體9的頭部高出流槽20。然后控制箱21根據(jù)預(yù)設(shè)的程序判斷是否繼續(xù)對其他礦漿進行分析，如果沒有則結(jié)束測量過程，如果有則通過控制箱21驅(qū)動水平方向電機2的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)使水平移動平板5左行或右行至探測腔體9位于待分析流槽20的正上方位置，重復(fù)上述過程。結(jié)合圖4對控制過程進行詳細描述:
當(dāng)控制系統(tǒng)啟動后，首先通過上位移傳感器12所檢測到的至豎直滑塊8上端的距離對豎直滑塊8進行定位，判斷是否處于提升極限位置，具體的判斷方法為:上位移傳感器12檢測到的距離Ls與程序中預(yù)先設(shè)好的Lstl進行比較，若不在提升極限位置，則控制豎直方向電機6的轉(zhuǎn)動，以及通過上位移傳感器12的檢測結(jié)果對豎直滑塊8定位，使豎直滑塊8處于提升極限位置；若豎直滑塊8已經(jīng)處于提升極限位置，則直接進入下一步對水平滑塊4進行定位，對水平滑塊4的定位是通過左位移傳感器10的檢測結(jié)果來實現(xiàn)的。然后程序確認根據(jù)預(yù)先設(shè)定的測量順序中即將測量的流槽20，并從數(shù)據(jù)庫中檢查得到若使探測腔體9處于該流槽20正上方時水平滑塊4左端應(yīng)該到左位移傳感器10的距離數(shù)值Ln，并進一步與左位移傳感器10當(dāng)時測量到的實際距離Lz相對比，通過程序的判斷，確認水平滑塊4應(yīng)該向左還是向右移動才能使探測腔體9處于該流槽20的正上方，并通過控制箱21控制水平方向電機2的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)，具體的判斷方式為:若Ln < Lz則水平滑塊4應(yīng)向左移動，水平方向電機2應(yīng)正轉(zhuǎn)；gLn > Lz則水平滑塊4應(yīng)向右移動，水平方向電機2應(yīng)反轉(zhuǎn)；若Ln = Lz則水平滑塊4已經(jīng)抵達預(yù)期位置，水平方向電機2應(yīng)停止轉(zhuǎn)動。
當(dāng)水平滑塊4左行或右行至已經(jīng)使探測腔體9位于待測量流槽20的正上方位置后，控制箱21通過上位移傳感器12的檢測結(jié)果對豎直滑塊8進行定位，并控制豎直方向電機6反轉(zhuǎn)使豎直滑塊8下降至下沉極限位置，即當(dāng)Ls = Lx0時控制豎直方向電機6停止轉(zhuǎn)動，此時探測腔體9的頭部已經(jīng)浸入礦漿中。然后儀器對該種礦漿的檢測分析開始。當(dāng)儀器對該種礦漿的檢測分析結(jié)束后，控制箱21通過上位移傳感器12的檢測結(jié)果對豎直滑塊8進行定位，并控制豎直方向電機6正轉(zhuǎn)使豎直滑塊8上提至提升極限位置，即當(dāng)Ls = Ls0時控制豎直方向電機6停止轉(zhuǎn)動，此時探測腔體9的頭部已經(jīng)高出在流槽20的上方。隨后程序判斷是否還有其他流槽20的礦漿需要繼續(xù)測量，若有，則通過程序確認根據(jù)預(yù)先設(shè)定的測量順序中即將測量的流槽20，并控制水平方向電機2的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)使探測腔體9位于該流槽20的正上方，重復(fù)上述過程；若沒有需要繼續(xù)測量的礦漿，則整個過程結(jié)束。在整個的過程中，對左位移傳感器10、右位移傳感器11、上位移傳感器12、下位移傳感器13的定位精度進行判斷，當(dāng)出現(xiàn)定位錯誤時整個系統(tǒng)停止運行，并發(fā)出報警信息，具體判斷方法如下: 若滿足或則認為出現(xiàn)定位錯誤，其中=Lhl為左位移傳感器10與右位移傳感器11之間的距離，Lsp為水平滑塊4的左端到右端的距離，Lz為左位移傳感器10檢測到的距離，Ly為右位移傳感器11檢測到的距離，Lh2為上位移傳感器12與下位移傳感器13之間的距離，Lsz為豎直滑塊8的上端到下端的距離，Ls為上位移傳感器12檢測到的距離，Lx為下位移傳感器13檢測到的距離，Hl和H2為經(jīng)驗判斷參數(shù)，L1、Lsp、L2、Lsz可通過對整個裝置的實際測量獲得，Hl和H2可根據(jù)傳感器的允許測量誤差、裝置的允許加工誤差以及相關(guān)經(jīng)驗進行確定。應(yīng)用實例:
水平方向電機和豎直方向電機均選用步進電機。位移傳感器均選用市面常規(guī)的工業(yè)級激光位移傳感器。 框架及螺桿等委托機械加工廠家進行外協(xié)加工。設(shè)置參數(shù)如下:
Hl = 8mm ；
H2 = 5mm。
權(quán)利要求
1.一種適合于X熒光多元素分析儀測量的往復(fù)式測量裝置，其特征是: 在框架I的下部固定有若干平行排列的流槽20，在框架I的上部通過固定栓A14、固定栓B15、固定栓C16安裝有水平螺桿3，水平螺桿3可繞自身的軸心自由旋轉(zhuǎn)，框架I安裝有水平方向電機2，水平方向電機2與水平螺桿3的傳動方式為渦輪渦桿機構(gòu)，水平螺桿3上制有螺紋，水平螺桿3通過螺紋與水平滑塊4相互嚙合，在框架I的左端裝有左位移傳感器10，在框架I的右端裝有右位移傳感器11，在水平滑塊4的下部接有水平移動平板5，在水平移動平板5上通過固定栓D17、固定栓E18、固定栓F19安裝有豎直螺桿7，豎直螺桿7可繞自身的軸心自由旋轉(zhuǎn)，在水平移動平板5上安裝有豎直方向電機6,豎直方向電機6與豎直螺桿7之間的傳動方式為渦輪渦桿機構(gòu)，豎直螺桿7上制有螺紋，豎直螺桿7通過螺紋與豎直滑塊8相互嚙合，在水平移動平板5的上端裝有上位移傳感器12，在水平移動平板5的下端裝有下位移傳感器13，豎直滑塊8與探測腔體9連接，并當(dāng)豎直滑塊8處于提升極限位時保證探測腔體9整體處于流槽20的上方，當(dāng)豎直滑塊8處于下沉極限位時保證探測腔體9的頭部浸入到流槽20的礦漿中，裝置各電氣設(shè)施通過線纜與控制箱21聯(lián)接，控制箱21為水平方向電機2、豎直方向電機6、左位移傳感器10、右位移傳感器11、上位移傳感器12、下位移傳感器13提供電源，并接收左位移傳感器10、右位移傳感器11、上位移傳感器12、下位移傳感器13的檢測結(jié)果信號，同時能控制水平方向電機2、豎直方向電機6各自的起停、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等運行狀態(tài)。
2.使用權(quán)利要求1所述的一種適合于X熒光多元素分析儀測量的往復(fù)式測量裝置的使用方法，其特征是: 在儀器對礦漿進行測量時，各種需要進行元素含量分析的礦漿分別從各自對應(yīng)的流槽20中流過，通過控制箱21驅(qū)動水平方向電機2的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，并通過左位移傳感器10的檢測結(jié)果對水平滑塊4進行定位，使探測腔體9按照程序設(shè)定的檢測順序依次位于各個流槽20的正上方，以對不同礦漿按一定的順序進行測量；對某流槽20中礦漿的測量全部過程為:控制箱21驅(qū)動豎直方向電機6反轉(zhuǎn)，使豎直滑塊8下降到下沉極限位置，保證探測腔體9的頭部浸入到礦漿中，儀器開始對礦漿進行分析；當(dāng)該次分析結(jié)束后，控制箱21驅(qū)動豎直方向電機6正轉(zhuǎn)，使豎直滑塊8上升到提升極限位置，保證探測腔體9的頭部高出流槽20 ；在整個的過程中，對左位移傳感器10、右位移傳感器11、上位移傳感器12、下位移傳感器13的定位精度進行判斷，當(dāng)判斷為出現(xiàn)定位錯誤時整個系統(tǒng)停止運行，并發(fā)出報警信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定位錯誤判斷方法，其特征是: 若滿足或則認為出現(xiàn)定位錯誤，其中=Lhl為左位移傳感器10與右位移傳感器11之間的距離，Lsp為水平滑塊4的左端到右端的距離，Lz為左位移傳感器10檢測到的距離，Ly為右位移傳感器11檢測到的距離，Lh2為上位移傳感器12與下位移傳感器13之間的距離，Lsz為豎直滑塊8的上端到下端的距離，Ls為上位移傳感器12檢測到的距離，Lx為下位移傳感器13檢測到的距離，Hl和H2為經(jīng)驗判斷參數(shù)，L1、Lsp, L2、Lsz可通過對整個裝置的實際測量獲得，Hl和H2可根據(jù)傳感器的允許測量誤差、裝置的允許加工誤差以及相關(guān)經(jīng)驗進行確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適合于X熒光多元素分析儀測量的往復(fù)式測量裝置及方法。通過電機驅(qū)動以及位移傳感器的定位配合，控制探測系統(tǒng)按照程序設(shè)定的順序依次對各種礦漿進行往復(fù)式測量，并在整個過程中對位移傳感器的定位精度進行判斷，一旦出現(xiàn)定位錯誤，則整個系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)并報警，保護系統(tǒng)的安全。本發(fā)明僅使用一套放射源及測量分析系統(tǒng)便可以輪流依次檢測多種礦漿，節(jié)省了放射源的使用數(shù)量，也節(jié)約了儀器的成本。
文檔編號G01N23/223GK103163170SQ201210476988
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者張偉, 佟超, 李劍鋒, 龔亞林, 陳樹軍, 于海明, 周洪軍, 尹兆余, 魏曉云, 劉永超, 張建, 趙龍, 畢然, 劉業(yè)紹 申請人:丹東東方測控技術(shù)有限公司