一种在线测量散状物料真密度的装置

本技术涉及散状物料真密度测量，具体涉及一种在线测量散状物料真密度的装置。

背景技术：

1、很多物料的加工或应用过程中需要知道其真密度，例如煤炭洗选加工通常利用不同质量的煤炭其真密度不同，来分选煤炭与矸石的，测量物料（包括煤炭）的真密度对指导洗选加工有重要意义。

2、液体或固液混合物的密度更容易测量，测量过程中尽量排除液体中的气泡即可。由于散状固体物料中间有空隙，物料的外形是不规则的，粒度是变化的，空隙也是随机变化的，在线测量散状固体物料排除空隙后的密度（这里称为真密度）是很难的，目前未见在线测量散状物料真密度的仪器设备。

3、物料的堆积密度相对更容易测量，例如，可以采用电子皮带秤测量经过物料流的总质量，利用激光扫描测量出物料流的轮廓，从而计算出经过物料流的总体积，用总质量除以总体积，即可以得到堆积密度。堆积密度与真密度的差异在于计算堆积密度时，将物料空隙的体积也计算在总体积中，而计算真密度时，需要扣除空隙的体积。由于物料颗粒度、形状都是随机变化的，高速运行的物料流，很难测量出其空隙的体积，因此在线测量物料的真密度非常困难，因此亟需提供一种在线测量散状物料真密度的装置。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种在线测量散状物料真密度的装置，以至少解决相关技术中没有对散状物料真密度的测量装置的技术问题。

2、本实用新型第一方面实施例提出一种在线测量散状物料真密度的装置，包括：

3、测距传感器、射线源、探测器和计算机；

4、所述测距传感器安装在被测散状物料的上方，用于测量所述被测散状物料的厚度；

5、所述射线源，用于生成准直的主射线束并透射被测散状物料；

6、所述探测器安装在所述被测散状物料及所述射线源的对侧，用于测量被所述散状物料衰减后的射线强度及在所述被测散状物料的各厚度上产生的康普顿射线强度；

7、所述计算机与所述测距传感器、所述探测器连接，用于确定所述被测散状物料的真密度。

8、优选的，所述探测器包括：主探测器和康普顿探测器阵列；

9、所述主探测器安装在所述被测散状物料及所述射线源的对侧，且处于所述主射线束的照射范围内，用于测量被所述散状物料衰减后的射线强度；

10、所述康普顿探测器阵列安装在所述主探测器的同侧，且处于所述主射线束的照射范围外，用于测量在所述被测散状物料的各厚度上产生的康普顿射线强度。

11、进一步的，所述康普顿探测器阵列包括：多个辅探测器，且所述多个辅探测器均包括准直器；

12、各所述准直器的准直方向平行，且与所述主射线束成固定夹角，其中，所述固定夹角为α；

13、所述辅探测器用于测量所述的主射线束与被测物料作用产生的康普顿散射射线。

14、进一步的，所述射线源包括：准直器；

15、所述准直器，用于准直所述主射线束。

16、进一步的，所述辅探测器的尺寸小于所述被测散状物料中出现概率为a的实心料块的粒度。

17、进一步的，所述康普顿探测器阵列中的辅探测器的个数乘以单个辅探测器的尺寸大于物料厚度b与固定夹角的正切的乘积。

18、优选的，所述射线源为x射线源或γ射线源。

19、进一步的，所述x射线源为x光机；

20、所述x光机的管电压大于50kv且小于600kv。

21、本实用新型的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

22、本实用新型提供的一种在线测量散状物料真密度的装置，包括：测距传感器、射线源、探测器和计算机；所述测距传感器安装在被测散状物料的上方，用于测量所述被测散状物料的厚度；所述射线源，用于生成准直的主射线束并透射被测散状物料；所述探测器安装在所述被测散状物料及所述射线源的对侧，用于测量被所述散状物料衰减后的射线强度及在所述被测散状物料的各厚度上产生的康普顿射线强度；所述计算机与所述测距传感器、所述探测器连接，用于确定所述被测散状物料的真密度。本实用新型提供的技术方案，可以准确的测量出散状物料的真密度，为工业生产提供科学的指导。

23、本实用新型附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

技术特征：

1.一种在线测量散状物料真密度的装置，其特征在于，所述装置包括：测距传感器、射线源、探测器和计算机；

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探测器包括：主探测器和康普顿探测器阵列；

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述康普顿探测器阵列包括：多个辅探测器，且所述多个辅探测器均包括准直器；

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述射线源包括：准直器；

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述辅探测器的尺寸小于所述被测散状物料中出现概率为a的实心料块的粒度。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述康普顿探测器阵列中的辅探测器的个数乘以单个辅探测器的尺寸大于物料厚度b与固定夹角的正切的乘积。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射线源为x射线源或γ射线源。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述x射线源为x光机；

技术总结
本技术涉及一种在线测量散状物料真密度的装置，包括：测距传感器、射线源、探测器和计算机；所述测距传感器安装在被测散状物料的上方，用于测量所述被测散状物料的厚度；所述射线源，用于生成准直的主射线束并透射被测散状物料；所述探测器安装在所述被测散状物料及所述射线源的对侧，用于测量被所述散状物料衰减后的射线强度及在所述被测散状物料的各厚度上产生的康普顿射线强度；所述计算机与所述测距传感器、所述探测器连接，用于确定所述被测散状物料的真密度。本技术提供的技术方案，可以准确的测量出散状物料的真密度，为工业生产提供科学的指导。

技术研发人员：衣宏昌,李君利,曾志,张辉,武祯,邱睿,马豪
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：20240116
技术公布日：2024/2/21