CN100406870C - 跳汰洗选床层密度分布探测装置 - Google Patents

Abstract

一种跳汰洗选床层密度分布探测装置属于机械电子检测技术领域，具体来讲，涉及的是一种对跳汰机床层上的物料密度进行实时检测的装置。该装置目的在于，提供一种由多个沿高度分布的γ射线探测器和后端处理电路组成的，能够可靠地探测跳汰机内部床层密度分布状况的、分层效果好的密度分布探测装置。通过对跳汰机床层内不同点处物料的密度的实时自动测量，可确定沿床层高度的密度分布，实现床层密度分布状态可视化。提供的密度信息为指导跳汰机的排料过程控制与风阀参数调整提供了依据，从而使跳汰机床层中的物料错配率大大降低，保证产品分离精度，提高产品质量与精煤回收率。

Description

跳汰洗选床层密度分布探测装置

技术领域

本发明跳汰洗选床层密度分布探测装置属于机械电子检测技术领域，具体来讲，涉及的是一种对跳汰机床层上的物料密度进行实时检测的装置。

技术背景

目前应用的跳汰机控制系统中，普遍采用的方法是利用浮标传感器对跳汰床层的重物料层进行检测，探知重产物床层厚度，以此为依据对排料进行控制，目标是保持这一床层厚度的稳定。即使巴达克跳汰机也是如此。由于浮标只能探测大于某一比重的料层厚度，不能全面反映跳汰机中料层的分层状态，近年来国内外研究了多种能直接或间接反映料层分层的状态探测方法。利用安置在料层中的多个压力传感器，间接反映物料按密度分层状态；模仿人工探杆，用可在料层中以一定速度往复运动、固定端装有力传感器的“智能”探杆，用运动阻力的变化来探测分层情况和松散度；也有用γ射线料层探测器直接探测料层密度。但由于技术上不够完善，上述装置在工业上都没有得到成功的应用。

发明内容

本发明跳汰洗选床层密度分布探测装置目的在于，提供一种由多个沿高度分布的γ射线探测器和后端处理电路组成的，能够可靠地探测跳汰机内部床层密度分布状况的，以此作为跳汰机控制参数调整依据，从而达到好的分层效果的密度分布探测装置。

本发明跳汰洗选床层密度分布探测装置，其特征在于本装置包括γ射线放射源组件1、光电探测器组件2以及后续处理电路，γ射线放射源组件1和光电探测器组件2分别安装在第一密闭外套18和第二密闭外套10内，γ射线放射源组件1和光电探测器组件2的距离在500mm-1000mm范围内，第一密闭外套18与第二密闭外套10之间为被测介质，所述γ射线放射源组件1包括第一γ射线放射源3、第二γ射线放射源4、第三γ射线放射源5；所述光电探测器组件2包括第一光电探测器7、第二光电探测器8、第三光电探测器9；第一γ射线放射源3、第二γ射线放射源4、第三γ射线放射源5均装入钢管15内，并通过钢管上的小孔6向外辐射，第一γ射线放射源3、第二γ射线放射源4、第三γ射线放射源5按照由下向上的顺序放置，三者之间用铅柱16隔开；跳汰机停止工作时，通过提升螺栓14将钢管15向上提升，使得钢管15内的第一γ射线放射源3、第二γ射线放射源4、第三γ射线放射源5避开小孔6，达到关闭第一γ射线放射源3、第二γ射线放射源4、第三γ射线放射源5的目的；钢管15与第一密闭外套18之间灌有按国家辐射防护标准设计的55mm厚的铅层17，第一光电探测器7、第二光电探测器8、第三光电探测器9及附属电路板11密闭在第二密闭外套10内，第一γ射线放射源3、第二γ射线放射源4、第三γ射线放射源5与第一光电探测器7、第二光电探测器8、第三光电探测器9的安装的水平位置处于一条直线上，第一光电探测器7、第二光电探测器8、第三光电探测器9均由闪烁体19、光导20、光电倍增管21、前置放大器22组成，第一光电探测器7、第二光电探测器8、第三光电探测器9合装在暗盒23中，所述暗盒23与高低压电源模块24连接；所述后续处理电路由信号调理电路I、甄别器II、光电隔离器III、计数器IV、工控机V以及组成，防止干扰从过程信道进入主机的光电隔离器III采用光电耦合方式，计数器IV采用PCL836计数卡，所述门控信号VI由跳汰机系统的风阀进气、排气时序组合构成，所述门控信号为，在一个跳汰周期T内，包含风阀进气段与风阀排气段。

上述的γ射线放射源为铯137，射线能量为660KeV。

本发明跳汰机床层密度分布探测装置是按下述方式工作的：

所述的跳汰机多源γ射线床层物料密度探测装置放置于跳汰机床层内，放射源组件1和光电探测器组件2共两套分别安装在跳汰机的矸石段25靠近排料口27的位置和中煤段26靠近排料口28的位置。γ射线放射源组件1与光电探测器组件2的距离在500mm-1000mm范围内，γ射线放射源通过小孔向外辐射的部分能量被中间介质煤吸收，射线强度受到衰减，并遵从一特定的指数衰减规律：一定强度和特定能量的γ射线，在检测距离一定的情况下，射线强度的衰减随被测物质的密度而变，密度大衰减大，密度小衰减小。光电探测器接收到上述经衰减的入射粒子后，经过光电倍增管21多次倍增放大，最后由光电探测器组件2向后续的电路输出电脉冲信号。电脉冲信号经过信号调理电路I放大，由甄别器II对脉冲高度分布做一次甄别，即将幅度大于B及幅度小于A的噪声剔除，使后接的计数器只接收脉冲幅度介于A、B之间的光电脉冲信号，以提高计数结果准确性与消除噪声。甑别后的脉冲信号经光电隔离器III隔离后，进入与工控机V连接的计数卡IV(PCL836)，由工控机V完成计数信号的处理和计算密度的数值运算。计数时间由门控信号VI来控制。

本发明具有如下优点：

1、通过对跳汰机床层内不同点处物料的密度的实时自动测量，可确定沿床层高度的密度分布，实现床层密度分布状态可视化。

2、提供的密度信息为指导跳汰机的排料过程控制与风阀参数调整提供了依据，从而使跳汰机床层中的物料错配率大大降低，保证产品分离精度，提高产品质量与精煤回收率。

附图说明

附图1为γ射线探测装置示意图

1-放射源组件2-光电探测器组件3-第一γ射线放射源4-第二γ射线放射源5-第三γ射线放射源6-小孔7-第一光电探测器8-第二光电探测器9-第三光电探测器10-密封外套11-电路板12-导线管13-连接横梁14-提升螺栓15-钢管16-铅柱17-铅层18-密封外套

附图2为光电探测器方框图

19-闪烁体20-光导21-光电倍增管22-前置放大器23-暗盒24-高低压电源模块

附图3为后续处理电路构成方框图

I-信号调理电路II-甑别器III-光电隔离电路IV-计数器V-工控机VI-门控信号

附图4为门控信号时序图

a-松散期门控信号b-风阀进气时序c-风阀排气时序d-密实期门控信号T-跳汰周期t0-进气开始t1-进气结束t2-排气开始t3-排气结束t’-延迟D1-松散期计数宽度D2-密实期计数宽度

附图5为γ射线探测装置安装平面图

25-跳汰机矸石段26-跳汰机中煤段27-矸石段排料口28-矸石段排料口29-精煤溢流堰

具体实施方式：

实施方式1：所述的跳汰机多源γ射线床层物料密度探测装置按图5放置于跳汰机床层内，γ射线放射源组件1与光电探测器组件2的距离600mm，第一γ射线放射源3距跳汰机筛板的距离90mm，第一γ射线放射源3与第二γ射线放射源4的距离100mm，第二γ射线放射源4与第三γ射线放射源5的距离90mm。与上述γ射线放射源相对应的第一光电探测器7、第二光电探测器8、第三光电探测器9接收到经过煤层衰减的入射粒子后，由光电倍增管21多次倍增放大，最后由光电探测器组件2向图2所示的后续电路输出电脉冲信号。电脉冲信号经过信号调理电路I放大，由甄别器II对脉冲高度分布做一次甄别，即将幅度大于B及幅度小于A的噪声剔除，使后接的计数器只接收脉冲幅度介于A、B之间的光电脉冲信号。甑别后的脉冲信号经光电隔离器III隔离后，进入与工控机V连接的计数卡IV(PCL836)，由工控机V完成计数信号的处理和计算密度的数值运算。计数时间由图4所示的门控信号来控制：由D2低电平期间的计数值计算跳汰机在上、中、下三个水平位置的密实期的床层密度值。

实施方式2：计数时间由图4所示的门控信号来控制：由D1低电平期间的计数值计算跳汰机在上、中、下三个水平位置的松散期的床层密度值。其它与实施方式1相同。

实施方式3：计数时间由图4所示的门控信号来控制：同时在D1与D2低电平期间计数，计算跳汰机在上、中、下三个水平位置的松散期与密实期的床层密度值。其它与实施方式1相同。

Claims (2)

1.一种跳汰洗选床层密度分布探测装置，其特征在于本装置包括γ射线放射源组件(1)、光电探测器组件(2)以及后续处理电路，γ射线放射源组件(1)和光电探测器组件(2)分别安装在第一密闭外套(18)和第二密闭外套(10)内，γ射线放射源组件(1)和光电探测器组件(2)的距离在500mm-1000mm范围内，第一密闭外套(18)与第二密闭外套(10)之间为被测介质，所述γ射线放射源组件(1)包括第一γ射线放射源(3)、第二γ射线放射源(4)、第三γ射线放射源(5)；所述光电探测器组件(2)包括第一光电探测器(7)、第二光电探测器(8)、第三光电探测器(9)；第一γ射线放射源(3)、第二γ射线放射源(4)、第三γ射线放射源(5)均装入钢管(15)内，并通过钢管上的小孔(6)向外辐射，第一γ射线放射源(3)、第二γ射线放射源(4)、第三γ射线放射源(5)按照由下向上的顺序放置，三者之间用铅柱(16)隔开；跳汰机停止工作时，通过提升螺栓(14)将钢管(15)向上提升，使得钢管(15)内的第一γ射线放射源(3)、第二γ射线放射源(4)、第三γ射线放射源(5)避开小孔(6)，达到关闭第一γ射线放射源(3)、第二γ射线放射源(4)、第三γ射线放射源(5)的目的；钢管(15)与第一密闭外套(18)之间灌有按国家辐射防护标准设计的55mm厚的铅层(17)，第一光电探测器(7)、第二光电探测器(8)、第三光电探测器(9)及附属电路板(11)密闭在第二密闭外套(10)内，第一γ射线放射源(3)、第二γ射线放射源(4)、第三γ射线放射源(5)与第一光电探测器(7)、第二光电探测器(8)、第三光电探测器(9)的安装的水平位置处于一条直线上，第一光电探测器(7)、第二光电探测器(8)、第三光电探测器(9)均由闪烁体(19)、光导(20)、光电倍增管(21)、前置放大器(22)组成，第一光电探测器(7)、第二光电探测器(8)、第三光电探测器(9)合装在暗盒(23)中，所述暗盒(23)与高低压电源模块(24)连接；所述后续处理电路由信号调理电路(I)、甄别器(II)、光电隔离器(III)、计数器(IV)、工控机(V)以及门控信号(VI)组成，防止干扰从过程信道进入主机的光电隔离器(III)采用光电耦合方式，计数器(IV)采用PCL836计数卡，所述门控信号(VI)由跳汰机系统的风阀进气、排气时序组合构成。

2.按照权利要求1所述的一种跳汰洗选床层密度分布探测装置，其特征在于第一γ射线放射源(3)距跳汰机筛板的距离为90mm，第一γ射线放射源(3)距第二γ射线放射源(4)的距离为100mm，第二γ射线放射源(4)距第三γ射线放射源(5)的距离为90mm。

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