CN111338285A - 射源环控系统和矿业设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种射源环控系统和矿业设备。该射源环控系统包括：多个环境检测元件，设置于射源箱内；多个环境检测元件用于检测射源发射器的多种外部环境信息，生成环境数据；控制模块，包括信号输入端和控制输出端，信号输入端与多个环境检测元件连接，控制输出端与射线控制器的控制端连接；控制模块用于在接收到的环境数据超出预设范围时，控制射源发射器关闭。与现有技术相比，本发明实施例通过检测和控制，有利于避免射源发射器在恶劣的环境中工作带来的烧毁等损坏的问题，实现了对射源发射器的保护。

Description

射源环控系统和矿业设备

技术领域

本发明实施例涉及控制系统技术领域，尤其涉及一种射源环控系统和矿业设备。

背景技术

矿业设备是指在探矿、采矿和选矿过程中采用的机械设备。得益于矿业设备的使用，大大提升了探矿、采矿和选矿的效率。矿业设备例如可以是干选机、粗煤泥分选机、矿浆灰分在线检测仪和X光灰分仪等。

其中，干选机和X光灰分仪等矿业设备需要采用射源发射器等器件。然而，射源发射器的使用条件苛刻，而在探矿、采矿和选矿现场的环境恶劣，这导致了射源发射器在使用过程中容易发生烧毁等损坏情况。

发明内容

本发明实施例提供一种射源环控系统和矿业设备，以实现对射源发射器的保护。

第一方面，本发明实施例提供了一种射源环控系统，该射源环控系统包括：

射源适配器和射源发射器，设置于射源箱内；所述射源适配器的输出端与所述射源发射器连接，所述射源适配器用于根据其控制端输入的控制信号驱动所述射源发射器；

射线控制器，所述射线控制器的输出端与所述射源适配器的控制端连接，所述射线控制器用于将其控制端输入的控制信号转换为与所述射源适配器匹配的控制信号；

多个环境检测元件，设置于所述射源箱内；所述多个环境检测元件用于检测所述射源发射器的多种外部环境信息，生成环境数据；

控制模块，包括信号输入端和控制输出端，所述信号输入端与所述多个环境检测元件连接，所述控制输出端与所述射线控制器的控制端连接；所述控制模块用于在接收到的所述环境数据超出预设范围时，控制所述射源发射器关闭。

可选地，射源环控系统还包括：

隔离滤波模块，包括电源输入端和电源输出端，所述电源输入端用于与电源线电连接，所述电源输出端与所述射源适配器的供电端电连接；

所述环境检测元件包括电压变送器，所述电压变送器的检测输入端与所述隔离滤波模块的电源输出端电连接，所述电压变送器的检测输出端与所述控制模块的信号输入端连接；所述电压变送器用于检测输入所述射源适配器的电压。

可选地，所述环境检测元件包括温度变送器，所述温度变送器的检测输入端与温度传感器电连接，所述温度变送器的输出端与所述控制模块的信号输入端连接；所述温度变送器用于检测所述射源箱的温度，生成温度数据。

可选地，射源环控系统还包括：

加热器，设置于所述射源箱内；所述加热器的控制端与所述控制模块连接，所述控制模块用于在接收到的所述温度数据低于第一预设温度时，控制所述加热器开启，以加热所述射源箱；

冷却系统，所述冷却系统的控制端与所述控制模块连接，所述控制模块用于在接收到的所述温度数据高于第二预设温度时，控制所述冷却系统开启，以冷却所述射源箱。

可选地，所述温度变送器的数量为两个；一个所述温度变送器设置在所述加热器的出风口处；另一个所述温度变送器设置在所述冷却系统的出风口处。

可选地，所述环境检测元件包括振动传感器，所述振动传感器的检测输出端与所述控制模块的信号输入端连接；所述振动传感器用于检测所述射源发射器的振幅，生成振幅数据。

可选地，所述环境检测元件包括湿度传感器，所述湿度传感器的检测输出端与所述控制模块的信号输入端连接；所述湿度传感器用于检测所述射源箱内的湿度，生成湿度数据；

或者，所述环境检测元件包括温湿度传感器，所述温湿度传感器的检测输出端与所述控制模块的信号输入端连接；所述温湿度传感器用于检测所述射源箱内的温度和湿度，生成温度数据和湿度数据。

可选地，射源环控系统还包括开关电源，所述开关电源的输入端与电源线电连接，所述开关电源的输出端与至少一个所述环境检测元件的电源端电连接，所述开关电源用于向所述环境检测元件提供匹配的电源。

可选地，所述控制模块包括可编程逻辑控制器。

第二方面，本发明实施例还提供了一种矿业设备，该矿业设备包括如本发明任意实施例所述的射源环控系统。

本发明实施例通过设置多个环境检测元件对射源发射器的外部环境进行检测，控制模块判断射源发射器的外部环境是否满足工作条件，在外部环境不满足工作条件时，控制射源发射器关闭，只有在外部环境满足条件时才允许射源发射器工作。因此，该射源环控系统通过检测和控制，有利于避免射源发射器在恶劣的环境中工作带来的烧毁等损坏的问题，实现了对射源发射器的保护。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种射源环控系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种射源环控系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。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结构。

本发明实施例提供了一种射源环控系统，该射源环控系统可配置于矿业设备中，对矿业设备中的射源发射器进行保护。图1为本发明实施例提供的一种射源环控系统的结构示意图。参见图1，该射源环控系统包括：射源适配器10、射源发射器20、射线控制器30、多个环境检测元件40（图1中示例性地示出了三个环境检测元件40）和控制模块50。射源适配器10和射源发射器20设置于射源箱内；射源适配器10的输出端与射源发射器20连接，射源适配器10用于根据其控制端输入的控制信号驱动射源发射器20。射线控制器30的输出端与射源适配器10的控制端连接，射线控制器30用于将其控制端输入的控制信号转换为与射源适配器10匹配的控制信号。多个环境检测元件40设置于射源箱内；多个环境检测元件40用于检测射源发射器20的多种外部环境信息，生成环境数据。控制模块50包括信号输入端和控制输出端，信号输入端与多个环境检测元件40连接，控制输出端与射线控制器30的控制端连接；控制模块50用于在接收到的环境数据超出预设范围时，控制射源发射器20关闭。

其中，射源发射器20又称为射线源，用于发射X射线等射线。射源发射器20对其外部环境的要求较高，当外部环境较为恶劣时，例如电压波动较大、温度过高或过低、振动幅度较大或湿度较大等情况，容易发生烧毁等现象。环境检测元件40用于检测的外部环境例如可以包括：供电电压、温度、射源箱振动振幅、湿度等。

控制模块50例如可以是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。PLC是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。PLC采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。PLC具有可靠性高、编程容易、组态灵活、输入/输出功能模块齐全、安装方便、运行速度快等优点。因此，采用PLC作为控制模块有利于提升射源环控系统的可靠性和实用性。

示例性地，该射源环控系统的工作过程为，多个环境检测元件40分别检测射源发射器20的多种外部环境信息，并生成环境数据；控制模块50接收环境数据，并判断多种环境数据是否在预设范围内，若多种环境数据均在预设范围内，则控制射源发射器20工作；若多种环境数据中的一种不在预设范围内，则控制射源发射器20不工作。

本发明实施例通过设置多个环境检测元件40对射源发射器20的外部环境进行检测，控制模块50判断射源发射器20的外部环境是否满足工作条件，在外部环境不满足工作条件时，控制射源发射器20关闭，只有在外部环境满足条件时才允许射源发射器20工作。因此，该射源环控系统通过检测和控制，有利于避免射源发射器20在恶劣的环境中工作带来的烧毁等损坏的问题，实现了对射源发射器20的保护。

图2为本发明实施例提供的另一种射源环控系统的结构示意图。参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，射源环控系统还包括隔离滤波模块60。隔离滤波模块60包括电源输入端和电源输出端，电源输入端用于与电源线电连接，电源输出端与射源适配器10的供电端电连接。

其中，隔离滤波模块60用于对输入的电源进行隔离和滤波，输入隔离滤波模块60的电源例如可以是220V的交流电，离滤波模块60的电源输入端包括接入火线L的接线端和接入零线N的接线端。示例性地，隔离滤波模块60包括隔离变压器61和滤波器62；隔离变压器61将输入的电源和射源发射器20进行电磁隔离，使得输入的电源和射源发射器20之间没有直接的电连接关系，有利于避免电源电网中的波动和异常情况影响射源发射器20；滤波器62将隔离变压器61输出的电源进行滤波，以将电源中的干扰滤除，使得输入至射源适配器10中的干扰较少。因此，隔离变压器61和滤波器62的使用有利于提升对射源发射器供电的稳定性。可选地，隔离滤波模块60还包括保护地线PE。

环境检测元件包括电压变送器41，电压变送器41的检测输入端与隔离滤波模块60的电源输出端电连接，电压变送器41的检测输出端与控制模块50的信号输入端连接；电压变送器41用于检测输入至射源适配器10的电压。

其中，电压变送器41是一种将被测交流电压、直流电压或者脉冲电压转换成按线性比例输出直流电压或直流电流并隔离输出模拟信号或数字信号的装置，电压变送器41用于测量被测电压中波形畸变较严重的电压信号。由于射源发射器20对输入电压的要求较高，例如，射源发射器20的工作电压范围为220V±10%，当超出该电压范围将导致射源发射器20的损坏。设置电压变送器41与隔离滤波模块60的电源输出端电连接，即与射源适配器10的供电端电连接，相当于直接检测射源发射器20的进线电压，这样检测得到的电压更加准确，有利于提升检测的准确性。

示例性地，该射源环控系统的工作过程为，电压变送器41检测射源发射器20的进线电压，将检测的电压数据传送给控制模块50，由控制模块50判断射源发射器20是否工作在允许的工作电压范围内，若电压超出工作电压范围则控制射源发射器20停止工作。

可选地，电压变送器41的供电可以是电网电源，这样无需另外设置电源给电压变送器41供电，有利于简化射源环控系统的结构。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，环境检测元件包括温度变送器42，温度变送器42的检测输入端与温度传感器411电连接，温度变送器42的输出端与控制模块50的信号输入端连接；温度变送器42用于检测射源箱的温度，生成温度数据。

其中，温度传感器411例如可以是热电偶或PT100等热电阻，温度传感器411可以直接测量温度，并把温度信号转换成电信号。从温度传感器411输出信号送到温度变送器42，经过温度变送器42的稳压滤波、运算放大、非线性校正、V/I转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成与温度成线性关系的电流信号和电压信号（即温度数据）。

示例性地，该射源环控系统的工作过程为，温度传感器411感应射源发射器20附近的温度，由温度变送器42将温度数据传给控制模块50，由控制模块50判断射源发射器20是否工作在允许温度范围内，若温度超过预设温度范围（太低或太高），则由控制模块50控制射源发射器20停止工作。由于射源发射器20对温度的要求较高，当超出预设温度范围将导致射源发射器20的损坏。本发明实施例对射源发射器20附近的温度进行检测，有利于避免射源发射器20在极端温度下工作带来的损坏现象，实现对射源发射器20的保护。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，射源环控系统还包括：加热器70和冷却系统（图中未示出）。加热器70设置于射源箱内；加热器70的控制端与控制模块50连接，控制模块50用于在接收到的温度数据低于第一预设温度时，控制加热器70开启，以加热射源箱；冷却系统的控制端与控制模块50连接，控制模块50用于在接收到的温度数据高于第二预设温度时，控制冷却系统开启，以冷却射源箱。

示例性地，该射源环控系统的工作过程为，温度传感器411感应射源发射器20附近的温度，由温度变送器42将温度数据传给控制模块50，由控制模块50判断射源发射器20是否工作在允许温度范围内。若温度低于第一预设温度，由控制模块50控制加热器70对射源发射器20附近进行加热，达到允许工作温度停止加热；若温度高于第二预设温度，由控制模块50控制冷却系统对射源发射器20附近进行冷却，达到允许工作温度停止冷却。这样设置，不仅能够避免射源发射器20在极端温度下工作，还能够进一步为射源发射器20提供适宜的工作环境。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，温度变送器42的数量为两个；一个温度变送器42设置在加热器70的出风口处；另一个温度变送器42设置在冷却系统的出风口处。这样设置，有利于更加准确的测量射源箱内的温度，使得温度检测更加准确。

在上述各实施例的基础上，可选地，温度变送器42由控制模块50供电，加热器70由电网电源供电，这样无需另外设置电源给电压变送器41供电，有利于简化射源环控系统的结构。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，环境检测元件包括振动传感器43，振动传感器43的检测输出端与控制模块50的信号输入端连接；振动传感器43用于检测射源发射器20的振幅，生成振幅数据。

其中，振动传感器43又称为换能器、拾振器等，振动传感器43的原理是将机械量接收下来，并转换为与之成比例的电量。示例性地，振动传感器43并不是直接将原始要测的机械量转变为电量，而是将原始要测的机械量做为振动传感器43的输入量，然后由机械接收部分加以接收，形成另一个适合于变换的机械量，最后由机电变换部分再将变换为电量。

示例性地，该射源环控系统的工作过程为，振动传感器43感应射源发射器20附近的振幅情况，将振幅数据传给控制模块50，控制模块50判断射源发射器20附近的振幅是否在预设工作范围内，若振幅超出预设工作范围则控制射源发射器20停止工作。本发明实施例对射源发射器20附近的振幅进行检测，有利于避免射源发射器20在振幅过大的情况下工作带来的损坏现象，实现对射源发射器20的保护。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，环境检测元件包括温湿度传感器44。温湿度传感器44的检测输出端与控制模块50的信号输入端连接；温湿度传感器44用于检测射源箱内的温度和湿度，生成温度数据和湿度数据。

其中，温湿度传感器44是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置。示例性地，该射源环控系统的工作过程为，温湿度传感器44感应射源发射器20附近的温湿度情况，将温度数据和湿度数据传给控制模块50，控制模块50判断射源发射器20附近的温度和湿度是否在允许的范围内，若超出允许的范围，则控制射源发射器20停止工作。本发明实施例对射源发射器20附近的温湿度进行检测，有利于避免射源发射器20在湿度过大的情况下工作带来的损坏现象，实现对射源发射器20的保护。另外，温湿度传感器44不仅能够检测射源发射器20附近的湿度，还能够检测射源发射器20附近的温度，能够节省温度变送器411的数量，从而有利于简化射源环控系统的结构和成本。

需要说明的是，在上述实施例中示例性地示出了环境检测元件包括温湿度传感器，并非对本发明的限定。在其他实施例中，还可以设置环境检测元件包括湿度传感器，湿度传感器的检测输出端与控制模块50的信号输入端连接；湿度传感器用于检测射源箱内的湿度，生成湿度数据。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，射源环控系统还包括开关电源80，开关电源80的输入端与电源线电连接，开关电源80的输出端与至少一个环境检测元件的电源端电连接，开关电源80用于向环境检测元件提供匹配的电源。例如，开关电源80向振动传感器43和温湿度传感器44供电。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，射源环控系统还包括串口服务器90和交换机A0，振动传感器43和温湿度传感器44与串口服务器90通讯连接，串口服务器90与交换机A0通讯连接，以将振动数据、温度数据和湿度数据传送给控制模块50。控制模块50通过交换机A0将控制信号传送给射线控制器30。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，环境检测元件包括：电压变送器41、温度变送器42、振动传感器43和温湿度传感器44；射源环控系统包括加热器70和冷却系统。其中，电压变送器41、温度变送器42、振动传感器43和温湿度传感器44均设置在射源箱内，用于检测射源发射器20附近的环境数据。温度变送器42的数量为两个，分别检测射源箱内不同位置的温度。电压变送器41和加热器70由电网电源供电，温度变送器42由PLC供电，振动传感器43和温湿度传感器44由开关电源80供电。电压变送器41和温度变送器42分别将电压数据和温度数据传送给PLC，振动传感器43和温湿度传感器44分别将振幅数据和温湿度数据通过通讯模块（包括串口服务器90和交换机A0）传送给PLC。PLC判断射源发射器20是否工作在允许的电压范围内、是否工作在允许的温度范围内、是否工作在允许的振动范围内以及是否工作在允许的湿度范围内，若电压不在允许的电压范围内、温度不在允许的温度范围内、振动不在允许的振动范围内、或者湿度不在允许的湿度范围内，PLC控制射源发射器20停止工作。另外，当射源箱的温度过低时，PLC控制加热器70工作，对射源发射器20附近进行加热，达到允许工作范围后停止加热；当射源箱的温度过高时，PLC控制冷却系统工作，对射源发射器附近进行冷却，达到允许工作范围后停止冷却。

本发明实施例通过设置电压变送器41、温度变送器42、振动传感器43和温湿度传感器44对射源发射器20的外部环境进行检测，控制模块50判断射源发射器20的外部环境是否满足工作条件，在外部环境不满足工作条件时，控制射源发射器20关闭，只有在外部环境满足条件时才允许射源发射器20工作。因此，该射源环控系统通过检测和控制，有利于避免射源发射器20在恶劣的环境中工作带来的烧毁等损坏的问题，实现了对射源发射器20的保护。与此同时，本发明实施例还设置了加热器70和冷却系统，这样不仅能够避免射源发射器20在极端温度下工作，还能够进一步为射源发射器20提供适宜的工作环境。

本发明实施例还提供了一种矿业设备，该矿业设备例如可以是干选机或X光灰分仪。该矿业设备包括如本发明任意实施例所提供的射源环控系统，其技术原理和产生的效果类似，不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种射源环控系统，其特征在于，包括：

射源适配器和射源发射器，设置于射源箱内；所述射源适配器的输出端与所述射源发射器连接，所述射源适配器用于根据其控制端输入的控制信号驱动所述射源发射器；

射线控制器，所述射线控制器的输出端与所述射源适配器的控制端连接，所述射线控制器用于将其控制端输入的控制信号转换为与所述射源适配器匹配的控制信号；

多个环境检测元件，设置于所述射源箱内；所述多个环境检测元件用于检测所述射源发射器的多种外部环境信息，生成环境数据；

控制模块，包括信号输入端和控制输出端，所述信号输入端与所述多个环境检测元件连接，所述控制输出端与所述射线控制器的控制端连接；所述控制模块用于在接收到的所述环境数据超出预设范围时，控制所述射源发射器关闭；

隔离滤波模块，包括电源输入端和电源输出端，所述电源输入端用于与电源线电连接，所述电源输出端与所述射源适配器的供电端电连接；

所述环境检测元件包括电压变送器，所述电压变送器的检测输入端与所述隔离滤波模块的电源输出端电连接，所述电压变送器的检测输出端与所述控制模块的信号输入端连接；所述电压变送器用于检测输入所述射源适配器的电压。

2.根据权利要求1所述的射源环控系统，其特征在于，所述环境检测元件包括温度变送器，所述温度变送器的检测输入端与温度传感器电连接，所述温度变送器的输出端与所述控制模块的信号输入端连接；所述温度变送器用于检测所述射源箱的温度，生成温度数据。

3.根据权利要求2所述的射源环控系统，其特征在于，还包括：

加热器，设置于所述射源箱内；所述加热器的控制端与所述控制模块连接，所述控制模块用于在接收到的所述温度数据低于第一预设温度时，控制所述加热器开启，以加热所述射源箱；

冷却系统，所述冷却系统的控制端与所述控制模块连接，所述控制模块用于在接收到的所述温度数据高于第二预设温度时，控制所述冷却系统开启，以冷却所述射源箱。

4.根据权利要求3所述的射源环控系统，其特征在于，所述温度变送器的数量为两个；一个所述温度变送器设置在所述加热器的出风口处；另一个所述温度变送器设置在所述冷却系统的出风口处。

5.根据权利要求1所述的射源环控系统，其特征在于，所述环境检测元件包括振动传感器，所述振动传感器的检测输出端与所述控制模块的信号输入端连接；所述振动传感器用于检测所述射源发射器的振幅，生成振幅数据。

6.根据权利要求1所述的射源环控系统，其特征在于，

所述环境检测元件包括湿度传感器，所述湿度传感器的检测输出端与所述控制模块的信号输入端连接；所述湿度传感器用于检测所述射源箱内的湿度，生成湿度数据；

或者，所述环境检测元件包括温湿度传感器，所述温湿度传感器的检测输出端与所述控制模块的信号输入端连接；所述温湿度传感器用于检测所述射源箱内的温度和湿度，生成温度数据和湿度数据。

7.根据权利要求5或6所述的射源环控系统，其特征在于，还包括开关电源，所述开关电源的输入端与电源线电连接，所述开关电源的输出端与至少一个所述环境检测元件的电源端电连接，所述开关电源用于向所述环境检测元件提供匹配的电源。

8.根据权利要求1所述的射源环控系统，其特征在于，所述控制模块包括可编程逻辑控制器。

9.一种矿业设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的射源环控系统。

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