一种高速重离子皮带探伤系统及方法与流程

1.本发明涉及皮带式输送机技术领域，特别是涉及一种高速重离子皮带探伤系统及方法。


背景技术：

2.在煤炭开采中，一直使用输送皮带进行煤炭运输，在运输过程中会有尖锐煤块与金属设备会对皮带媒质造成损坏，给工程或生产带来巨大的危害和损失。
3.当前皮带式输送机输送皮带常用的探伤装置主要有x射线透射探伤装置和基于红外线探伤原理的红外线探伤装置等。
4.但是x射线透射探伤装置耗用的x射线胶片等器材费用较高，检验速度较慢，只宜探查气孔、夹渣、缩孔、疏松等体积性缺陷，能定性但不能定量，且不适合用于有空腔的结构，对角焊、t型接头的检验敏感度低，不易发现间隙很小的裂纹和未熔合等缺陷以及锻件和管、棒等型材的内部分层性缺陷。此外，射线对人体有害，需要采取适当的防护措施。
5.红外线探伤装置针对的是媒质表面的热状态，不能确定物体内部的热状态，因此，对于皮带实际的损伤程度的准确度不高。


技术实现要素：

6.基于此，本发明提出了一种高速重离子皮带探伤系统及方法，本发明创造性地提出通过高速重离子穿过皮带煤质薄膜后，激发离子发射得到光谱，根据光谱的结果来判断皮带的是否损伤。
7.为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种高速重离子皮带探伤系统，包括：多条运输线，每条运输线均设置皮带，皮带上方设置重离子加速器和光谱测量仪，所述重离子加速器用于将低能离子在加速传输通道的逐级加速后得到高速重离子输入至光谱测量仪，所述光谱测量仪和电荷分析装置相连，所述光谱测量仪用于测量高速重离子撞击皮带煤质后激发离子反射的光谱输入至电荷分析装置，所述电荷分析装置用于分析光谱，输出离子光谱强度，所述电荷分析装置和用户终端相连，用户终端用于判断离子光谱强度是否小于预设值，若小于预设值，则皮带出现损伤。
8.进一步地，所述电荷分析装置用于将离子光谱强度转换为电压信号发送至用户终端。
9.进一步地，所述重离子加速器包括注入器和加速单元，所述加速单元包括多个连续的加速腔，所述加速腔之间互相通过束流输运系统连通形成加速传输通道。
10.进一步地，所述加速单元包括时序控制模块，时序控制模块根据相应时序对加速单元逐级加载电压在加速腔内形成电场，实现该离子在加速传输通道内的逐级加速。
11.进一步地，所述电荷分析装置采用束－箔光谱技术分析得到离子光谱强度。
12.进一步地，皮带媒质中的电子会产生强烈的库仑相互作用，电子会被大量剥离下来，高速重离子穿过皮带媒质薄膜后，处于高度剥离的激发状态。
13.根据本发明的第二个方面，提供了一种高速重离子皮带探伤方法，包括如下步骤：
14.将低能离子逐级加速后得到高速重离子；
15.测量和皮带不同距离的高速重离子撞击皮带煤质后激发离子反射的光谱；
16.根据光谱结果判断皮带是否损伤，若光谱结果小于预设值，则皮带出现损伤。
17.进一步地，所述高速重离子撞击皮带煤质后激发离子反射的光谱包括：被加速的高速重离子进行撞击皮带媒质，高速重离子穿透媒质薄膜时，皮带媒质中的电子产生强烈的库仑相互作用，电子会被大量剥离下来，高速重离子穿过皮带媒质薄膜后，处于高度剥离的激发状态。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.(1)本发明在运输线的皮带上方设置重离子加速器和光谱测量仪，通过重离子加速器激发离子发射的光谱，光谱测量仪测量得到光谱测量结果，从而得知皮带是否损伤，检验速度较快，可以定量检测，测量结果准确。
20.(2)本发明可以穿透皮带煤质薄膜，不仅能确定皮带表面状态，同时可以通过高速重离子穿过皮带媒质薄膜后，会处于高度剥离的激发状态，确定皮带内部的状态，因此，对于皮带实际的损伤程度的测量准确度高。
附图说明
21.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
22.图1为本发明实施例中高速重离子皮带探伤系统整体结构示意图。
具体实施方式
23.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
24.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
25.实施例一
26.如图1所示，根据本发明的实施例，公开了一种高速重离子皮带探伤系统，包括：多条运输线，每条运输线均设置皮带，皮带上方设置重离子加速器和光谱测量仪，所述重离子加速器用于将低能离子在加速传输通道的逐级加速后得到高速重离子输入至光谱测量仪，所述光谱测量仪和电荷分析装置相连，所述光谱测量仪用于测量高速重离子撞击皮带煤质后激发离子反射的光谱输入至电荷分析装置，所述电荷分析装置用于分析光谱，输出离子光谱强度，所述电荷分析装置和用户终端相连，用户终端用于判断离子光谱强度是否小于预设值，若小于预设值，则皮带出现损伤。
27.所述电荷分析装置用于将离子光谱强度转换为电压信号发送至用户终端。
28.所述终端用于根据光谱测量仪测量得到的离子光谱强度转换为电压信号判断皮
带是否损伤。若离子光谱强度小于预设值，则说明皮带出现损伤。
29.所述预设值为30％。
30.原理是：高速重离子使皮带媒质发射出离子光谱，如果皮带发生损伤，它发射出离子光谱强度减弱。在皮带上方和光谱测量仪不同距离测量激发离子发射的光谱，从而得知当前皮带状态。
31.其中，所述电荷分析装置采用束－箔光谱技术分析得到离子光谱强度。
32.被加速的高速重离子进行撞击皮带煤质，高速重离子穿透媒质薄膜时，皮带媒质中的电子会产生强烈的库仑相互作用，电子会被大量剥离下来，高速重离子穿过皮带媒质薄膜后，处于高度剥离的激发状态。
33.作为进一步的实施例，所述重离子加速器包括注入器和主加速器，所述注入器用于将离子束流注入至主加速器，所述注入器和主加速器之间设置束流输运系统，所述束流输运系统用于对注入器引出的束流进行形状变换后输入主加速器，目的是使束流满足主加速器的需求。
34.所述重离子加速器包括离子源和真空加速系统，所述真空加速系统包括多个连续的加速腔，所述加速腔之间互相通过束流输运系统连通形成加速传输通道；所述加速单元包括时序控制模块，时序控制模块根据相应时序对加速单元逐级加载电压在加速请内形成电场，实现该离子在加速传输通道内的逐级加速。所述束流输运系统用于对注入器引出的束流进行形状变换后输入加速腔，目的是使束流满足加速腔的需求。
35.刚从离子源引出的低能离子束(通常为数十kev)，具有离子飞行速度低，离子的渡越时间长，且在一些特殊场合还会出现荷质比(e/u)差异大的特点。因此，现有的加速器很难兼具低能离子束这些特点来满足加速效率、束流传输效率等方面的要求，该加速器通过对离子的每个运动阶段实现对应的逐级加载，使离子束始终处于加速相位，进而来满足更高的加速效率和束流传输效率的要求。
36.实施例二
37.如图1所示，根据本发明的实施例，公开了一种高速重离子皮带探伤方法，包括如下步骤：
38.将低能离子逐级加速后得到高速重离子；
39.测量和皮带不同距离的高速重离子撞击皮带煤质后激发离子反射的光谱；
40.根据光谱结果判断皮带是否损伤，若光谱结果小于预设值，则皮带出现损伤。
41.所述高速重离子撞击皮带煤质后激发离子反射的光谱包括：
42.被加速的高速重离子进行撞击皮带媒质，高速重离子穿透媒质薄膜时，皮带媒质中的电子产生强烈的库仑相互作用，电子会被大量剥离下来，高速重离子穿过皮带媒质薄膜后，处于高度剥离的激发状态。
43.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。