一种无源灰分测量系统及方法与流程

本发明涉及煤炭灰分在线测量技术领域，具体来说，涉及一种无源灰分测量系统及方法。

背景技术：

在线煤炭灰分的测量技术是基于核辐射探测技术的煤炭灰分测量方法，包括含源测量法和无源测量法。

含源法在目前我国的煤炭加工与利用企业实际应用中，普遍使用基于双能量伽马射线透射法的在线煤炭灰分测量仪，这种方法使用两枚放射源。依据中国现行对放射性物质生产、销售、购买、使用、运输、存储、报废、丢失等一系列相关法律、法规的严格规定，中国用户购买使用含放射源设备，必须经过环保、公安、卫生等相关部门的审批及备案后才可获得批准购买、使用，所以对于使用含放射源设备用户很不方便。同时，出于对安全及防恐、反恐的要求，在使用中不仅需要对放射源进行专人专职管理，使用含放射源设备用户还要具备相应的安防技控设备系统，防止放射性丢失、泄漏，污染环境危害人体健康，或被恐怖分子制作成脏弹危害社会，所以对于使用含放射源设备用户责任也比较重大。

申请号为CN201410419690.4，公开号为 CN104198503A发明专利，公开了基于自然伽马射线在线测量煤灰分系统及方法。此系统具有γ射线探测系统，将电子皮带秤与无源测灰仪绑定在一起，增加了用户的成本，同时也不便于系统的标定维护工作，没有自动清扫装置，没有配备料重料厚测量装置，无法实时测量料重料厚等参数，无法提供准确的带式输送机上煤流的产量数据，需经主机的校正补偿得到被测煤流的灰分。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种无源灰分测量系统及方法，以克服现有技术存在的上述不足。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种无源灰分测量系统，其包括数据采集系统、现场仪器总控制箱和远端工控计算机运算处理显示自控系统，所述数据采集系统和现场仪器总控制箱之间，所述现场仪器总控制箱和远端工控计算机运算处理显示自控系统之间均通过信号传输线缆通信连接;所述数据采集系统包括铅防护外罩和料重料厚动态测量装置，所述铅防护外罩内部设置有支架，所述支架上设置有射线闪烁探测装置和自动清扫装置。

进一步的，所述现场仪器总控制箱包括脉冲幅度分析器、下位机主机模块、下位机扩展模块、恒温装置、恒温控制输出器、直流供电一、直流供电二、交流滤波和短路保护空气开关。

进一步的，所述远端工控计算机运算处理显示自控系统包括LED现场显示屏幕以及与LED现场显示屏幕通信连接的工业控制计算机。

进一步的，所述工业控制计算机连接打印机和局域网。

进一步的，所述料重料厚动态测量装置为电子皮带秤、激光皮带秤或超声波物料测量仪。

进一步的, 所述自动清扫装置包括电动执行机构和擦扫器件。

一种无源灰分测量方法，包括以下步骤：

S1：煤皮带上煤流中灰分发出的放射性物质发射出的高能伽马射线透过输煤皮带，被射线闪烁探测装置接收到；

S2：射线闪烁探测装置将辐射的光子转换为能谱电脉冲信号，并把该信号传送给现场仪器总控制箱，同时，料重料厚测量装置将检测到的实时煤流负荷信息转换成电信号传送给现场仪器总控制箱；

S3: 现场仪器总控制箱分析处理电脉冲信号，计算出能谱峰面积数据，将能谱峰面积数据与实时负荷数据转换为数字信号经运算处理后传输给远端工控计算机运算处理显示自控系统；

S4:远端工控计算机运算处理显示自控系统根据静态标定数据计算出实时灰分值，可以在工控计算机的显示屏显示，也可以在LED现场显示屏幕上显示出来。

本发明的有益效果：本发明采用无源法实时测量煤灰分值，适用于普通输送带、钢丝带上煤灰分的测量，同时能与带式输送机上同时配套或原有的检测煤流产量的计量设备输出信号相连接，提供准确的带式输送机上煤流的产量数据。省去了与放射源有关的一些检测设备和装备及相关的繁琐事物，省时省力，安全省责任，适用范围广，同时检测数据实时性强，数据处理功能强，模块化设计，安装简便易行，标定方便，被测带式输送机上煤流的截面更广，可提供更准确的灰分数据，且检测为非接触式，适用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的一种无源灰分测量系统的结构示意图。

图2是根据本发明实施例所述的一种无源灰分测量系统的现场仪器总控制箱的电路系统示意图。

1、数据采集系统；2、现场仪器总控制箱；3、远端工控计算机运算处理显示自控系统；4、信号传输线缆；5、铅防护外罩；6、料重料厚动态测量装置；7、支架；8、射线闪烁探测装置；9、自动清扫装置；10、LED现场显示屏幕；11、工业控制计算机；12、下位机扩展模块；13、恒温装置；14、恒温控制输出器；15、直流供电一；16、直流供电二；17、脉冲幅度分析器；18、下位机主机模块；19、交流滤波器；20、短路保护空气开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，本发明实施例所述的一种无源灰分测量系统，包括数据采集系统1、现场仪器总控制箱2和远端工控计算机运算处理显示自控系统3，所述数据采集系统1与现场仪器总控制箱2之间，所述现场仪器总控制箱2与远端工控计算机运算处理显示自控系统3之间均通过信号传输线缆4通信连接，所述数据采集系统1包括铅防护外罩5和料重料厚动态测量装置6，所述铅防护外罩5内部设置有支架7，所述支架7上设置有射线闪烁探测装置8和自动清扫装置9。

所述现场仪器总控制箱2包括脉冲幅度分析器17、下位机主机模块18、下位机扩展模块12、恒温装置13、恒温控制输出器14、直流供电一15、直流供电二16、交流滤波器19和短路保护空气开关20。

所述远端工控计算机运算处理显示自控系统3包括LED现场显示屏幕10以及与LED现场显示屏幕10通信连接的工业控制计算机11。

所述工业控制计算机11连接打印机和局域网。

所述料重料厚动态测量装置6为电子皮带秤、激光皮带秤、微机核子皮带秤或超声波物料测量仪等任何方式的皮带动态称重计量装置的一种。

所述自动清扫装置9包括电动执行机构和擦扫器件。

所述测量系统的测量精度为：当待测灰分在15% 以下时，灰分测量精度为±0.5% ；当待测灰分在15%～30 %时，灰分测量精度为±1.5% ；当待测灰分在30 %以上时，灰分测量精度为±2.5% 。

本发明实施例所述的无源灰分测量方法，包括以下步骤：

S1：煤皮带上煤流中灰分发出的放射性物质发射出的高能伽马射线透过输煤皮带，被射线闪烁探测装置8接收到；

S2：射线闪烁探测装置8将辐射的光子转换为能谱电脉冲信号，并把该信号传送给现场仪器总控制箱2，同时，料重料厚测量装置6将检测到的实时煤流负荷信息转换成电信号传送给现场仪器总控制箱2；

S3: 现场仪器总控制箱2分析处理电脉冲信号，计算出能谱峰面积数据，将能谱峰面积数据与实时负荷数据转换为数字信号经运算处理后传输给远端工控计算机运算处理显示自控系统3；

S4:远端工控计算机运算处理显示自控系统3根据静态标定数据计算出实时灰分值，可以在工控计算机的显示屏显示，也可以在LED现场显示屏幕16上显示出来。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，一种无源灰分测量系统及方法，采用无源法实时测量煤灰分值，适用于普通输送带、钢丝带上煤灰分的测量，同时能与带式输送机上同时配套或原有的检测煤流产量的计量设备输出信号相连接，提供准确的带式输送机上煤流的产量数据。省去了与放射源有关的一些检测设备和装备及相关的繁琐事物，省时省力，安全省责任，适用范围广，同时检测数据实时性强，数据处理功能强，模块化设计，安装简便易行，标定方便，被测带式输送机上煤流的截面更广，可提供更准确的灰分数据，且检测为非接触式，适用范围广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。