一种分析装置的制作方法

本实用新型涉及放射测量技术领域，特别是指一种分析装置。

背景技术：

煤在彻底燃烧后所剩下的残渣称为灰分，灰分分外在灰分和内在灰分。外在灰分是来自顶板和夹沿中的岩石碎块，它与采煤方法的合理与否有很大关系。内在灰分是成煤的原始植物本身所含的无机物，内在灰分越高，煤的可选性越差。为了确定煤的质量，通常需要专门的分析仪对煤产品的灰分进行检测。

在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：目前在煤质灰分检测仪上γ射线探测部分普遍使用的是基于传统的光电倍增管+闪烁晶体的结构，该结构比较简单，但由于光电倍增管结构的原因，其抗电磁场和抗机械冲击等方面很薄弱，在电磁场环境比较复杂的现场可能会出现数据漂移等不稳定现象，影响计量结果。由于传统的光电倍增管是玻璃真空器件，在长途运输和安装的过程中容易造成损坏，从而影响设备正常使用；另一方面，现有的设备容易受到振动或电磁场干扰，影响检测精度，难以直接设置在生产线上使用。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种分析装置，用以实现灵活、快速地完成在线煤质灰分检测工作。

基于上述目的本实用新型提供的一种分析装置，包括底座、支架、检测器和传送带；其中，所述底座设置于所述装置底部，用于支撑所述装置；所述支架底端固定于所述底座上，所述支架中部弯折，支架顶端设置有朝向所述底座方向的射线源；所述底座上与所述射线源相对设置有探测器；所述传送带设置于所述射线源与所述探测器之间；所述探测器为固态探测器。

可选的，所述支架包括固定部和活动部；所述固定部为中空柱体，设置于所述底座上；所述活动部的中部成直角弯折，所述活动部的竖直部分与所述固定部配合，设置于所述固定部内并可沿所述固定部滑动，所述活动部的水平部分末端固定有所述射线源。

可选的，所述固定部侧面设置有锁定机构，所述锁定机构用于限制所述活动部。

可选的，所述锁定机构包括锁定螺栓，所述锁定螺栓设置于所述固定部侧面，靠近其上端处的螺孔内；所述锁定螺栓用于锁紧并限制所述活动部移动。

可选的，所述射线源为¹³⁷Cs和²⁴¹Am。

可选的，所述探测器为固态硅光电倍增二极管(SiPM或MPPC)或碲锌镉探测器。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的分析装置通过在传送带上方和下方分别设置放射源和探测器，直接采用在线分析的方式检测煤炭样本获取煤质灰分，同现有技术相比节省了取样的步骤，缩短了检测分析所需要的时间；采用固态传感器代替了原来技术方案的真空光电倍增管，便于运输和安装，在抗电磁干扰和抗机械振动等方面有显著优势，解决了原有技术方案在复杂电磁环境下数据不稳、计量不准的现象。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种分析装置的实施例的立体示意图；

图2为本实用新型提供的一种分析装置的实施例的主视图；

图3为本实用新型提供的一种分析装置的实施例的侧视图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

图1为本实用新型提供的一种分析装置的实施例的立体示意图，图2为本实用新型提供的一种分析装置的实施例的主视图。如图所示，本实施例公开的一种分析装置，包括底座1、支架2、射线源3、检测器4和传送带5；其中，所述底座1设置于所述装置底部，用于支撑所述装置；所述支架2底端固定于所述底座1上，所述支架2中部弯折，支架2顶端设置有朝向所述底座1方向的射线源3；所述底座1上与所述射线源3相对设置有探测器4；所述传送带5设置于所述射线源3与所述探测器4之间；所述探测器4为固态探测器。

本装置的检测原理如下：煤炭中碳、氢、硫等组成的有机物以及碳都是可燃烧性物质，在煤炭中这些物质的元素含量虽然不同，但是大体上原子序数都比较低，平均值为6左右。煤灰中硅、铝、钙、铁的氧化物以及盐类物质是代表着不可燃烧的物质，即灰分，这些元素的原子序数都比较大，灰分的平均原子序数大于12。

由以上所述，可燃物质与灰分之间平均原子序数相差大于6左右，可以利用双源γ射线照射煤流，其中双源包括低能源和中能源，低能源用于检测煤质灰分，中能源用于消除厚度、密度对检测结果的影响；由理论推导可以得出灰分(Ash)与双源的吸收关系(R)为线性关系，即可得出公式Ash＝kR+b(R为被吸收后的低能源和中能源的特性参数之比)。从而就确定了原子序数较低的可燃烧物质的含量，经过数据处理后以灰分的形式显示出来。

本装置的运行方式如下：所述射线源中设置有双源的放射性物质；所述传送带带动待检测的煤炭样本经过所述分析装置，当所述煤炭样本运动至所述射线源和所述探测器之间时，放射源开启并朝向所述煤炭样本发出γ射线，γ射线穿过所述煤炭样本并被部分吸收，然后照射到所述探测器上，探测器将接收到的数据发送到计算模块，由计算模块根据前述计算方法计算煤炭样本的灰分。

在可选的实施方式中，所述分析装置在靠近所述传送带表面的位置设置有检测器，当所述煤炭样本经过所述分析装置时触发所述检测器，进一步控制所述传送带暂停(或者降低速度，并继续缓慢运动)，以增加检测结果的精度。

从上面所述可以看出，本实施例提供的分析装置通过在传送带上方和下方分别设置放射源和探测器，直接采用在线分析的方式检测煤炭样本获取煤质灰分，同现有技术相比节省了取样的步骤，缩短了检测分析所需要的时间；采用固态传感器代替了原来技术方案的真空光电倍增管，在抗电磁干扰和抗机械振动等方面有显著优势，解决了原有技术方案在复杂电磁环境下数据不稳、计量不准的现象。

图3为本实用新型提供的一种分析装置的实施例的侧视图。如图所示，在可选的实施例中，考虑到检测环境和待测样本尺寸问题，对分析装置的结构进行了改进。本实施例中的所述支架2包括固定部21和活动部22；所述固定部21为中空柱体，设置于所述底座1上；所述活动部22的中部成直角弯折，所述活动部22的竖直部分与所述固定部21配合，设置于所述固定部21内并可沿所述固定部21滑动，所述活动部22的水平部分末端固定有所述射线源3。

在需要时，本实施例可以随时调整所述活动部的高度，来适应不同外形的样本。可选的，所述活动部与所述固定部之间还可以设置电动控制设备，通过外部遥控操作控制所述活动部的上下运动。

继续参考图3，如图所示，在一些可选的实施例中，所述固定部21侧面设置有锁定机构，所述锁定机构用于限制所述活动部22。在本实施例的可选实施方式中，所述锁定机构包括锁定螺栓23，所述锁定螺栓23设置于所述固定部21侧面，靠近其上端处的螺孔内；所述锁定螺栓23用于锁紧并限制所述活动部22移动。

在一些可选的实施例中，所述射线源3为¹³⁷Cs和²⁴¹Am。其中低能Am(镅)源用来检测煤质灰分，中能Cs(铯)源来消除厚度、密度带来的影响。

在一些可选的实施例中，所述探测器4为固态硅光电倍增二极管(SiPM或MPPC)或碲锌镉探测器。同现有技术中通常采用的光电倍增管+闪烁晶体的结构相比，本实施例的探测器在抗电磁场和抗机械冲击等方面具备较大优势，在长途运输和安装过程中也不宜发生损坏，同时能够适应更加复杂的应用环境；现有技术中的分析装置由于上述原因通常只能设置在专门的实验室中，而本实施例提供的装置可以设置在煤炭传送带附近，采用在线分析的方式直接分析传送带

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。