用于测定颗粒物的化学和/或物理性能的测定装置和松散物料清除机的制作方法

本实用新型涉及一种用于测定颗粒物的化学和/或物理性能的装置。

背景技术：

在很多应用场合需要测定颗粒物的化学或者物理性能。例如在开采化石燃料，尤其煤时，需要测定煤堆中所获得的松散物料的品质。颗粒物包括各种类型的大的和小的颗粒状物质，像例如烟煤或者褐煤、谷物、塑料粒子、饲料、水泥、沙或者其它颗粒状物质或颗粒物。这类颗粒物的物理和/或化学性能的测定，借助于检测探头实现。例如，在常规的采煤设备中，将所获得的煤通过传送带从煤堆中运出，其中在传送带旁设有能够测定所获得的煤的性能的检测探头。当在工业设备中获取和传送颗粒物时，在很多情况下会产生严重的粉尘污染，这会损坏检测探头或者污染检测探头，从而使得测定被错误地实施或者根本不可能实施。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题是，提供一种用于测定颗粒物的化学和/或物理性能的方法和装置，在所述方法和装置中，检测探头的粉尘污染以及由此而致的检测探头的损坏/污染危害能减少或者降低到最低程度。

该技术问题按照本实用新型是通过一种用于测定颗粒物的化学和/或物理性能的测定装置加以解决。

因此，本实用新型提供了一种用于测定颗粒物的化学和/或物理性能的测定装置，其具有：

至少一个用于光谱法测定颗粒物的光学检测探头，其中所述检测探头为了防止颗粒物入侵，可通过一闭锁保护机构暂时地锁闭，从而在检测探头前面形成一封闭的腔，以及

设置在所述腔中用于清洗和/或冷却腔以及/或者光学检测探头的清洗装置和/或冷却装置。

按照本实用新型的测定装置借助于闭锁保护机构防止了颗粒物的入侵，并且因此降低了可能导致检测探头损坏/污染的粉尘污染。除此以外，已入侵的颗粒物可在闭锁保护机构锁闭后借助于清洗装置去除。

按照本实用新型的测定装置，因而也可以应用于具有较高粉尘污染的环境中，并且提供良好的测定结果。除此以外，按照本实用新型的测定装置还允许将检测探头更近地安置在待测颗粒物旁，由此提高测定结果的精度等级。

在按照本实用新型的测定装置的一种可能的实施形式中，检测探头具有光源，所述光源使光穿过透明的保护玻璃射出，同时，所射出的光被颗粒物反射。

在按照本实用新型的测定装置的另一种可能的实施形式中，检测探头具有准直管，所述准直管能够准直被颗粒物所反射的光，所述光例如经由光导纤维被传导用于通过分析单元，尤其光谱计进行光谱分析。

在按照本实用新型的测定装置的另一种可能的实施形式中，通过清洗装置借助于经由管道输送且从喷嘴排放到腔中的压缩空气或者清洗液对腔和光学检测探头进行清洗。

在按照本实用新型的测定装置的另一种可能的实施形式中，通过喷嘴排出的压缩空气穿过蛇形腔(Kammerwindung)的主体且以此使检测探头冷却到温度稳定状态。

在按照本实用新型的测定装置的另一种可能的实施形式中，压缩空气此外还通过分开的管道穿过腔的主体且以此使检测探头冷却到温度稳定状态。

在按照本实用新型的测定装置的另一种可能的实施形式中，测定装置具有导向管，在所述导向管中设有管道和光导纤维。

在按照本实用新型的测定装置的另一种可能的实施形式中，将测定装置安设在颗粒物贮存器的器壁上。

在按照本实用新型的测定装置的另一种可能的实施形式中，将测定装置悬挂在颗粒物贮存器中。

在按照本实用新型的测定装置的另一种可能的实施形式中，将测定装置设置在传送带旁，松散物料的颗粒物在传送带的松散物料面上运送。

在按照本实用新型的测定装置的另一种可能的实施形式中，可以机械方式调节测定装置和传送带的松散物料面之间的间距，或者可以光学方式跟踪 焦点。

在按照本实用新型的测定装置的另一种可能的实施形式中，在为颗粒物贮存器填装松散物料颗粒物的填装过程期间或者当松散物料在传送带的松散物料面上被运送期间，为了防止检测探头被颗粒物损坏，可通过闭锁机构暂时地锁闭测定装置的腔。

在按照本实用新型的测定装置的另一种可能的实施形式中，当松散物料贮存器的填装过程结束以后或者在用于实施颗粒物性能的光谱法测定的运送过程期间，打开腔的闭锁机构。

在按照本实用新型的测定装置的另一种可能的实施形式中，当结束了对位于敞开的腔前面的颗粒物的光谱法测定以后，通过闭锁机构锁闭腔，并且接着通过清洗装置进行清洗。

此外，按照本实用新型的另一方面，还提供一种具有所述测定装置的松散物料清除机。

因此本实用新型提供一种具有至少一个测定装置的松散物料清除机，所述松散物料清除机被设置在用于运出松散物料堆的松散物料的传送带旁，并且能够无接触地测定所运出的松散物料颗粒物的化学和/或物理性能，其中测定装置具有至少一个用于光谱法测定颗粒物的光学检测探头，并且为了防止颗粒物入侵，可通过一闭锁保护机构暂时地锁闭，从而在检测探头前面形成一封闭的腔，其中在所述腔中设有用于清洗和/或冷却腔和/或光学检测探头的清洗装置和/或冷却装置。

在按照本实用新型的松散物料清除机的一种可能的实施形式中，在传送带旁还设有能够无接触地测定所运出的松散物料颗粒物的化学和/或物理性能的其它的传感器。

此外，按照本实用新型另一方面，另外提供一种用于无接触地测定颗粒物的化学和/或物理性能的方法。

因此，本实用新型提供一种用于无接触地测定颗粒物的化学和/或物理性能的方法，其具有下列步骤：

打开位于光学检测探头前面的闭锁保护机构，

照射位于光学检测探头前面的颗粒物，

借助于光学检测探头测定被颗粒物反射的光，

锁闭闭锁保护机构，此时在检测探头前面形成一封闭的腔，

借助于清洗流体，尤其借助于压缩空气或者借助于清洗液来清洗腔和/或检测探头。

附图说明

接下来参照附图，对本实用新型的各个观点的可能的实施形式进行详细说明。

附图中：

图1示出经过按照本实用新型的测定装置的实施例剖开示出的剖视图；

图2示出用于表示按照本实用新型的测定装置的另一种实施例的剖视图；

图3、图4示出按照本实用新型的测定装置在松散物料贮存器中可能的定位；

图5示出按照本实用新型的测定装置在松散物料清除机中可能的定位；

图6示出用于表示按照本实用新型的用于无接触地测定颗粒物的化学和/或物理性能的方法的可能的实施例的流程图。

具体实施方式

图1示出用于表示用来测定颗粒物的化学和/或物理性能的按照本实用新型的测定装置1的一种实施例的剖视图。在图1所示的实施例中，测定装置1位于管子2的端部。在图1所示的实施例中，管子2在其端部L长度上向外拱凸，从而得出一种整体如在图1中示出的类似于梨的形状。在管子2向外拱凸的管子端部中，光学检测探头位于检测探头壳体中，而准直管4位于防护装置5、尤其防护玻璃5的后面。防护装置5优选在需要用于测定的区域中是透明的。此外，光源6位于防护玻璃5的后面，所述光源6使光穿过透明的防护玻璃5射出到防护玻璃5前面的空间。那儿有颗粒物，所射出的光被这些颗粒物反射，其中一部分反射光穿过防护玻璃5到达准直管4。被准直管4接收的光，通过准直管4准直且经由光导纤维7传导到分析单元上。

准直管4在这种情况下能够使光束直径在测量头后保持恒定。因此，无论在何种试样高度上，始终能够映射一个同样大小的测量光斑。被视为反射光(通常入射到空间中去)的是，照射此面且使所有从此面反射到检测探头 的光耦合到玻璃纤维中。在此，耦合的强度约以1/x^2降低。在无论何种试样高度上，准直均被用作均匀的照明。

这种分析单元优选是一种光谱计。位于壳体中的检测探头3，通过电缆8被控制电路控制，并且还通过电缆8获得电源电流。除了光导纤维7以及控制或电源电缆8外，在图1所示的实施例中，空气管道9、10穿过管子2延伸。所述空气管道9、10可以将压缩空气传导到空气喷嘴11、12、13、14处。可以采用通过空气喷嘴11、12、13、14排出的压缩空气来清洗颗粒物。管子2在其下端具有可以通过闭锁保护机构锁闭的开口15。该闭锁保护机构在图1所示的实施例中包括两个可闭锁的板16、17，所述板16、17可借助于合页铰18、19偏转。借助于机械的或者气动的闭锁机构，可以使可闭锁的板16、17偏转成，使得管子2端部的开口15闭合，并且直接在检测探头3前面形成一封闭的腔20。如果开口15闭合，可以借助于从一个或者多个喷嘴中排出的压缩空气，来清除腔20中的颗粒物。在图1所示的实施例中，空气喷嘴11、13、14用于清洗腔或者测定腔20，而特殊形状的空气喷嘴12用于清除防护玻璃5上的颗粒物。空气喷嘴的类型、数量、形状以及设计结构，与各应用场合或各松散物料或者各颗粒物类型相匹配。

图2表示按照本实用新型的测定装置1的一种备选的实施例，其中管子2具有恒定的直径。在按照图1的实施例中所应用的管子2，在其端部具有拱凸，而在图2中示出的管子2具有平直的管子形状。尤其当采用较小的检测探头时，可以因此将测定腔构建成如在图2中示出的导向管2的延长部分。为了防止整个结构在运行期间出现不可取的弯曲变形，可以根据整个装置的长度，为导向管2与墙体设置额外的加固措施。管子2的管壁厚度，视松散物料的类型、粒度和数量而定。管子2的长度取决于各应用场合并且可以在可能的实施形式中加以变化。

图3、4表示测定装置1在松散物料贮存器中的一种可能的备选的定位。作为替代方式，还可以将测定装置1安置在如在图3、4中示出的不同的位置a、b、c上。

作为替代方式，也可以将多个测定装置设置在不同的位置上。

图3示出松散物料贮存器22的器壁21，其中测定装置1a、1b被安设在松散物料贮存器22的器壁21上，而另一个测定装置1c被悬挂在松散物料贮存器22的中央。作为替代方式，也可以将测定装置1设置在位置a、b、c 上。根据用途和松散物料类型，可以将测定装置1安设在器壁21上或者松散物料贮存器的中央。在优化安装位置时，尤其要考虑松散物料的类型、密度和粒度。

图4示出另一种松散物料贮存器23上的另一种应用例，所述松散物料贮存器23的器壁24呈锥形连续收缩，其中两个测定装置1a、1b再次被安设在器壁24上，而第三个测定装置1c被悬挂在松散物料贮存器23的中央。作为替代方式，还可以将测定装置1设置在三个位置a、b、c中的任意一个上。在图3、4所示的实施例中，将测定装置1安设在管状的壳体中且可以在松散物料贮存器、料仓或者分配器中进行相应的定向。测定装置1在松散物料贮存器中的定位，取决于需求且可以以适当的方式进行调节。为了防止测定装置1在贮存器运行期间以及测定期间遭受可能存在的粉尘污染，例如在贮存器填装期间，借助于闭锁机构暂时地锁闭通向检测探头3的通道。

在进行测定以前、期间以及之后，可以另外借助于密闭或压缩空气吹去通过锁闭闭锁保护机构而形成的腔或者测定腔20中的粉尘或者颗粒物。为此，按照本实用新型的测定装置1优选具有相应的压缩空气系统。按照本实用新型的测定装置1具有优选借助于压缩空气清洗腔20和光学检测探头的清洗装置，所述压缩空气经由管道输送且从空气喷嘴排出到腔20中。作为替代方式，还可以借助于清洗液来清洗光学检测探头的腔20。在另一种可能的实施形式中，通过空气喷嘴排出的压缩空气穿过腔20的主体，并且同时还使检测探头3冷却到其温度稳定状态。此外，还可以使压缩空气通过分开的通道或管道穿过腔20的主体，由此作为补充地使检测探头3冷却到其温度稳定状态。测定装置1具有导向管2，在所述导向管2中分布着空气管道和光导纤维7。光导纤维7在此优选无机械应力地连接。测定装置1的腔20，优选在为颗粒物贮存器填装松散物料颗粒物的填装过程期间，可通过闭锁机构暂时地锁闭。当例如图3、4中所示的贮存器22、23在进行贮存器的填装过程期间，通过闭锁机构锁闭检测探头3前面的开口15，从而在检测探头3前面形成一封闭的腔20。可以以此方式阻止大量的粉尘或颗粒物在填装过程期间入侵到封闭的腔20中且可能妨碍或者损害检测探头3的功能。一旦填装过程结束以及松散物料贮存器22、23内的粉尘污染降低，可以重新打开闭锁机构。紧接着光学检测探头开始实施颗粒物的光谱法测定。为此，使从光源6射出的光被颗粒物反射且通过准直管4准直，并且经由光导纤维7传 导到分析单元，尤其光谱计上。反射的颗粒物此时基本上位于松散物料贮存器内管子2的开口15前面。部分位于腔20中的颗粒物还直接处于检测探头3前面。在一种可能的实施形式中，测定装置1在贮存器或者料斗被填装期间是锁闭的，而只有在开始实施测定之后才被打开。可以根据所要求的测定速率，使腔20较长时间地保持锁闭，为了实施测定才短暂地打开。在一种可能的实施形式中，可以使例如以压缩空气驱动的清洗装置，在需要时与设定的温度传感器组合，另外配备制冷或加热元件，例如帕尔帖元件。在一种可能的实施形式中，使腔20内和检测探头3的温度保持恒定。在这种实施形式中，可以应用温度敏感型的且只能在限定的温度范围内运行的检测探头。例如可以在贮煤仓中应用按照本实用新型的测定装置1来测定颗粒物有关的物理或者化学性能。例如可以将颗粒物的湿度和灰分含量规定为物理性能。相应地例如可以将颗粒物，比如贮煤仓中烟煤和褐煤颗粒物的热值规定为化学性能。

在一种可能的实施形式中，可以将按照本实用新型的测定装置1如在图5中所示的那样设置在传送带25旁。在图5所示的实施例中，传送带25运送料堆26，例如煤堆的松散物料的颗粒物，其中在传送带25旁设有按照本实用新型的测定装置1。在一种可能的实施形式中，测定装置1和传送带25的松散物料面之间的间距，可以机械方式和/或光学方式进行调节。测定装置1的闭锁机构，在用于对在传送带25上运送的颗粒物的性能实施光谱法测定的运送过程期间，可以暂时地打开。在一种可能的实施形式中，将在图5中所示的传送带25设置在一种清除料堆26的松散物料的松散物料清除机中。

在图5中所示的工业传送带25，可以以较高的速度清除松散物料，其中被传送的物料的面积和数量可以显著地发生变化。借助于按照本实用新型的测定装置1，可以无接触地测定在传送带25上运送的松散物料有关的化学和/或物理性能。在一种可能的实施形式中，在传送带25旁还设有能够无接触地测定所运出的松散物料颗粒物的化学和/或物理性能的其它的传感器。这些其它的传感器，可以例如是光学的或者声学的测量头。例如还可以采用3D相机以及RFA探头。松散物料清除机可以连续地把例如被当作料堆26的松散物料的煤刮除干净且运送到一个转运位置。可以将传送带25悬挂在钢绳提升机上。

图6示出用来表示按照本实用新型的用于无接触地测定颗粒物的化学和 /或物理性能的方法的实施例的流程图。

在第一步S1中，打开位于光学检测探头前面的闭锁保护机构。

在下一步S2中，照射位于光学检测探头前面的颗粒物。

接着，在第三步S3中实施测定，尤其借助于光学检测探头光谱法测定被颗粒物所反射的光。

在下一步S4中，锁闭位于检测探头3前面的闭锁保护机构，此时在检测探头3前面形成一封闭的腔20。

在最后一步S5中，借助于清洗流体来清洗腔20和/或检测探头3。所述清洗流体可以是压缩空气或者清洗液。

可以将按照本实用新型的测定装置1和按照本实用新型的方法应用于不同的用途。例如，按照本实用新型的测定装置1适合于在储有建筑材料或者食品的松散物料贮存器中使用。食品料仓或者建筑材料或化石燃料贮料器都是这样的例子。按照本实用新型的测定装置1和按照本实用新型的方法适合于测定大的和小的颗粒状的物质，尤其化石燃料、食品或者建筑材料。例如可以采用按照本实用新型的测定装置1和按照本实用新型的方法来测定烟煤或褐煤、谷物、饲料、塑料粒子、水泥或者砂子的化学和/或物理性能。按照本实用新型的测定装置1和按照本实用新型的方法的其它的应用可能性，例如是用于监控分离过程的沉降设备或者沉淀池。在一种用于光谱法测定的可能的实施形式中，可以根据待测颗粒物的类型，采用具有不同波长的光。在这种实施形式中，光源6放射的光的波长，是可调节或者可控制的。