CN110954655A - 地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量装置及方法。可以实现动态增减用于地浸铀矿山井场集控室抽孔溶液巡测装置的测量分析项目，而无需对巡测装置的软件和硬件进行较大的改动，减少由于增减测量项目而使巡测装置停工的时间。

Description

地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量装置及方法

技术领域

本发明属于地浸铀矿山自动分析测量领域，具体涉及一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量装置及方法。

背景技术

在地浸铀矿山井场集控室中，需要对每个抽孔溶液进行测量，测量分析项目包括铀浓度、pH值、酸浓度、ORP值、氯离子浓度、铁离子浓度、硫酸根浓度等。井场集控室中抽孔的数量比较多，大约几十个，需要研究一种巡测装置，对多个抽孔采取巡测的方式进行测量。巡测装置测量分析的项目，一般是固定的，由生产巡测装置时预设好的，软件和硬件都是固定的，在应用的过程中很难改变。如果某个集控室在巡测装置上想增加测量分析项目，如原来测量分析项目有铀浓度、pH值、ORP值，现在想增加个氯离子测量分析项目，就需要对原有的巡测装置进行技术改造，需要对巡测装置的软件和硬件进行较大的改动，使巡测装置具有较长的停工时间和调试时间，对巡测产生较大的影响。因此，研究一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量分析项目的方法，减少增减测量项目时的停工时间和调试时间，提高工作效率，提高地浸铀矿山智能化和数字化水平，对于地浸铀矿山有着重要的意义。

发明内容

本发明提供的方法，可以实现动态增减用于地浸铀矿山井场集控室抽孔溶液巡测装置的测量分析项目，而无需对巡测装置的软件和硬件进行较大的改动，减少由于增减测量项目而使巡测装置停工的时间。

地浸铀矿山采用的浸出工艺分为酸法浸出工艺和碱法浸出工艺。对于酸法浸出工艺而言，浸出液中需要测量溶液的pH、ORP、铀浓度、铁离子浓度、钙、镁离子浓度等；而对于碱法浸出工艺而言，由于采用二氧化碳+氧气的方式，大部分的盐类均处于沉淀状态，只需要测量溶液的pH、ORP、铀浓度等。采用专利提供的方法，无论酸法浸出工艺和碱法浸出工艺，只需提供一套通用的巡测装置，采用软件配置和提供测量单元有关硬件的方式，迅速动态增减需测装置的测量分析项目，形成适用于采用酸法浸出工艺或碱法浸出工艺地浸铀矿山井场集控室巡测装置，提高巡测装置的广泛适应性。

本专利所述的测量方法，可以解决在地浸铀矿山井场集控室巡测装置中动态增减测量分析项目，而无须对原有巡测装置的硬件和软件进行较大的改动，减少巡测装置的停工时间和调试时间，从而达到快速增减测量分析项目的目的。

其具有如下特点：

1)每一个探测单元，通过数字化标准接口(串口或者网口)和巡测装置进行硬件连接；

2)针对不同的探测单元，不同的通讯协议，采用不同的专用应用程序进行采集，并且将采集的数据，按照统一的格式写入共享内存；

3)数据采集软件通过数据共享内存与每一个探测单元相联系，并通过对共享内存的读取获得测量数据；

4)巡测装置中的探测单元对应的专用应用程序由数据采集软件启动，并且由数据采集软件管理。

本发明的技术方案如下：一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量装置,包括隔离球阀A、隔离球阀B、旁路球阀A、探测单元A，其中隔离球阀A通过管路连接探测单元A，探测单元A通过管路连接隔离球阀B，而旁路球阀A通过管路分别与隔离球阀A左侧的管路及隔离球阀B右侧的管路连接，由此构成测量单元一；而隔离球阀C、隔离球阀D、旁路球阀B、探测单元B构成测量单元二；隔离球阀E、隔离球阀C、旁路球阀C、探测单元C构成测量单元三；隔离球阀G、隔离球阀H、旁路球阀D、探测单元D构成测量单元四；其组成方式与测量单元一相同；

且测量单元一、测量单元二、测量单元三、测量单元四依次串联；

还包括智能探测单元A、智能探测单元B、智能探测单元C、智能探测单元D、智能探测单元E；且测量单元一、测量单元二、测量单元三、测量单元四分别与智能探测单元A、智能探测单元B、智能探测单元C、智能探测单元D连通；

智能探测单元A、智能探测单元B、智能探测单元C、智能探测单元D分别连接专用应用程序A、专用应用程序B、专用应用程序C、专用应用程序D、专用应用程序E，而全部的专用应用程序均接入共享内存；专用应用程序获取的数据，以固定的格式放入共享内存中，而共享内存连接数据采集软件，共享内存的建立由数据采集软件建立，数据采集软件连接配置文件、探测单元。

智能探测单元A、智能探测单元B、智能探测单元C、智能探测单元D通过RS485分别连接专用应用程序A、专用应用程序B、专用应用程序C、专用应用程序D、专用应用程序E。

智能探测单元A、智能探测单元B、智能探测单元C、智能探测单元D通过以太网分别连接专用应用程序A、专用应用程序B、专用应用程序C、专用应用程序D、专用应用程序E。

数据采集软件通过配置文件决定启动哪个专用应用程序的启动，并且根据配置文件的内容显示探测单元测量的结果。

不同的专用应用程序对应不同的分析项目。

一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量方法，包括以下步骤：

S1：新增探测项目硬件单元；

测量单元一、测量单元二、测量单元三依次串联，将新增的测量单元四与原有的测量单元串联，并且将智能探测单元与本装置的通讯硬件接口相连；

S2：去除探测项目硬件单元

S1中连接好的测量单元，将测量单元四的旁路球阀D打开，且隔离球阀G、隔离球阀H关闭，使被测溶液不通过去除的测量单元四；

S3：在配置文件中配置智能探测单元；

配置文件的内容表示了本装置的测量项目，以及每个测量项目对应的专用应用程序的名称和路径，测量项目的量程、单位、智能探测单元的通讯参数，配置新增的智能探测单元的通讯地址；

将智能探测器使用的专用应用程序，配置给这个智能探测器；

S4：重启巡测装置

由数据采集软件依次启动在配置文件中已经配置好的专用应用程序，包括专用应用程序A、专用应用程序B、专用应用程序C、专用应用程序D、专用应用程序E，这些专用应用程序启动后，对本装置取样的溶液样品进行自动测量；

S5：获取测量数据

专用应用程序启动测量之后，对溶液进行测量，测量的结果写入到共享内存27中。

所述S4中，由数据采集软件根据本装置的运行状态，来通知已经运行的这些应用程序进入测量状态，对样品进行测量。

所述S4中，通知的方法采用发送消息的方式进行。

重复S1至S3，动态增减巡测装置的测量项目的硬件和配置。

数据采集软件从共享内存中读取数据后，进行解析，将解析的数据输出显示

本专利所述动态增减地浸铀矿山井场集控室巡测装置测量分析项目的方法，是一种由数据采集软件通过配置文件动态增减巡测装置的探测单元专用应用程序，结合共享内存和动态增减巡测装置的探测硬件单元，实现地浸铀矿山井场集控室巡测装置测量分析项目的动态增减。

本发明的显著效果在于：实现地浸铀矿山井场集控室巡测装置动态增减测量分析项目，巡测装置应用灵活，对于巡测装置的测量项目的搭建，实现积木式应用。减少增减测量项目时的停工时间和调试时间，提高工作效率，提高地浸铀矿山智能化和数字化水平。

附图说明

图1为本发明所述用于地浸铀采区集控室巡测装置的取样探测部分结构示意图；

图2为本专利所述井场集控室巡测装置动态增减测量项目的功能说明图

图中：隔离球阀A1、隔离球阀B2、隔离球阀C3、隔离球阀D4、隔离球阀E5、隔离球阀C6、隔离球阀G7、隔离球阀H8、旁路球阀A9、旁路球阀B10、旁路球阀C11、旁路球阀D12、探测单元A13、探测单元B14、探测单元C15、探测单元D16；

智能探测单元A17、智能探测单元B18、智能探测单元C19、智能探测单元D20、智能探测单元E21

专用应用程序A22、专用应用程序B23、专用应用程序C24、专用应用程序D25、专用应用程序E26、共享内存27、数据采集软件28、配置文件29、探测单元30。

具体实施方式

地浸铀矿山井场集控室巡测装置是对集控室内的每一个抽孔溶液进行分析，分析项目有pH、ORP、铀浓度等。巡测装置对集控室内的每一个抽孔溶液，采用一定的策略或者预设的顺序进行取样分析。每个分析项目的探测单元在物理上是串联的，两端有隔离阀门和旁路阀门，便于检修。每个探测单元具有对被测对象自动测量的功能，而且具有物联网接口，如RS485，以太网等。巡测装置的取样探测部分结构示意图如图1。

一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量装置,包括隔离球阀A1、隔离球阀B2、旁路球阀A9、探测单元A13，其中隔离球阀A1通过管路连接探测单元A13，探测单元A13通过管路连接隔离球阀B2，而旁路球阀A9通过管路分别与隔离球阀A1左侧的管路及隔离球阀B2右侧的管路连接，由此构成测量单元一；而隔离球阀C3、隔离球阀D4、旁路球阀B10、探测单元B14构成测量单元二；隔离球阀E5、隔离球阀C11、旁路球阀C11、探测单元C15构成测量单元三；隔离球阀G7、隔离球阀H8、旁路球阀D12、探测单元D16构成测量单元四；其组成方式与测量单元一相同；

且测量单元一、测量单元二、测量单元三、测量单元四依次串联；

当巡测装置去除一个测量项目时，可以关闭相应的隔离球阀，打开旁路球阀，探测单元可以取下，而不影响整个巡测装置的工作。探测单元之间是串联关系，而且每个探测单元都带有隔离阀和旁路阀，方便动态增减探测单元。例如，如果想减少pH探测，即可在硬件上，关闭隔离阀A1、隔离球阀B2，打开旁路球阀A9，即可取下探测单元A13(此处为pH探测单元)，而不影响其他探测单元的应用；如果根据需要，需要在系统内增加一个探测单元，只需要再多串联一个探测单元。因此，巡测装置动态增减探测单元硬件部分，还是很方便的。

探测单元A13、探测单元B14、探测单元C15、探测单元D16除了具有对被测对象进行指定探测的功能之外，还具有RS485或者以太网等联网通讯功能，在巡测装置上非常方便的动态增减一个串口或者一个端口号，因此，在软件上很方便动态增减一个探测单元，只需将每个探测单元看作一个网络设备即可，如图1所示。

有了图1的硬件基础之后，我们对每个探测单元提供一个专用的应用程序，负责采集探测单元的数据和控制探测单元的运行。由于每个探测单元都具有联网的能力和接受网络控制，并且自主工作的能力，我们把这样的探测单元定义为智能探测单元。

见图2，还包括智能探测单元A17、智能探测单元B18、智能探测单元C19、智能探测单元D20、智能探测单元E21。且测量单元一、测量单元二、测量单元三、测量单元四分别与智能探测单元A17、智能探测单元B18、智能探测单元C19、智能探测单元D20连通，即测量单元一、测量单元二、测量单元三、测量单元四，是智能探测单元A17、智能探测单元B18、智能探测单元C19、智能探测单元D20、智能探测单元E21的硬件(含管路接入)表现形式，测量单元一、测量单元二、测量单元三、测量单元四等表述的是智能探测单元在系统中的快速接入方法以及与原来的管路之间的连接关系，智能探测单元A17、智能探测单元B18、智能探测单元C19、智能探测单元D20、智能探测单元E21则是测量单元一、测量单元二、测量单元三、测量单元四等的功能和智能通讯接口(RS485或以太网)的总体表现形式，二者实际上是同一个对象的不同方面的表现形式。

智能探测单元A17、智能探测单元B18、智能探测单元C19、智能探测单元D20通过RS485(或以太网)分别连接专用应用程序A22、专用应用程序B23、专用应用程序C24、专用应用程序D25、专用应用程序E26，而全部的专用应用程序均接入共享内存27；专用应用程序获取的数据，以固定的格式放入共享内存27中，而共享内存27连接数据采集软件28，共享内存27的建立由数据采集软件28建立，数据采集软件28连接配置文件29、探测单元30，数据采集软件28通过配置文件29决定启动哪个专用应用程序的启动，并且根据配置文件29的内容显示探测单元30测量的结果；而不同的专用应用程序对应不同的分析项目，如铀浓度、pH、ORP、Fe离子浓度等。

用于地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量分析项目的方法，包括以下步骤：

S1：新增探测项目硬件单元；

测量单元一、测量单元二、测量单元三依次串联，将新增的测量单元四与原有的测量单元串联，并且将智能探测单元16通过网络接口，RS485或者以太网，与本装置的通讯硬件接口相连；

S2：去除探测项目硬件单元

S1中连接好的测量单元，将测量单元四的旁路球阀D12打开，且隔离球阀G7、隔离球阀H8关闭，，使被测溶液不通过去除的测量单元四；

S3：在配置文件29中配置智能探测单元。

首先配置文件29的内容表示了本装置的测量项目，以及每个测量项目对应的专用应用程序的名称和路径，测量项目的量程、单位、智能探测单元的通讯参数，配置新增的智能探测单元的通讯地址，如果是RS485的，则定义通讯端口号，波特率，如果是以太网络，则是IP地址和端口号；

其次，将智能探测器使用的专用应用程序，配置给这个智能探测器；去除一个智能探测器，则需要在配置文件29中删除这个智能探测单元的配置。

专用应用程序，是按照巡测装置约定的要求编写的应用程序，通过配置文件中智能探测单元的配置参数，与智能探测单元进行通讯并且启动和停止智能探测单元，获取相应的测量结果；程序在消息接收、数据格式等做了规定。

S4：重启巡测装置。

由数据采集软件28依次启动在配置文件29中已经配置好的专用应用程序，包括专用应用程序A22、专用应用程序B23、专用应用程序C24、专用应用程序D25、专用应用程序E26，这些专用应用程序启动后，只是自身处于运行状态，而并未通过已经设定好的端口(RS485或者以太网)控制智能探测单元的运行，对本装置取样的溶液样品进行自动测量。由数据采集软件28根据本装置的运行状态，来通知已经运行的这些应用程序进入测量状态，对样品进行测量(通知的方法采用发送消息的方式进行)。

重复S1至S3可以动态增减巡测装置的测量项目的硬件和配置。

S5：获取测量数据

专用应用程序启动测量之后，根据自身的测量对象和过程，对溶液进行测量，测量的结果，按照约定的格式，写入到共享内存27中，数据采集软件28从共享内27存中读取数据后，进行解析，将解析的数据输出显示。

Claims (10)

1.一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量装置,其特征在于：包括隔离球阀A(1)、隔离球阀B(2)、旁路球阀A(9)、探测单元A(13)，其中隔离球阀A(1)通过管路连接探测单元A(13)，探测单元A(13)通过管路连接隔离球阀B(2)，而旁路球阀A(9)通过管路分别与隔离球阀A(1)左侧的管路及隔离球阀B(2)右侧的管路连接，由此构成测量单元一；而隔离球阀C(3)、隔离球阀D(4)、旁路球阀B(10)、探测单元B(14)构成测量单元二；隔离球阀E(5)、隔离球阀C(6)、旁路球阀C(11)、探测单元C(15)构成测量单元三；隔离球阀G(7)、隔离球阀H(8)、旁路球阀D(12)、探测单元D(16)构成测量单元四；其组成方式与测量单元一相同；

且测量单元一、测量单元二、测量单元三、测量单元四依次串联；

还包括智能探测单元A(17)、智能探测单元B(18)、智能探测单元C(19)、智能探测单元D(20)、智能探测单元E(21)；且测量单元一、测量单元二、测量单元三、测量单元四分别与智能探测单元A(17)、智能探测单元B(18)、智能探测单元C(19)、智能探测单元D(20)连通；

智能探测单元A(17)、智能探测单元B(18)、智能探测单元C(19)、智能探测单元D(20)分别连接专用应用程序A(22)、专用应用程序B(23)、专用应用程序C(24)、专用应用程序D(25)、专用应用程序E(26)，而全部的专用应用程序均接入共享内存(27)；专用应用程序获取的数据，以固定的格式放入共享内存(27)中，而共享内存(27)连接数据采集软件(28)，共享内存(27)的建立由数据采集软件(28)建立，数据采集软件(28)连接配置文件(29)、探测单元(30)。

2.根据权利要求1所述的一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量装置，其特征在于：智能探测单元A(17)、智能探测单元B(18)、智能探测单元C(19)、智能探测单元D(20)通过RS485分别连接专用应用程序A(22)、专用应用程序B(23)、专用应用程序C(24)、专用应用程序D(25)、专用应用程序E(26)。

3.根据权利要求1所述的一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量装置，其特征在于：智能探测单元A(17)、智能探测单元B(18)、智能探测单元C19)、智能探测单元D(20)通过以太网分别连接专用应用程序A(22)、专用应用程序B(23)、专用应用程序C(24)、专用应用程序D(25)、专用应用程序E(26)。

4.根据权利要求1所述的一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量装置，其特征在于：数据采集软件(28)通过配置文件(29)决定启动哪个专用应用程序的启动，并且根据配置文件(29)的内容显示探测单元(30)测量的结果。

5.根据权利要求4所述的一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量装置，其特征在于：不同的专用应用程序对应不同的分析项目。

6.一种应用如权利要求1所述的地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：新增探测项目硬件单元；

测量单元一、测量单元二、测量单元三依次串联，将新增的测量单元四与原有的测量单元串联，并且将智能探测单元(16)与本装置的通讯硬件接口相连；

S2：去除探测项目硬件单元

S1中连接好的测量单元，将测量单元四的旁路球阀D(12)打开，且隔离球阀G(7)、隔离球阀H(8)关闭，使被测溶液不通过去除的测量单元四；

S3：在配置文件(29)中配置智能探测单元；

配置文件(29)的内容表示了本装置的测量项目，以及每个测量项目对应的专用应用程序的名称和路径，测量项目的量程、单位、智能探测单元的通讯参数，配置新增的智能探测单元的通讯地址；

将智能探测器使用的专用应用程序，配置给这个智能探测器；

S4：重启巡测装置

由数据采集软件(28)依次启动在配置文件(29)中已经配置好的专用应用程序，包括专用应用程序A(22)、专用应用程序B(23)、专用应用程序C(24)、专用应用程序D(25)、专用应用程序E(26)，这些专用应用程序启动后，对本装置取样的溶液样品进行自动测量；

S5：获取测量数据

专用应用程序启动测量之后，对溶液进行测量，测量的结果写入到共享内存(27)中。

7.根据权利要求1所述的一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量方法，其特征在于：所述S4中，由数据采集软件(28)根据本装置的运行状态，来通知已经运行的这些应用程序进入测量状态，对样品进行测量。

8.根据权利要求1所述的一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量方法，其特征在于：所述S4中，通知的方法采用发送消息的方式进行。

9.根据权利要求1所述的一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量方法，其特征在于：重复S1至S3，动态增减巡测装置的测量项目的硬件和配置。

10.根据权利要求1所述的一种地浸铀矿山集控室巡测装置动态增减测量方法，其特征在于：数据采集软件(28)从共享内(27)存中读取数据后，进行解析，将解析的数据输出显示。

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