本發(fā)明涉及物料檢測，尤其涉及一種針對物料進行摻雜檢測的方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、對于常見的固體物料例如廢鋼和礦石而言，摻雜會影響廢鋼和礦石的質(zhì)量和性能，且摻雜物質(zhì)在冶煉過程中會產(chǎn)生有害氣體或影響爐料的熔化特性。有害氣體釋放到環(huán)境中會造成環(huán)境污染，增加工業(yè)安全風(fēng)險；影響爐料的熔化特性的摻雜物質(zhì)會干擾冶煉工藝，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低，增加能源消耗和成本。對固體物料中的摻雜進行檢測可以確保物料符合特定的工業(yè)標(biāo)準和要求。

2、以廢鋼的回收為例，廢鋼料型種類多，常見的大類有常規(guī)散料、破碎料、生鐵、破碎壓塊、工業(yè)壓塊。對于常規(guī)散料和破碎料，一般采用人工隨機取樣抽檢進行堆比重和篩雜檢驗；對于生鐵，一般采用人工隨機取樣后成分分析，成分分析的過程約需2天，檢驗周期長；對于破碎壓塊（例如破碎料壓塊、刨花壓塊），一般采用出水率方式檢驗計算，這種檢測方式成本比較高，例如1噸中頻爐熔煉每次檢驗成本超過5000元，且該檢驗方法決定了無法進行批量檢驗，只能采用抽檢模式。

3、對于工業(yè)壓塊類廢鋼而言，其占比最大，約60%，這一類廢鋼來源復(fù)雜、種類繁多，人工檢驗無法進行有效量化，檢驗結(jié)果的優(yōu)劣取決于檢驗人員個人技能情況和責(zé)任心，也沒有規(guī)定性的判定標(biāo)準，各鋼廠近幾年均有廢鋼檢驗違反規(guī)定侵害公司利益的案例，壓塊廢鋼的加工方式和檢驗方式，導(dǎo)致部分不法供應(yīng)商容易產(chǎn)生博弈思維，近年來檢驗發(fā)現(xiàn)的廢鋼摻雜使假案例多數(shù)發(fā)生在壓塊廢鋼中。

4、不論何種類型的廢鋼，人工取樣均存在樣品代表性不足的風(fēng)險，并且檢測過程嚴重依賴人的經(jīng)驗，主觀因素多，管理難度大，檢測結(jié)果不夠準確和客觀。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種針對物料進行摻雜檢測的方法、裝置及系統(tǒng)，以解決人工進行摻雜檢測時不準確、不客觀、難度大的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的及其它相關(guān)目的，本發(fā)明提供了一種針對物料進行摻雜檢測的方法，包括：獲取快中子透射待檢測物料前的第一強度以及透射后的第二強度，還獲取所述待檢測物料的伽馬能譜數(shù)據(jù)；根據(jù)所述第一強度和所述第二強度，得到所述待檢測物料的中子宏觀截面；根據(jù)所述待檢測物料的中子宏觀截面和預(yù)設(shè)的未摻雜物料的中子宏觀截面，判斷有無摻雜；根據(jù)所述待檢測物料的伽馬能譜數(shù)據(jù)，得到所述待檢測物料中元素類別及含量。

3、于本發(fā)明一實施例中，按如下公式計算所述待檢測物料的中子宏觀截面：，式中，i0為第一強度，i為第二強度，為待檢測物料的中子宏觀截面，t為待檢測物料的厚度。

4、于本發(fā)明一實施例中，根據(jù)所述待檢測物料的中子宏觀截面和預(yù)設(shè)的未摻雜物料的中子宏觀截面，判斷有無摻雜，包括：根據(jù)所述待檢測物料的中子宏觀截面和預(yù)設(shè)的不摻雜物料的中子宏觀截面，得到中子宏觀截面差值；判斷所述中子宏觀截面差值是否大于不摻雜物料的中子宏觀截面和預(yù)設(shè)比例的乘積：如果是，則所述待檢測物料中有摻雜；如果否，則所述待檢測物料中沒有摻雜。

5、于本發(fā)明一實施例中，根據(jù)所述待檢測物料的伽馬能譜數(shù)據(jù)，得到所述待檢測物料中元素類別及含量，包括：根據(jù)所述待檢測物料的伽馬能譜數(shù)據(jù)，得到能譜圖；根據(jù)所述能譜圖中特征峰，得到所述待檢測物料中的元素類別；利用蒙特卡羅庫最小二乘法解析所述能譜圖，得到所述待檢測物料中各元素的含量。

6、為實現(xiàn)上述目的及其它相關(guān)目的，本發(fā)明還提供了一種針對物料進行摻雜檢測的裝置，包括：數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取快中子透射待檢測物料前的第一強度以及透射后的第二強度，還獲取所述待檢測物料的伽馬能譜數(shù)據(jù)；計算單元，用于根據(jù)所述第一強度和所述第二強度，得到所述待檢測物料的中子宏觀截面；判斷單元，用于根據(jù)所述待檢測物料的中子宏觀截面和預(yù)設(shè)的未摻雜物料的中子宏觀截面，判斷有無摻雜；分析單元，用于根據(jù)所述待檢測物料的伽馬能譜數(shù)據(jù)，得到所述待檢測物料中元素類別及含量。

7、為實現(xiàn)上述目的及其它相關(guān)目的，本發(fā)明還提供了一種針對物料進行摻雜檢測的系統(tǒng)，包括：中子源，設(shè)置于待檢測物料的一側(cè)，用于產(chǎn)生快中子；第一慢化板，設(shè)置于所述中子源和所述待檢測物料之間，用于慢化所述快中子，得到熱中子；中子探測器，用于檢測透射所述待檢測物料后的快中子；伽馬探測器，用于檢測所述熱中子與所述待檢測物料發(fā)生反應(yīng)所產(chǎn)生的伽馬射線；控制單元，用于控制所述中子源，并接收所述中子探測器和所述伽馬探測器的檢測數(shù)據(jù)，并按照如上所述的方法對所述待檢測物料進行檢測；以及屏蔽單元，用于屏蔽檢測區(qū)域。

8、于本發(fā)明一實施例中，所述控制模塊包括：指令發(fā)出單元，用于發(fā)出指令至所述中子源，以控制所述中子源按所述指令產(chǎn)生快中子；數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)所述指令，計算所述中子源發(fā)出的快中子的強度，得到所述第一強度；第一數(shù)字化多道板，用于對接收到的所述中子探測器的檢測數(shù)據(jù)進行處理，得到所述第二強度；第二數(shù)字化多道板，用于對接收到的所述伽馬探測器的檢測數(shù)據(jù)進行處理，得到所述伽馬能譜數(shù)據(jù)；以及摻雜檢測裝置，用于對所述待檢測物料進行檢測。

9、于本發(fā)明一實施例中，所述系統(tǒng)還包括輸送帶；所述待檢測物料位于所述輸送帶上；所述中子源設(shè)置于所述待檢測物料的上方或所述輸送帶的下方；所述中子探測器設(shè)置于所述待檢測物料遠離所述中子源的一側(cè)；所述伽馬探測器設(shè)置于所述待檢測物料的側(cè)面和/或上方。

10、于本發(fā)明一實施例中，所述屏蔽單元包括第二慢化板和石墨；所述第二慢化板設(shè)置于所述待檢測物料位于所述輸送帶輸送方向的兩側(cè)；所述第一慢化板設(shè)置于所述待檢測物料的上方，所述石墨設(shè)置于所述第一慢化板的上側(cè)，所述石墨朝向所述第一慢化板的一側(cè)設(shè)有凹口用于安裝所述中子源。

11、于本發(fā)明一實施例中，位于所述石墨凹口處的第一慢化板的板體薄于其他位置，以實現(xiàn)經(jīng)過所述第一慢化板后的中子里同時包括快中子和熱中子。

12、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提出的一種針對物料進行摻雜檢測的方法、裝置及系統(tǒng)，該方法采用全新的中子活化分析技術(shù)實現(xiàn)量化無損判斷待檢測物料的摻雜情況，一方面基于中子宏觀截面這個物理量，探測快中子的穿透產(chǎn)額的變化，并以此來快速判斷物料中是否有摻雜的可能性，另一方面基于伽馬能譜數(shù)據(jù)進行更加深入的分析，以得到待檢測物料中元素類別和含量；同時，該檢測過程為全自動進行的，無需人為干預(yù)，避免了人工檢驗的諸多不足。

技術(shù)特征：

1.一種針對物料進行摻雜檢測的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對物料進行摻雜檢測的方法，其特征在于，按如下公式計算所述待檢測物料的中子宏觀截面：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對物料進行摻雜檢測的方法，其特征在于，根據(jù)所述待檢測物料的中子宏觀截面和預(yù)設(shè)的未摻雜物料的中子宏觀截面，判斷有無摻雜，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對物料進行摻雜檢測的方法，其特征在于，根據(jù)所述待檢測物料的伽馬能譜數(shù)據(jù)，得到所述待檢測物料中元素類別及含量，包括：

5.一種針對物料進行摻雜檢測的裝置，其特征在于，包括：

6.一種針對物料進行摻雜檢測的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針對物料進行摻雜檢測的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針對物料進行摻雜檢測的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括輸送帶；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的針對物料進行摻雜檢測的系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽單元包括第二慢化板和石墨；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的針對物料進行摻雜檢測的系統(tǒng)，其特征在于，位于所述石墨凹口處的第一慢化板的板體薄于其他位置，以實現(xiàn)經(jīng)過所述第一慢化板后的中子里同時包括快中子和熱中子。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種針對固體物料摻雜的檢測方法、裝置及系統(tǒng)，該方法包括：獲取快中子透射待檢測物料前的第一強度以及透射后的第二強度，以及待檢測物料的伽馬能譜數(shù)據(jù)；根據(jù)第一強度和第二強度，得到待檢測物料的中子宏觀截面；根據(jù)待檢測物料的中子宏觀截面和預(yù)設(shè)的未摻雜物料的中子宏觀截面，判斷有無摻雜；根據(jù)待檢測物料的伽馬能譜數(shù)據(jù)得到待檢測物料中元素類別及含量。該方法實現(xiàn)了量化無損判斷待檢測固體物料的摻雜情況，通過探測快中子的穿透產(chǎn)額的變化，來快速判斷物料中是否有摻雜的可能性，并基于伽馬能譜數(shù)據(jù)進行更加深入的分析；該檢測過程為全自動進行的，無需人為干預(yù)，避免了人工檢驗的諸多不足。

技術(shù)研發(fā)人員：劉世勝,王智健,聶曉強
受保護的技術(shù)使用者：合肥金星智控科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19