CN109061096A - 一种煤质智能检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤质检测技术领域，公开了一种煤质智能检测系统。煤质智能检测系统包括煤样供给工作站、煤样智能化分配及称重工作站、化验区和样品输送工作站。煤样供给工作站包括输送带，输送带上放置有多个盛放有煤样的样品瓶；每个煤样智能化分配及称重工作站对应设有煤样智能化读码装置、分配装置、智能化称重装置以及第一取样机构；化验区包括水分检测及干燥冷却工作站、灰分检测及冷却工作站、挥发分检测工作站、全硫检测工作站、碳氢氮元素检测工作站和发热量检测工作站。本发明提供的煤质智能检测系统，实现了煤质自动检测，提高了检测效率，保证检测精度满足相关国家标准要求。
Description
技术领域
本发明涉及煤质检测技术领域，尤其涉及一种煤质智能检测系统。
背景技术
长久以来，我国煤炭样品的检测工作基本依赖人工分段操作，主要包括取样、称量、检测、样品器皿回收及清洗、数据处理分析等步骤，所使用的分析仪器需要人员操作，数据需要人为记录并进行分析判断，不仅操作繁琐、劳动强度大，而且有引入人为误差的危险性，给企业的煤炭管理工作带来了极大的困难。随着国内外煤炭生产、加工利用和贸易的发展，煤炭价格成为各用煤单位的主要成本，供需双方的煤质纠纷时有发生，因此，煤质检测显得尤为重要。随着科技的发展，煤质检测的智能自动作业及信息化管理将是一种新的发展趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤质智能检测系统，实现煤质智能化全自动检测，提高检测效率，保证检测精度满足相关国家标准要求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种煤质智能检测系统，包括：
煤样供给工作站，包括输送带，所述输送带上放置有多个盛放有煤样的样品瓶；
煤样智能化分配及称重工作站，设置有多个，每个所述煤样智能化分配及称重工作站对应设有煤样智能化读码装置、分配装置、智能化称重装置以及将所述煤样从所述样品瓶内取出输送至所述智能化称重装置上的第一取样机构；
化验区，包括水分检测及干燥冷却工作站、灰分检测及冷却工作站、挥发分检测工作站、全硫检测工作站、碳氢氮元素检测工作站和发热量检测工作站；
样品输送工作站，所述样品输送工作站用于将所述煤样智能化分配及称重工作站上的所述煤样输送至所述水分检测及干燥冷却工作站或所述灰分检测及冷却工作站或所述挥发分检测工作站或所述全硫检测工作站或所述碳氢氮元素检测工作站或所述发热量检测工作站。
作为优选技术方案，所述煤样供给工作站上设有取样工位，所述取样工位的上游至少间隔一个所述样品瓶设有用于打开所述样品瓶瓶盖的瓶盖拧出装置，所述取样工位的下游至少间隔一个所述样品瓶设有用于盖上所述样品瓶瓶盖的瓶盖拧入装置。
作为优选技术方案，所述智能化称重装置包括给料器和称重天平，所述给料器上设有振动器，所述给料器的出料口与所述称重天平对应设置。
作为优选技术方案，还包括托盘堆栈工作站和将器皿托盘从所述托盘堆栈工作站输送至托盘待存放区的托盘输送工作站。
作为优选技术方案，所述托盘堆栈工作站对应的位置设有将所述器皿托盘从所述托盘堆栈工作站输送至所述托盘输送工作站上的第二取样机构。
作为优选技术方案，所述托盘待存放区设有将所述器皿托盘移动至所述托盘待存放区或是将放置在所述托盘待存放区的所述器皿托盘移动至所述煤样智能化分配及称重工作站或所述样品输送工作站或所述托盘输送工作站上的第三取样机构。
作为优选技术方案，还包括器皿清洁工作站，与所述器皿清洁工作站对应的位置设有将所述托盘输送工作站上的带有弃料的所述器皿托盘运送至所述器皿清洁工作站上的第四取样机构。
作为优选技术方案，所述水分检测及干燥冷却工作站、所述灰分检测及冷却工作站、所述挥发分检测工作站、所述全硫检测工作站、所述碳氢氮元素检测工作站和所述发热量检测工作站分别对应设有将所述煤样从所述样品输送工作站输送至所述水分检测及干燥冷却工作站、所述灰分检测及冷却工作站、所述挥发分检测工作站、所述全硫检测工作站、所述碳氢氮元素检测工作站或发热量检测工作站内的第五取样机构。
作为优选技术方案，所述样品输送工作站包括AGV小车。
作为优选技术方案，所述托盘输送工作站包括AGV小车。
本发明的有益效果：本发明所述的煤质智能检测系统实现了煤质智能化全自动检测，代替了人工手动检测，检测的数据可靠，提高了检测效率，保证检测精度满足相关国家标准要求，降低了检测成本，同时实现全程检测数据无人采集，全流程信息化管理。
附图说明
图1是本发明实施例所述的煤质智能检测系统结构示意图；
图2是本发明实施例所述的煤质智能检测系统的工作流程图。
图中：
1、煤样供给工作站；11、输送带；12、样品瓶；13、取样工位；2、煤样智能化分配及称重工作站；21、给料器；211、振动器；22、称重天平；3、化验区；31、水分检测及干燥冷却工作站；32、灰分检测及冷却工作站；33、挥发分检测工作站；34、全硫检测工作站；35、碳氢氮元素检测工作站；36、发热量检测工作站；4、样品输送工作站；5、托盘堆栈工作站；6、托盘输送工作站；7、托盘待存放区；8、器皿清洁工作站；9、器皿托盘。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
如图1所示，本实施例提供了一种煤质智能检测系统，用于煤质智能化全自动检测，代替了人工手动检测，检测的数据可靠，提高了检测效率，保证检测精度满足相关国家标准要求，降低了检测成本，同时实现全程检测数据无人采集，全流程信息化管理。
本实施例所述的煤质智能检测系统包括煤样供给工作站1、煤样智能化分配及称重工作站2、化验区3和样品输送工作站4。煤样供给工作站1包括环形输送带11，输送带11上放置有多个盛放有煤样的样品瓶12；煤样智能化分配及称重工作站2设置有多个，每个煤样智能化分配及称重工作站2对应设有煤样智能化读码装置、分配装置、智能化称重装置以及将煤样从样品瓶12内取出输送至智能化称重装置上的第一取样机构；化验区3包括水分检测及干燥冷却工作站31、灰分检测及冷却工作站32、挥发分检测工作站33、全硫检测工作站34、碳氢氮元素检测工作站35和发热量检测工作站36；样品输送工作站4用于将煤样智能化分配及称重工作站2上的煤样输送至水分检测及干燥冷却工作站31或灰分检测及冷却工作站32或挥发分检测工作站33或全硫检测工作站34或碳氢氮元素检测工作站35或发热量检测工作站36。
具体地，盛有煤炭待测样品的样品瓶12通过煤样供给工作站1输送到煤质智能检测系统中，每个样品瓶12上都设有待测样品标识编码，编码中含有待测样品的基本信息和检测项目等。煤样智能化读码装置通过读码和解码系统读取待测样品信息，尤其是检测项目，并上传至中控系统中，按待测项目进行分组。在煤样供给工作站1上设置有取样工位13，分组完成后通过第一取样机构分配至各个检测项目的智能化称重装置上。在本实施例中，由于第一取样机构采用的是现有技术中的机械手臂实现的取样，在此不再详细阐述相关结构。
为了保证煤样不受外界环境的影响，在样品瓶12上盖有瓶盖，在取样前先将瓶盖取下，取样完毕后，再将瓶盖盖上。因此，在取样工位13的上游至少间隔一个样品瓶12设置用于打开样品瓶12瓶盖的瓶盖拧出装置，在取样工位13的下游至少间隔一个样品瓶12设有用于盖上样品瓶12瓶盖的瓶盖拧入装置，以保证样品的完整性。
在本实施例中，煤样智能化分配及称重工作站2包括给料器21和称重天平22，给料器21上设有振动器211，给料器21的出料口与称重天平22对应设置。第一取样机构将取出的煤样放置到给料器21内，振动器211振动将煤样供给称重天平22的煤样器皿中，称重天平22称得所需重量然后输送至各个检测装置进行检测。
由于本煤质智能检测系统需要检测煤样的六种组分，不同检测项目的煤样器皿在放入相应称重天平22前自动读取器皿编码，录入样品编码系统，防止样品混淆。在检测时，每个检测装置所需要的煤样的重量不同，因此，也要设置六个煤样智能化分配及称重工作站2进行称重，样品称量完成后依次放入器皿托盘9对应的位置上，并记录器皿托盘9位置信息和样品重量信息，输入到样品信息系统中。不同检测项目的器皿托盘9全部放满盛有待测样品的器皿后，由样品输送工作站4输送至化验区3的不同检测工位，按照器皿托盘9位置信息依次进行完成样品检测。
在本实施例中，设置有托盘堆栈工作站5，托盘堆栈工作站5上放置多个器皿托盘9，每个器皿托盘9上放置多个器皿。还设有托盘输送工作站6，在煤样智能化分配及称重工作站2对应的位置处设置托盘待存放区7，托盘输送工作站6将托盘堆栈工作站5上的器皿托盘9放置到托盘待存放区7，并且使得每个器皿托盘9内的器皿与其相对应的煤样智能化分配及称重工作站2对应放置。具体地，在托盘堆栈工作站5对应的位置设有将器皿托盘9从托盘堆栈工作站5输送至托盘输送工作站6上的第二取样机构。在本实施例中，托盘输送工作站6包括AGV小车，第二取样机构采用的是现有技术中的机械手臂实现的取样，在此不再详细阐述相关结构。
在托盘待存放区7处设有第三取样机构，第三取样机构可以将托盘输送工作站6上的器皿托盘9运送至称重天平22上，然后将称重完且带有煤样的器皿托盘9放置到样品输送工作站4上。在本实施例中，样品输送工作站4包括AGV小车。样品输送工作站4将带有煤样的器皿托盘9运送到与其相对应的检测装置上。
水分检测及干燥冷却工作站31、灰分检测及冷却工作站32、挥发分检测工作站33、全硫检测工作站34、碳氢氮元素检测工作站35和发热量检测工作站36分别对应设有第五取样机构，第五取样机构将样品输送工作站4上的器皿托盘9放置到水分检测及干燥冷却工作站31、灰分检测及冷却工作站32、挥发分检测工作站33、全硫检测工作站34、碳氢氮元素检测工作站35或发热量检测工作站36内，然后进行组分测定。水分检测及干燥冷却工作站31用于检测煤样中的水分含量，其核心的检测设置是鼓风干燥箱，按照GB/T212煤的工业分析方法进行水分测定。灰分检测及冷却工作站32包括两组马弗炉，用于检测煤样的灰分含量，灰分检测按照GB/T212煤的工业分析方法进行灰分测定。挥发分检测工作站33包括一组马弗炉，挥发分检测工作站33按照GB/T212煤的工业分析方法进行挥发分测定。全硫检测工作站34用于检测煤样中硫的含量，其核心的检测设备是库仑硫测定仪，根据标准GB/T214所要求的步骤进行硫含量的测定。碳氢氮元素检测工作站35用于检测煤样中的碳氢氮含量，其核心检测设备是碳氢氮元素测定仪，根据标准GB/T30733所要求的步骤进行氢含量测定。发热量检测工作站36用于检测煤样的发热量，其核心检测设备是双筒量热仪，按照GB/T213所要求的步骤进行发热量的测定。
煤样组分检测完后，检测装置将检测数据上传给总控制系统进行统计分析。第五取样机构将带有煤样的器皿托盘9放置到样品输送工作站4上。如果检测完的煤样还需要再次进行称量，那么样品输送工作站4将器皿托盘9运送至托盘待存放区7，第三取样机构将器皿托盘9放置到称重天平22上再次称重，称重完毕后，第三取样机构将器皿托盘9放置到器皿清洁工作站8进行清洁处理，处理完后，第四取样机构将清洁完的器皿托盘9放置到托盘输送工作站6上，托盘输送工作站6将干净的器皿托盘运9送至托盘堆栈工作站5。其中，水分、灰分、挥发分三个检测项目完成仪器设备检测后，由样品输送工作站4输送返回至煤样智能化分配及称重工作站2对应的称重工位，按照器皿托盘9位置信息依次称量器皿的最终重量，并记录重量信息，自动输入到样品信息系统中。
如果检测完的煤样不需要再次进行称量，其中，全硫、碳氢氮和发热量检测结果直接自动输入到样品信息系统中，那么检测完成后样品输送工作站4将器皿托盘9运送至器皿清洁工作站8处，第四取样机构将带有弃料的器皿托盘9放置到器皿清洁工作站8内进行清洁处理，清洁完后，由托盘输送工作站6将清洁的器皿托盘9运送至托盘堆栈工作站5上。上述的第三取样机构、第四取样机构和第五取样机构均采用的是现有技术中的机械手臂实现的取样，在此不再详细阐述相关结构。
在本实施例中，还包括与煤质智能检测系统相关的控制单元和辅助设施。该煤质智能检测系统从样品存储、自动称量、检测、弃料回收、出检测结果等环节为自动连续操作，无需人员看守，全称数据采集不需要人工操作，实现了全流程信息化管理。
如图2所示的是本实施例中煤质智能检测系统的工作流程图，其主要包括以下工作步骤：
步骤一、首先在样品瓶12内取样，通过扫码的方式识别样品信息，在托盘堆栈工作站5上取出器皿托盘9，每个器皿托盘9上放置多个盛放煤样的器皿，检测不同的组分所使用的器皿不同，所需煤样的重量也不同，因此将器皿托盘9放置在与其对应的称重天平22上进行称重。
步骤二、称重完毕后，将称重完的煤样输送至与煤样重量相匹配的检测装置处，检测装置分为水分检测及干燥冷却工作站31、灰分检测及冷却工作站32、挥发分检测工作站33、全硫检测工作站34、碳氢元素检测工作站35和发热量检测工作站36，针对不同的检测装置，检测的步骤不同。
水分检测及干燥冷却工作站31的主要检测设备是鼓风干燥箱，将煤样放置到鼓风干燥性内进行水分检测，检测完后，将煤样放置样品冷却皿内进行冷却恒重后，再次放到鼓风干燥箱里进行检查性检测。
灰分检测及冷却工作站32的主要检测设备是马弗炉，将煤样放置到马弗炉内进行灰分检测，检测完后，将煤样放置样品冷却皿内进行冷却恒重后，再次放到马弗炉里进行检查性检测。
挥发分检测工作站33的主要检测设备是马弗炉，将煤样直接放置马弗炉内进行检测。
全硫检测工作站34的主要检测设备是库仑定硫仪，在将煤样放入库仑定硫仪内前，先将样品内添加三氧化钨。
碳氢氮元素检测工作站35的主要检测设备是红外碳氢氮测定仪，在将煤样放入碳氢氮元素测定仪内前，先用铝箔纸将煤样包装起来。
发热量检测工作站36的主要检测设备是双筒量热仪，在检测前首先将煤样放置于燃烧皿中，装入点火丝后置于泄压的氧弹里，将氧弹充氧至规定压力后，放入双筒量热仪内进行检测。
步骤三、对煤样的组分检测完毕后，将带有弃样的器皿托盘9放置到器皿清洁工作站8上进行清洗，清洗完毕后，将器皿托盘9放置到托盘堆栈工作站5上，以备使用。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种煤质智能检测系统，其特征在于，包括：
煤样供给工作站(1)，包括输送带(11)，所述输送带(11)上放置有多个盛放有煤样的样品瓶(12)；
煤样智能化分配及称重工作站(2)，设置有多个，每个所述煤样智能化分配及称重工作站(2)对应设有煤样智能化读码装置、分配装置、智能化称重装置以及将所述煤样从所述样品瓶(12)内取出输送至所述智能化称重装置上的第一取样机构；
化验区(3)，包括水分检测及干燥冷却工作站(31)、灰分检测及冷却工作站(32)、挥发分检测工作站(33)、全硫检测工作站(34)、碳氢氮元素检测工作站(35)和发热量检测工作站(36)；
样品输送工作站(4)，所述样品输送工作站(4)用于将所述煤样智能化分配及称重工作站(2)上的所述煤样输送至所述水分检测及干燥冷却工作站(31)或所述灰分检测及冷却工作站(32)或所述挥发分检测工作站(33)或所述全硫检测工作站(34)或所述碳氢氮元素检测工作站(35)或所述发热量检测工作站(36)。
2.根据权利要求1所述的煤质智能检测系统，其特征在于，所述煤样供给工作站(1)上设有取样工位(13)，所述取样工位(13)的上游至少间隔一个所述样品瓶(12)设有用于打开所述样品瓶(12)瓶盖的瓶盖拧出装置，所述取样工位(13)的下游至少间隔一个所述样品瓶(12)设有用于盖上所述样品瓶(12)瓶盖的瓶盖拧入装置。
3.根据权利要求1所述的煤质智能检测系统，其特征在于，所述智能化称重装置包括给料器(21)和称重天平(22)，所述给料器(21)上设有振动器(211)，所述给料器(21)的出料口与所述称重天平(22)对应设置。
4.根据权利要求1所述的煤质智能检测系统，其特征在于，还包括托盘堆栈工作站(5)和将器皿托盘(9)从所述托盘堆栈工作站(5)输送至托盘待存放区(7)的托盘输送工作站(6)。
5.根据权利要求4所述的煤质智能检测系统，其特征在于，所述托盘堆栈工作站(5)对应的位置设有将所述器皿托盘(9)从所述托盘堆栈工作站(5)输送至所述托盘输送工作站(6)上的第二取样机构。
6.根据权利要求4所述的煤质智能检测系统，其特征在于，所述托盘待存放区(7)设有将所述器皿托盘(9)移动至所述托盘待存放区(7)或是将放置在所述托盘待存放区(7)的所述器皿托盘(9)移动至所述煤样智能化分配及称重工作站(2)或所述样品输送工作站(4)或所述托盘输送工作站(6)上的第三取样机构。
7.根据权利要求4所述的煤质智能检测系统，其特征在于，还包括器皿清洁工作站(8)，与所述器皿清洁工作站(8)对应的位置设有将所述托盘输送工作站(6)上的带有弃料的所述器皿托盘(9)运送至所述器皿清洁工作站(8)上的第四取样机构。
8.根据权利要求1所述的煤质智能检测系统，其特征在于，所述水分检测及干燥冷却工作站(31)、所述灰分检测及冷却工作站(32)、所述挥发分检测工作站(33)、所述全硫检测工作站(34)、所述碳氢氮元素检测工作站(35)和所述发热量检测工作站(36)分别对应设有将所述煤样从所述样品输送工作站(4)输送至所述水分检测及干燥冷却工作站(31)、所述灰分检测及冷却工作站(32)、所述挥发分检测工作站(33)、所述全硫检测工作站(34)、所述碳氢氮元素检测工作站(35)或所述发热量检测工作站(36)内的第五取样机构。
9.根据权利要求1所述的煤质智能检测系统，其特征在于，所述样品输送工作站(4)包括AGV小车。
10.根据权利要求4所述的煤质智能检测系统，其特征在于，所述托盘输送工作站(6)包括AGV小车。
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