专利名称：一种多点式煤炭灰分检测方法
技术领域：
本发明涉及煤炭灰分检测方法，具体涉及一种多点式煤炭灰分检测方法。
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。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。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Csl37、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Csl37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系统，由数据处理解谱系统进行数据处理。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。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种多点式煤炭灰分检测方法，利用自动均匀卸灰阀系统在测量周期内连续均匀卸料，实现了在测量周期内连续多点测量，解决了传统双能灰分仪单点测量的代表性问题，有效地提高了测量的代表性和准确性。为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案一种多点式煤炭灰分检测方法，所述方法包括以下步骤步骤I.采集中/低能伽玛射线光谱信号和特征X射线；步骤2.处理采集的信号；步骤3.计算并在线显示煤炭的灰分含量。所述步骤I中，所述中/低能伽玛射线分别由中能伽玛源Cs-137和低能伽玛源Am-241发出，所述中能伽玛源Cs-137放置于源防护体A内的准直孔A中，其中心在准直孔A的中心轴线上，所述准直孔A的孔深为7cm ;所述低能伽玛源Am-241放置于源防护体B内的准直孔B中，其中心在准直孔B的中心轴线上，所述准直孔B的孔深为5cm。通过射线探测器采集所述中/低能伽玛射线光谱信号，所述射线探测器包括射线探测器A和射线探测器B ;所述中能伽玛源Cs-137发射的伽玛光子照射煤样仓A中的煤炭样品，射线探测器A采集透过煤炭样品的中能伽玛射线光谱信号；所述低能伽玛源Am-241发射的伽玛光子照射煤样仓B中的煤炭样品，射线探测器B采集透过煤炭样品的低能伽玛射线光谱信号，所述射线探测器A和射线探测器B输出端分别通过放大器A、放大器B与多道数据分析谱仪的输入端相连接。所述煤样仓A和煤样仓B组成煤样仓，两者沿煤样仓轴向从上至下依次设置，所述煤样仓为漏斗形，所述煤样仓A和煤样仓B间以及煤样仓B的下部分别设有挡板A和挡板B，所述挡板A和挡板B均与所述煤样仓轴向垂直。所述煤样仓A与煤样仓B的体积相同，所述煤样仓A横截面积大于所述煤样仓B的横截面积，所述煤样仓A的高度低于所述煤样仓B的高度。所述煤样仓A上底面设有连接采样机弃样出口的测量位入口，所述煤样仓B下底面设有连接自动卸灰阀的测量位出口，所述自动卸灰阀与所述煤样仓B相连接。 卸灰阀系统包括所述自动卸灰阀、减速器和减速电机，煤炭流量控制系统控制所述减速器和所述减速电机；所述自动卸灰阀为星形卸灰阀，包括壳体、叶轮和端盖；所述减速电机通过联轴带动所述叶轮转动，把所述壳体上部的物料均勻带到下部。所述步骤I中，所述低能伽玛射线照射并激发煤炭样品中铁、钙、铝的特征X射线，硅漂移探测器收集所述特征X射线，并将输出信号经放大器C传输给所述多道数据分析谱仪。所述步骤2中，多道数据分析谱仪对采集的信号进行A/D转换和数字信号处理。所述步骤3中，数据处理及解谱系统计算煤炭的灰分含量并通过显示系统在线显
/Jn o所述电控机包括主控系统、电源、煤炭流量控制系统、所述数据处理及解谱系统、显示系统和信号传输系统；所述多道数据分析谱仪的输出端连接所述信号传输系统；所述主控系统将多道数据分析谱仪处理后的信号通过所述信号传输系统传输给数据处理及解谱系统；所述数据处理及解谱系统计算同一批次煤炭的灰分含量并通过显示系统进行在线显不。所述主控系统控制煤炭流量控制系统，所述煤炭流量控制系统控制挡板A和挡板B的抽出以及送回原位，控制煤炭样品的测量时间，所述煤炭流量控制系统控制煤炭样品的测量时间为1-2分钟。所述源防护体A和源防护体B组成源防护体，所述源防护体A和源防护体B分别设有有机玻璃窗A和有机玻璃窗B，所述有机玻璃窗A和有机玻璃窗B的厚度均为1_ ;所述中能伽玛源Cs-137发射的伽玛光子穿过轻质有机玻璃窗A通过准直孔A照射煤样仓A里的煤炭样品，低能伽玛源Am-241发射的伽玛光子穿过轻质有机玻璃窗B通过准直孔B照射煤样仓B里的煤炭样品。所述源防护体A和源防护体B主体材料均为铅，两者的外壳所用的材料均是碳含量为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A、放大器B和放大器C均为光电倍增管。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于I)设置了连续自动卸灰阀系统，在测量周期内，均匀连续地通过测量轴线，实现灰分的多点连续测量，有效地避免了传统双能咖玛技术的单点测量对物料不均匀性测量的代表性差的问题；2)低能伽玛源Am241既发射低能伽玛射线，又充当X射线的激发源；3)本方法简单可靠，测量精度较高，适于煤种多变的复杂场合。
图I是多点式煤炭灰分检测方法实现示意图； 图2是源防护体的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细说明。如图I-图2，一种多点式煤炭灰分检测方法，所述方法包括以下步骤步骤I.采集中/低能伽玛射线光谱信号和特征X射线；步骤2.处理采集的信号；步骤3.计算并在线显示煤炭的灰分含量。所述步骤I中，所述中/低能伽玛射线分别由中能伽玛源Cs-137和低能伽玛源Am-241发出，所述中能伽玛源Cs-137放置于源防护体A内的准直孔A中，其中心在准直孔A的中心轴线上，所述准直孔A的孔深为7cm ;所述低能伽玛源Am-241放置于源防护体B内的准直孔B中，其中心在准直孔B的中心轴线上，所述准直孔B的孔深为5cm。通过射线探测器采集所述中/低能伽玛射线光谱信号，所述射线探测器包括射线探测器A和射线探测器B ;所述中能伽玛源Cs-137发射的伽玛光子照射煤样仓A中的煤炭样品，射线探测器A采集透过煤炭样品的中能伽玛射线光谱信号；所述低能伽玛源Am-241发射的伽玛光子照射煤样仓B中的煤炭样品，射线探测器B采集透过煤炭样品的低能伽玛射线光谱信号，所述射线探测器A和射线探测器B输出端分别通过放大器A、放大器B与多道数据分析谱仪的输入端相连接。所述煤样仓A和煤样仓B组成煤样仓，两者沿煤样仓轴向从上至下依次设置，所述煤样仓为漏斗形，所述煤样仓A和煤样仓B间以及煤样仓B的下部分别设有挡板A和挡板B，所述挡板A和挡板B均与所述煤样仓轴向垂直。所述煤样仓A与煤样仓B的体积相同，所述煤样仓A横截面积大于所述煤样仓B的横截面积，所述煤样仓A的高度低于所述煤样仓B的高度。所述煤样仓A上底面设有连接采样机弃样出口的测量位入口，所述煤样仓B下底面设有连接自动卸灰阀的测量位出口，所述自动卸灰阀与所述煤样仓B相连接。卸灰阀系统包括所述自动卸灰阀、减速器和减速电机，煤炭流量控制系统控制所述减速器和所述减速电机；所述自动卸灰阀为星形卸灰阀，包括壳体、叶轮和端盖；所述减速电机通过联轴带动所述叶轮转动，把所述壳体上部的物料均勻带到下部。所述步骤I中，所述低能伽玛射线照射并激发煤炭样品中铁、钙、铝的特征X射线，硅漂移探测器收集所述特征X射线，并将输出信号经放大器C传输给所述多道数据分析谱仪。所述步骤2中，多道数据分析谱仪对采集的信号进行A/D转换和数字信号处理。所述步骤3中，数据处理及解谱系统计算煤炭的灰分含量并通过显示系统在线显
/Jn o所述电控机包括主控系统、电源、煤炭流量控制系统、所述数据处理及解谱系统、显示系统和信号传输系统；所述多道数据分析谱仪的输出端连接所述信号传输系统；所述主控系统将多道数据分析谱仪处理后的信号通过所述信号传输系统传输给数据处理及解谱系统；所述数据处理及解谱系统计算同一批次煤炭的灰分含量并通过显示系统进行在线显不。所述主控系统控制煤炭流量控制系统，所述煤炭流量控制系统控制挡板A和挡板B的抽出以及送回原位，控制煤炭样品的测量时间，所述煤炭流量控制系统控制煤炭样品的 测量时间为1-2分钟。所述源防护体A和源防护体B组成源防护体，所述源防护体A和源防护体B分别设有有机玻璃窗A和有机玻璃窗B，所述有机玻璃窗A和有机玻璃窗B的厚度均为1_ ;所述中能伽玛源Cs-137发射的伽玛光子穿过轻质有机玻璃窗A通过准直孔A照射煤样仓A里的煤炭样品，低能伽玛源Am-241发射的伽玛光子穿过轻质有机玻璃窗B通过准直孔B照射煤样仓B里的煤炭样品。所述源防护体A和源防护体B主体材料均为铅，两者的外壳所用的材料均是碳含量为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A、放大器B和放大器C均为光电倍增管。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。
权利要求
1.一种多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于所述方法包括以下步骤 步骤I.采集中/低能伽玛射线光谱信号和特征X射线； 步骤2.处理采集的信号； 步骤3.计算并在线显示煤炭的灰分含量。
2.根据权利要求I所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于所述步骤I中，所述中/低能伽玛射线分别由中能伽玛源Cs-137和低能伽玛源Am-241发出，所述中能伽玛源Cs-137放置于源防护体(A)内的准直孔(A)中，其中心在准直孔(A)的中心轴线上，所述准直孔(A)的孔深为7cm;所述低能伽玛源Am-241放置于源防护体⑶内的准直孔⑶中，其中心在准直孔(B)的中心轴线上，所述准直孔(B)的孔深为5cm。
3.根据权利要求2所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于通过射线探测器采集所述中/低能伽玛射线光谱信号，所述射线探测器包括射线探测器(A)和射线探测器(B);所述中能伽玛源Cs-137发射的伽玛光子照射煤样仓(A)中的煤炭样品，射线探测器(A)采集透过煤炭样品的中能伽玛射线光谱信号；所述低能伽玛源Am-241发射的伽玛光子照射煤样仓(B)中的煤炭样品，射线探测器(B)采集透过煤炭样品的低能伽玛射线光谱信号，所述射线探测器(A)和射线探测器(B)输出端分别通过放大器(A)、放大器(B)与多道数据分析谱仪的输入端相连接。
4.根据权利要求3所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于所述煤样仓(A)和煤样仓(B)组成煤样仓，两者沿煤样仓轴向从上至下依次设置，所述煤样仓为漏斗形，所述煤样仓(A)和煤样仓(B)间以及煤样仓(B)的下部分别设有挡板(A)和挡板(B)，所述挡板(A)和挡板(B)均与所述煤样仓轴向垂直。
5.根据权利要求4所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于所述煤样仓(A)与煤样仓(B)的体积相同，所述煤样仓(A)横截面积大于所述煤样仓(B)的横截面积，所述煤样仓(A)的高度低于所述煤样仓(B)的高度。
6.根据权利要求5所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于所述煤样仓(A)上底面设有连接采样机弃样出口的测量位入口，所述煤样仓(B)下底面设有连接自动卸灰阀的测量位出口，所述自动卸灰阀与所述煤样仓(B )相连接。
7.根据权利要求6所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于卸灰阀系统包括所述自动卸灰阀、减速器和减速电机，煤炭流量控制系统控制所述减速器和所述减速电机；所述自动卸灰阀为星形卸灰阀，包括壳体、叶轮和端盖；所述减速电机通过联轴带动所述叶轮转动，把所述壳体上部的物料均匀带到下部。
8.根据权利要求I所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于所述步骤I中，所述低能伽玛射线照射并激发煤炭样品中铁、钙、铝的特征X射线，硅漂移探测器收集所述特征X射线，并将输出信号经放大器(C)传输给所述多道数据分析谱仪。
9.根据权利要求I所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于所述步骤2中，多道数据分析谱仪对采集的信号进行A/D转换和数字信号处理。
10.根据权利要求I所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于所述步骤3中，数据处理及解谱系统计算煤炭的灰分含量并通过显示系统在线显示。
11.根据权利要求10所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于所述电控机包括主控系统、电源、煤炭流量控制系统、所述数据处理及解谱系统、显示系统和信号传输系统；所述多道数据分析谱仪的输出端连接所述信号传输系统；所述主控系统将多道数据分析谱仪处理后的信号通过所述信号传输系统传输给数据处理及解谱系统；所述数据处理及解谱系统计算同一批次煤炭的灰分含量并通过显示系统进行在线显示。
12.根据权利要求11所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于所述主控系统控制煤炭流量控制系统，所述煤炭流量控制系统控制挡板(A)和挡板(B)的抽出以及送回原位，控制煤炭样品的测量时间。
13.根据权利要求12所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于所述煤炭流量控制系统控制煤炭样品的测量时间为1-2分钟。
14.根据权利要求2所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于所述源防护体(A)和源防护体(B)组成源防护体，所述源防护体(A)和源防护体(B)分别设有有机玻璃窗(A)和有机玻璃窗(B)，所述有机玻璃窗(A)和有机玻璃窗(B)的厚度均为Imm ;所述中能伽玛源Cs-137发射的伽玛光子穿过轻质有机玻璃窗(A)通过准直孔(A)照射煤样仓(A)里的煤炭样品，低能伽玛源Am-241发射的伽玛光子穿过轻质有机玻璃窗(B)通过准直孔(B)照射煤样仓(B)里的煤炭样品。
15.根据权利要求14所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于所述源防护体(A)和源防护体(B)主体材料均为铅，两者的外壳所用的材料均是碳含量为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。
16.根据权利要求3或8所述的多点式煤炭灰分检测方法，其特征在于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(A)、放大器(B)和放大器(C)均为光电倍增管。
全文摘要
本发明提供一种多点式煤炭灰分检测方法，所述方法包括以下步骤采集中/低能伽玛射线光谱信号和特征X射线；处理采集的信号；计算并在线显示煤炭的灰分含量。本发明中低能伽玛源Am241既充当低能伽玛源来发射低能伽玛射线，又充当特征X射线的激发源；自动卸灰阀系统，在测量周期内，均匀连续地通过测量轴线，实现灰分的多点连续测量，有效地避免了传统双能咖玛技术的单点测量对物料不均匀性测量的代表性差的问题；且本方法简单可靠，测量精度较高，适于煤种多变的复杂场合。
文档编号G01N23/22GK102778470SQ20121020306
公开日2012年11月14日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者柳威, 贾文宝 申请人:内蒙古立信测控技术有限公司