煤矿分析系统及方法与流程

本发明涉及煤矿分析技术领域，具体而言，涉及一种煤矿分析系统及方法。

背景技术：

目前，对于煤矿行业的在线无损分析，大都是基于同位素放射源(γ源)作为样品轰击射线的，同位素源一旦被制造出来，其放射性就会一直存在，直到其衰变耗尽，同位素放射源对人体及环境具有极大的危害。且由于国家相关部门对放射源的监管十分严格，拥有放射源使用、管理、存储资质的企业少之又少，对外出售要求十分繁琐，因而通过同位素放射源实现煤矿行业的在线无损分析既极具危害又不易于实现。因此，如何安全方便的实现煤矿行业的在线无损分析，是目前煤矿行业所面临的一大难题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种煤矿分析系统及方法以改善上述问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种煤矿分析系统，所述煤矿分析系统包括：X射线管、滤光片、输送机构、射线探测器、多道分析仪和控制主机，所述滤光片、所述输送机构和所述射线探测器沿所述X射线管的光路方向依次设置，所述射线探测器、所述多道分析仪以及所述控制主机依次电性连接；

所述滤光片用于对所述X射线管发出的X射线进行过滤，以便过滤后的所述X射线入射至所述输送机构上的煤矿以产生受激射线，所述射线探测器用于检测所述受激射线，所述多道分析仪用于分析检测到的所述受激射线的脉冲幅度，所述控制主机用于根据所述脉冲幅度得到所述输送机构上的煤矿中各成分的含量。

优选地，所述控制主机用于根据所述脉冲幅度得到所述输送机构上于多个时间点的煤矿中各成分的含量。

优选地，所述控制主机还用于根据预定时间段内所有时间点的煤矿中各成分的含量，得到所述预定时间段内的煤矿中各成分的平均含量。

优选地，煤矿分析系统还包括扬声器，所述扬声器与所述控制主机电性连接，所述控制主机还用于当煤矿中灰分的平均含量高于设定的阈值时，向所述扬声器发送控制信息以使所述扬声器发出提示语言，以及记录煤矿中灰分的平均含量。

优选地，所述射线探测器还用于在检测到所述受激射线后，对检测到的所述受激射线进行放大处理。

第二方面，本发明实施例提供了一种煤矿分析方法，所述煤矿分析方法包括：

通过滤光片对X射线管发出的X射线进行过滤，以便过滤后的所述X射线入射至所述输送机构上的煤矿以产生受激射线；

利用射线探测器检测所述受激射线；

通过所述多道分析仪分析检测到的所述受激射线的脉冲幅度；

通过控制主机根据所述脉冲幅度得到所述输送机构上的煤矿中各成分的含量。

优选地，所述通过控制主机根据所述脉冲幅度得到所述输送机构上的煤矿中各成分的含量的步骤包括：

通过所述控制主机根据所述脉冲幅度得到所述输送机构上于多个时间点的煤矿中各成分的含量。

优选地，在所述通过所述控制主机根据所述脉冲幅度得到所述输送机构上于多个时间点的煤矿中各成分的含量后，所述方法还包括：

通过所述控制主机根据预定时间段内所有时间点的煤矿中各成分的含量，得到所述预定时间段内的煤矿中各成分的平均含量。

优选地，所述方法还包括：

当煤矿中灰分的平均含量高于设定的阈值时，通过所述控制主机向扬声器发送控制信息以使所述扬声器发出提示语言，以及记录煤矿中灰分的平均含量。

优选地，在利用射线探测器检测所述受激射线后，所述方法还包括：

利用射线探测器对对检测到的所述受激射线进行放大处理。

对于现有技术，本发明提供的煤矿分析系统及方法具有如下的有益效果：

本发明提供的煤矿分析系统及方法通过滤光片对X射线管发出的X射线进行过滤并入射至所述输送机构上的煤矿产生受激射线，然后检测受激射线并通过多道分析仪分析受激射线的脉冲幅度，最后在通过控制主机分析脉冲幅度从而分析出的煤矿中各成分的含量。较传统的通过同位素放射源的方式，本发明提供的煤矿分析系统及方法可十分方便的实现煤矿的在线无损分析，且系统待机时不会对人体及环境造成危害。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明较佳实施例提供的煤矿分析系统的功能模块图。

图2为本发明较佳实施例提供的另一种煤矿分析系统的功能模块图。

图3为本发明较佳实施例提供的煤矿分析方法的流程图。

图4为本发明较佳实施例提供的另一种煤矿分析方法的流程图。

图标：100-X射线管；200-滤光片；300-输送机构；400-射线探测器；500-多道分析仪；600-控制主机；700-扬声器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，是本发明较佳实施例提供的煤矿分析系统的功能模块图。所述煤矿分析系统包括有X射线管100、滤光片200、输送机构300、射线探测器400、多道分析仪500和控制主机600。X射线管100用于在通电后产生X射线，滤光片200、输送机构300和射线探测器400沿X射线管100的光路方向依次设置，射线探测器400、多道分析仪500和控制主机600依次电性连接以实数据的传输。

其中，滤光片200用于对X射线管100发出的X射线进行过滤，以便过滤后的X射线入射至输送机构300上的煤矿以产生受激射线，射线探测器400用于检测受激射线，多道分析仪500用于分析检测到的受激射线的脉冲幅度，控制主机600用于根据脉冲幅度得到输送机构300上的煤矿中各成分的含量。

具体的，X射线管100外接电源，通电后的X射线管100发出X射线，X射线管100输入的电压可调，以控制X射线的强度。滤光片200可用于对X射线管100发出的X射线进行过滤，使得仅波段与γ射线波段相同的X射线能从滤光片200通过以达到与γ射线相同的效果，较佳的，本实施例中滤光片可以为多层。输送机构300用于输送煤矿，过滤后的X射线入射至输送机构300上的煤矿上并激发产生受激射线，煤矿中除了包括大量的碳元素外还包括少量的其他元素如铝、铁等，X射线入射至不同元素的原子时所激发的激发射线也不同，因此，入射至煤矿上X射线会激发出多种不同的受激射线并入射至射线探测器400。射线探测器400检测激发产生多种不同的受激射线，并将检测到的受激射线的光信号转换为电信号发送给多道分析仪500。多道分析仪500则根据射线探测器400检测到的受激射线的信号分析出受激射线的脉冲幅度并发送给控制主机600。受激射线的光信号转换为电信号时，由于不同种类的受激射线的能量不同，转换成电信号的电平大小也不同，因此控制主机600可将收到的电平信号划分为多个区间段，根据当前一小段时间内(当前的时间点)收到的电平信号在该多个区间段的分布情况，即可分析统计出不同受激射线的分别情况，从而得出与该不同受激射线对应的元素的含量，即得出当前时间点的煤矿中各成分的含量。

本发明实施例中，图中的箭头方向表示X射线或受激射线的入射方向，输送机构300可以采用但不限于输送带或输送链等。

本发明实施例中，控制主机600还可对预定时间段(如10分钟)内所有时间点的煤矿中各成分的含量求平均值，得到预定时间段内的煤矿中各成分的平均含量，如此可直观的反映煤矿的总体质量。

本发明实施例中，射线探测器400内设置有信号放大电路，当射线探测器400检测到受激射线并将检测到的受激射线的光信号转换为电信号后，还可对转换得到的电信号进行放大处理，以便控制主机600能够识别转换的电信号。

煤矿中主要包括碳元素和灰分，灰分主要包括硅、钙、铁、铝等元素，灰分会影响X射线的穿透能力，即可以吸收X射线，灰分的含量越多对X射线的吸收越大，射线探测器400探测到透过煤矿的X射线越少，根据入射至煤矿上的X射线的透过率即可得知灰分的含量。请参阅图2，本发明实施例提供的煤矿分析系统还设置有扬声器700，扬声器700与控制主机600电性连接，控制主机600还用于当预定时间段内煤矿中灰分的平均含量高于设定的阈值时，向扬声器700发送控制信息以便扬声器700在收到控制信息后发出提示语言，提示作业人员煤矿中灰分的含量较高(即煤矿中碳元素的含量较低)，煤矿的质量差。同时，控制主机600记录煤矿中灰分的平均含量以作为历史记录保存。

综上所述，本发明实施例提供的煤矿分析系统可通过滤光片200对X射线管100发出的X射线进行过滤并入射至所述输送机构300上的煤矿产生受激射线，然后检测受激射线并通过多道分析仪500分析受激射线的脉冲幅度，最后在通过控制主机600分析脉冲幅度从而分析出的煤矿中各成分的含量，且当煤矿中灰分含量较高时可发出提示信息以提示煤矿质量差。较传统的通过同位素放射源的方式，本发明提供的煤矿分析系统可十分方便的实现煤矿的在线无损分析，不会在系统待机时产生对人体及环境造成危害的射线，有效降低对环境及人体的危害，且当煤矿的质量较差时还可以控制扬声器700发出提示语言以提示作业人员。

请参阅图3，是本发明较佳实例提供的煤矿分析方法的流程图。下面将对图3所示的具体流程进行详细阐述，本方法中未提及的内容可参阅煤矿分析系统实施例的描述。

步骤S301，对X射线进行过滤。

本发明实施例提供的方法应用于煤矿分析系统，煤矿分析系统包括有X射线管100、滤光片200、输送机构300、射线探测器400、多道分析仪500和控制主机600，滤光片200、输送机构300和射线探测器400沿X射线管100的光路方向依次设置，射线探测器400、多道分析仪500以及控制主机600依次电性连接。

在利用煤矿分析系统对煤矿分析的过程中，首先将X射线管100通电，通电后的X射线管100发出X射线，X射线管100输入的电压可调，以控制X射线的强度。X射线管100发出X射线后，通过滤光片200对X射线管100发出的X射线进行过滤，使得仅波段与γ射线波段相同的X射线能从滤光片200通过以达到与γ射线相同的效果。

可以理解的，步骤S301可以由煤矿分析系统中的滤光片200执行。

步骤S302，检测受激射线。

输送机构300用于输送煤矿，过滤后的X射线入射至输送机构300上的煤矿上并激发产生受激射线，煤矿中除了包括大量的碳元素外还包括少量的其他元素如铝、铁等，X射线入射至不同元素的原子时所激发的激发射线也不同，因此，入射至煤矿上X射线会激发出多种不同的受激射线。射线探测器400则检测激发产生多种不同的受激射线，并将检测到的受激射线的光信号转换为电信号发送给多道分析仪500。

射线探测器400中还可设置信号放大电路，本步骤中，在将受激射线的光信号转换为电信号后，还可通过信号放大电路对转换形成的电信号进行放大处理。

可以理解的，步骤S302可以由煤矿分析系统中的射线探测器400执行。

步骤S303，分析检测到的受激射线的脉冲幅度。

多道分析仪500接收到由受激射线的光信号转换成的电信号后，分析出受激射线的脉冲幅度并发送给控制主机600。

可以理解的，步骤S303可以由煤矿分析系统中的多道分析仪500执行。

步骤S304，根据脉冲幅度得到输送机构300上于多个时间点的煤矿中各成分的含量。

受激射线的光信号转换为电信号时，由于不同种类的受激射线的能量不同，转换成电信号的电平大小也不同，因此控制主机600可将收到的电平信号划分为多个区间段，根据当前一小段时间内收到的电平信号在该多个区间段的分布情况，即可分析出不同受激射线的分别情况，从而得出与该不同受激射线对应的元素的含量，即得出当前时间点的煤矿中各成分的含量，进而得到多个时间点的煤矿中各成分的含量。

可以理解的，步骤S304可以由煤矿分析系统中的多控制主机600执行。

步骤S305，根据预定时间段内所有时间点的煤矿中各成分的含量，得到预定时间段内的煤矿中各成分的平均含量。

得出多个时间点的后，控制主机600还可对预定时间段(如10分钟)内所有时间点的煤矿中各成分的含量求平均值，得到预定时间段内的煤矿中各成分的平均含量。

请参阅图4，是本发明较佳实例提供的另一种煤矿分析方法的流程图。下面将对图4所示的具体流程进行详细阐述.

步骤S401，对X射线进行过滤。

步骤S402，检测受激射线。

步骤S403，分析检测到的受激射线的脉冲幅度。

步骤S404，根据脉冲幅度得到输送机构300上于多个时间点的煤矿中各成分的含量。

步骤S405，根据预定时间段内所有时间点的煤矿中各成分的含量，得到预定时间段内的煤矿中各成分的平均含量。

步骤S406，判断煤矿中灰分的平均含量是否高于设定的阈值，如果是，执行步骤S407。

煤矿中包括有碳元素和灰分，灰分主要包括硅、钙、铁、铝等元素，灰分会影响X射线的穿透能力，即可以吸收X射线，灰分的含量越多对X射线的吸收越大，射线探测器400探测到透过煤矿的X射线越少，控制主机600根据入射至煤矿上的X射线的透过率即可得知灰分的含量。

控制主机600预先设定有用于评价煤矿质量的阈值，当控制主机600得到煤矿中灰分的含量后，将预定时间段内的煤矿中灰分的平均含量后与该阈值进行比对，判断煤矿中灰分的平均含量是否高于该设定的阈值，如果是，执行步骤S407。

步骤S407，向扬声器700发送控制信息，并记录煤矿中灰分的平均含量。

当煤矿中灰分的平均含量高于设的阈值时，则说明煤矿含有较多的杂质，煤矿的质量差。此时，控制主机600向扬声器700发送一控制信息，以便扬声器700接收到控制信息后发出提示语言，提示作业人员煤矿中碳元素的含量较低，煤矿的质量差。同时，控制主机600还记录煤矿中灰分的平均含量以作为历史记录保存。

综上上述，本发明实施例提供的煤矿分析方法可通对X射线管100发出的X射线进行过滤并入射至所述输送机构300上的煤矿产生受激射线，然后检测受激射线并通过多道分析仪500分析受激射线的脉冲幅度，最后在通过控制主机600分析脉冲幅度从而分析出的煤矿中各成分的含量，且当煤矿中灰分含量较高时可发出提示信息以提示煤矿质量差。较传统的通过同位素放射源的方式，本发明提供的煤矿分析方法可十分方便的实现煤矿的在线无损分析，不会在系统待机时产生对人体及环境造成危害的射线，有效降低对环境及人体的危害，且当煤矿的质量较差时还可以通过扬声器700发出提示语言以提示作业人员。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。