CN112070184A - 激光光谱耦合rfid射频技术的煤质检测标定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置，能够确保煤质检测标定的精确性。煤质检测标定装置包括：直线滑轨，设置在输煤带上方，斜度与输煤带相同；移动部，沿着直线滑轨做往复移动，沿输煤方向上的移动速度与输煤带一致；连接柱，上端与移动部相连；防撞台，固定在连接柱的下端；激光光谱检测探头，安装在防撞台上，并且朝向输煤带；平整部，安装在防撞台上，用于平整输煤带上的煤样，包括平整片和升降机构；标签仓，安装在防撞台上，容纳多个球形标签；投标器，与标签仓相连通，安装在防撞台上，用于将球形标签投向下方煤样；写标器，安装在防撞台上，将检测出的煤质信息写入待投放的球形标签中；以及控制器。

Description

激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置
技术领域
本发明属于智慧电厂领域，具体涉及一种激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置。
背景技术
随着煤炭价格的不断走高，适合于电力企业生产经营的合格煤炭价格也居高不下，这样就使电力企业经营处于亏损的境地与边缘，为了降低发电成本，电力企业只能寻求那些质优价廉的煤炭，然而这些煤炭的燃烧指标往往偏离机组的设计要求，甚至会影响锅炉效率，更严重的还会影响出力和排渣。因此必须针对入炉煤的指标，通过混配煤的方式使得入炉煤的指标达到设计标准。
电厂入厂煤的煤质特性目前通常采用传统的元素分析及工业分析方法，所测得的煤质成分结果虽然准确，但是测试周期较长，无法与智能控制系统进行耦合而实现在线检测与控制。此外元素分析及工业分析参数预测煤粉的燃烧特性的精确度具有一定局限性，直接应用于控制系统较难实现精确的燃烧调控。而入炉前的煤粉特性一般直接默认为是混煤后的煤质特性，实际上在混煤的过程中可能存在混煤不均等状况，导致入炉煤的煤质特性具有一定的波动性。因此，能够同时实现煤质快速测量并针对入炉煤的煤质信息进行准确的定位和追踪的装置尤为重要。
专利CN200910181428.X公开了一种输送带上煤炭成分实时检测装置，其包括设置在输送带上下方的中子源和伽玛射线探测器，伽玛射线探测器与伽玛能谱分析器、煤炭元素分析处理器以及煤炭工业分析处理器连接。虽然上述装置可以适应煤种变化，在工业现场保持稳定的检测性能指标，但其利用伽玛射线探测器实现煤炭中各元素成分的探测，其设备投入成本高，且其只能实现煤炭成分及工业成分指标的分析，无法实现煤粉定位及跟踪，对于煤粉的燃烧策略无法给出相应指导。专利CN201610165473.6公开了一种非接触式煤种自动识别及示踪系统及方法，该系统通过煤质检测装置用于检测原煤的煤质信息并编号，利用RFID射频标签标记示踪入炉煤，从而提前预知入炉煤的煤质，协助调节锅炉燃烧及温度，实现自动优化控制燃烧，然而其依然采用取样并送样检测的方法对煤质进行分析，取样存在的误差、送样及检测的延迟以及煤质与标签投放位置的偏差都将显著影响入炉煤煤质信息的控制精度。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置，能够确保煤质检测标定的精确性。
本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：
本发明提供一种激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置，其特征在于，包括：直线滑轨，设置在输煤带上方，斜度与输煤带相同；移动部，沿着直线滑轨做往复移动，沿输煤方向上的移动速度与输煤带一致；连接柱，上端与移动部相连；防撞台，固定在连接柱的下端；激光光谱检测探头，安装在防撞台上，并且朝向输煤带，用于检测输煤带上煤样的煤质信息；平整部，安装在防撞台上，用于平整输煤带上的煤样，包括：设置在激光光谱检测探头正下方的平整片，和设置在防撞台上、带动平整片向下移动平整煤样、还带动平整片向上抬起并旋转使激光光谱检测探头的激光打在煤样上的升降机构；标签仓，安装在防撞台上，容纳多个球形标签；投标器，与标签仓相连通，安装在防撞台上，用于将球形标签投向下方煤样；写标器，安装在防撞台上，并且位于投标器的出口近旁，将激光光谱检测探头检测出的煤质信息写入待投放的球形标签中；以及控制器，与移动部、连接柱、激光光谱检测探头、平整部、投标器、写标器均通信相连，控制它们的运行。
以上方案的有益效果为：直接利用激光光谱检测探头对输煤带上的煤质信息进行检测而无需采样制样，大大地节省了煤质检测所需要的时间；同时也实现了对输煤带上煤质信息的不间断连续检测，煤质信息实时输出，增加检测效率也减少检测误差，能够实现煤质信息更精准的控制；更因为实现了与输煤带的同步，消除了煤样移动的影响，使得激光光谱检测的精度更高煤质信息更加准确。在激光光谱检测探头测试前，平整片首先挡住激光，升降机构带动平整片向下移动至输煤带煤样区，平整片将局部的煤样整平并刚好处于激光焦点处，而后平整片在升降台的带动下抬起，旋转一定的角度使得激光打在煤样上，获取煤质信息后平整片再转回初始位置。由于激光需要检测的区域极小，在平整片消除输煤带上煤样宏观上的不平整后激光即可输出可靠的煤质信息，这对煤质在线检测和标定至关重要。同时，平整片对激光的遮挡也可以避免非检测时刻激光检测到的煤质信息的干扰以及粉尘的污染。最后，检测出的煤质检测信息被写标器写入球形标签中，然后通过投标器进行投放，由于投标器也是与煤输送同步，因此投出的标签能准确反应当前位置的煤质信息。另外，投标器和激光光谱检测探头位于同一平台且与煤样保持相对静止，在获得煤质信息后直接通过写标器将煤质信息写入投递向正下方的标签，这样不仅可以最大程度保障煤质信息的代表性，还能够省去煤质与标签的对应运算，减少运行复杂程度。
优选地，在本发明所涉及的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置中，还可以具有这样的特征：移动部移动到直线滑轨的顶部时，投标器恰好完成一次投标操作；而后，移动部回复初始位置，煤质检测标定装置继续进行下一批煤样的检测、标定和投标。这样运行效率更高。
优选地，在本发明所涉及的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置中，还可以具有这样的特征：控制器通过控制移动部回复到初始位置的速度，和激光光谱检测探头、平整部、投标器、写标器的运行间隔时间，可以实现对输煤带上不同间隔密度煤样的煤质检测和标定。
优选地，在本发明所涉及的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置中，还可以具有这样的特征：连接柱包括：与移动部可转动相连的上连接柱，和与该上连接柱相螺合的下连接柱，煤质检测标定装置还包括：高度调节器，与上连接柱相连，驱动上连接柱进行旋转从而调节防撞台的高度，可以适应不同输煤带的安装条件，也可以针对不同激光焦距进行适应性调节。
优选地，在本发明所涉及的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置中，还可以具有这样的特征：控制器还与高度调节器通信相连，根据不同输煤带的安装条件、不同的煤样情况或者不同激光焦距，自动控制高度调节器调节防撞台的高度。
优选地，在本发明所涉及的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置中，还可以具有这样的特征，移动部包括：安装在直线滑轨上的位移滑台，驱动位移滑台的步进电机，安装在位移滑台上并可沿着直线滑轨内滑道来回滑动的轴承，以及连接轴承和连接柱的连杆。
优选地，在本发明所涉及的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置中，还可以包括：竖直限位部，用于使连接柱保持竖直，包括：设置在直线滑轨限位槽中、并且位于轴承下方两侧的两个限位轮，上端分别与两个限位轮相连、下端向下延伸、可调节长度的两个调节杆，和固定连接在两个调节杆下端之间、并且贯穿连杆的轴杆。设置在直线滑轨限位槽中的上下两个限位轮可以通过调节调节杆的长度实现对连接柱竖直度的精密控制，在组件沿直线滑轨滑动时，也可以起到保持连接柱竖直的限位作用，从而保障激光的精确测量。
优选地，在本发明所涉及的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置中，还可以包括：两个保护机构，分别安装在直线滑轨的两端，并且与移动部相连，在移动部出现错误运行时关闭步进电机；其中，每个保护机构都包括：用于在移动部出现错误运行时抵接缓冲轴承的弹性元件，和与步进电机通信相连的接触开关。直线滑轨上下两端的保护机构一方面可以通过接触开关在移动部出现错误运行时停止其移动，另一方面也在故障或紧急停机时通过弹性元件有效地保护连接在直线滑轨上的测量及标记组件，避免刚性碰撞对装备造成的损伤。
优选地，在本发明所涉及的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置中，还可以具有这样的特征：直线滑轨、移动部、连接柱的数量均为两个，与输煤带的两侧相对应；防撞台的两侧部与两个连接柱相连；这样对称设置稳定性更好。
优选地，在本发明所涉及的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置中，还可以具有这样的特征：防撞台采用改性聚丙烯增强复合材料(PP+GF+MD的GF是玻璃纤维填充增强用以增加强度，耐温，MD是矿物填充增强，让材料低翘曲)，具有防冲击、高耐热、高强度、低收缩的特点；一方面可以使用输煤带处较高的温度和湿度，同时也满足火电厂安全防火的要求，防冲击的特性可以在出现飞粒或大块煤块等对平台造成冲击情况时减少对检测仪器的损伤，低收缩可以保障检测的精度，而塑料的材质也尽可能的降低重量，减少对连杆等组件的消耗，保障长时间连续稳定运行。
附图说明
图1是本发明实施例涉及的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置的结构示意图；
图2是本发明实施例涉及的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置的部分结构示意图。
具体实施方式
下参照附图对本发明所涉及的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置作详细阐述。
<实施例>
如图1和2所示，激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置10包括直线滑轨11、移动部12、保护部13、连接柱14、竖直限位部15、防撞台16、高度调节器、激光光谱检测探头17、平整部18、标签仓19、投标器20、写标器21以及控制器。
直线滑轨11设置在输煤带上方，斜度与输煤带相同。
移动部12沿着直线滑轨11做往复移动，沿输煤方向上的移动速度与输煤带一致。移动部12包括位移滑台121、步进电机122、轴承123以及连杆124。位移滑台121安装在直线滑轨11上，并且斜度与输煤带相同。步进电机122与位移滑台121相连，用于驱动位移滑台121转动。轴承123安装在位移滑台121上，并且位于直线滑轨11的内滑道内，可沿滑道来回滑动。连杆124上端与轴承123相连，下端与连接柱14相连。
保护部13包括两个保护机构，分别安装在直线滑轨11的两端，并且与移动部12相连，在直线滑轨11出现错误运行时使移动部12停止移动。每个保护机构都包括弹性元件131和接触开关132。弹性元件131用于在直线滑轨11出现错误运行时抵接缓冲轴承123。接触开关132位于弹性元件131前端，并且与步进电机122通信相连，当直线滑轨11出现错误运行导致轴承123接触到接触开关132，则接触开关132关停步进电机122。
连接柱14上端与移动部12相连，它包括上连接柱141和下连接柱142。上连接柱141与移动部12可转动地相连；下连接柱142与该上连接柱141相螺合；通过旋转上连接柱141可以调节上连接柱141进入下连接柱142的深度，从而调节整个连接柱14的长度。
竖直限位部15用于使连接柱14保持竖直，它包括两个限位轮151、两个调节杆152、轴杆153。两个限位轮151设置在直线滑轨11的限位槽中，并且位于轴承123下方的前后两侧。两个调节杆152的上端分别与两个限位轮151相连，下端向下延伸，并且长度可调。轴杆153固定连接在两个调节杆152下端之间，并且贯穿连杆124。通过调节两个调节杆152的长度，将连接柱14调整成竖直状态。
本实施例中，直线滑轨11、移动部12、连接柱14、竖直限位部15的数量均为两个，与输煤带的两侧相对应，对称设置，保证整个装置运行稳定。
防撞台16固定在连接柱14的下端，采用改性聚丙烯增强复合材料制成。防撞台16的两侧部与两个连接柱14相连。
高度调节器与上连接柱141相连，驱动上连接柱141进行旋转从而调节防撞台16的高度。
激光光谱检测探头17安装在防撞台16上，并且朝向输煤带，用于检测输煤带上煤样的煤质信息。
平整部18安装在防撞台16上，用于平整输煤带上的煤样。平整部18包括平整片181和升降机构182。平整片181设置在激光光谱检测探头17的正下方，初始位置正好遮挡住激光光谱检测探头17使其无法检测煤样。升降机构182设置在防撞台16上，下端固定连接平整片181，能够带动平整片181向下移动平整煤样，还能够带动平整片181向上抬起并旋转使激光光谱检测探头17的激光打在煤样上检测煤质。
标签仓19安装在防撞台16上，容纳多个球形标签。
投标器20与标签仓19相连通，安装在防撞台16上，用于将球形标签投向下方煤样。
写标器21安装在防撞台16上，并且位于投标器20的出口近旁，与激光光谱检测探头17通信相连，将激光光谱检测探头17检测出的煤质信息写入待投放的球形标签中。本实施例中，写标器21在写标时位于投标器20的出口处，写完标后写标器21移动离开，出口被打开，写标后的球形标签下落至下方煤样中。
控制器与移动部12、保护部13、连接柱14、竖直限位部15、高度调节器、激光光谱检测探头17、平整部18、投标器20以及写标器21均通信相连，控制它们的运行。
本实施例中，控制器控制通过各个结构的运行，使得移动部12移动到直线滑轨11的顶部时，投标器20恰好完成一次投标操作；而后，移动部12回复初始位置，煤质检测标定装置10继续进行下一批煤样的检测、标定和投标。
并且，控制部还通过控制移动部12回复到初始位置的速度，和激光光谱检测探头17、平整部18、投标器20、写标器21的运行间隔时间，实现对输煤带上不同间隔密度煤样的煤质检测和标定。
进一步，控制器根据不同输煤带的安装条件、不同的煤样情况或者不同激光焦距，控制高度调节器调节防撞台16的高度，以便激光光谱检测探头17更好地对煤样进行聚焦和检测。
以上是本实施例所提供的煤质检测标定装置10的具体结构，基于上述结构，煤质检测标定装置10的工作过程为(以一次控制过程为例进行说明)：移动部12沿着直线滑轨11与输煤带同步运动，带动防撞台16与煤样保持相对静止；同时，升降机构182带动平整片181向下移动至输煤带煤样区平整片181将局部的煤样整平并刚好处于激光焦点处，而后平整片181在升降台的带动下抬起，并旋转一定的角度离开激光光谱检测探头17的正下方，使得激光打在平整后的煤样上，获取煤质信息后平整片181再转回初始位置。然后，写标器21将激光光谱检测探头17检测出的煤质信息写入待投放的球形标签中。接着，投标器20出口打开，写标后的球形标签下落至下方煤样中，完成投标。
控制器控制通过各个结构按照以上过程运行，使得移动部12移动到直线滑轨11的顶部时，投标器20恰好完成一次投标操作；而后，移动部12回复初始位置，煤质检测标定装置10继续进行下一批煤样的检测、标定和投标。
以上仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置并不仅仅限定于在以上中所描述的结构，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置，其特征在于，包括：
直线滑轨，设置在输煤带上方，斜度与输煤带相同；
移动部，沿着所述直线滑轨做往复移动，沿输煤方向上的移动速度与输煤带一致；
连接柱，上端与所述移动部相连；
防撞台，固定在所述连接柱的下端；
激光光谱检测探头，安装在所述防撞台上，并且朝向所述输煤带，用于检测所述输煤带上煤样的煤质信息；
平整部，安装在所述防撞台上，用于平整所述输煤带上的煤样，包括：设置在所述激光光谱检测探头正下方的平整片，和设置在所述防撞台上、带动所述平整片向下移动平整所述煤样、还带动所述平整片向上抬起并旋转使所述激光光谱检测探头的激光打在所述煤样上的升降机构；
标签仓，安装在所述防撞台上，容纳多个球形标签；
投标器，与所述标签仓相连通，安装在所述防撞台上，用于将所述球形标签投向下方煤样；
写标器，安装在所述防撞台上，并且位于所述投标器的出口近旁，将所述激光光谱检测探头检测出的煤质信息写入待投放的所述球形标签中；以及
控制器，与所述移动部、所述连接柱、所述激光光谱检测探头、所述平整部、所述投标器、所述写标器均通信相连，控制它们的运行。
2.根据权利要求1所述的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置，其特征在于：
其中，所述移动部移动到所述直线滑轨的顶部时，所述投标器恰好完成一次投标操作；而后，所述移动部回复初始位置，所述煤质检测标定装置继续进行下一批煤样的检测、标定和投标。
3.根据权利要求2所述的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置，其特征在于：
其中，所述控制器通过控制所述移动部回复到初始位置的速度，和所述激光光谱检测探头、所述平整部、所述投标器、所述写标器的运行间隔时间，实现对所述输煤带上不同间隔密度煤样的煤质检测和标定。
4.根据权利要求1所述的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置，其特征在于：
其中，所述连接柱包括：与所述移动部可转动相连的上连接柱，和与该上连接柱相螺合的下连接柱，
所述煤质检测标定装置还包括：高度调节器，与所述上连接柱相连，驱动所述上连接柱进行旋转从而调节所述防撞台的高度。
5.根据权利要求4所述的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置，其特征在于：
其中，所述控制器还与所述高度调节器通信相连，根据不同输煤带的安装条件、不同的煤样情况或者不同激光焦距，控制所述高度调节器调节所述防撞台的高度。
6.根据权利要求1所述的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置，其特征在于：
其中，所述移动部包括：安装在直线滑轨上的位移滑台，驱动位移滑台的步进电机，安装在所述位移滑台上并可沿着所述直线滑轨内滑道来回滑动的轴承，以及连接所述轴承和所述连接柱的连杆。
7.根据权利要求6所述的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置，其特征在于，还包括：
竖直限位部，用于使所述连接柱保持竖直，包括：设置在所述直线滑轨限位槽中、并且位于所述轴承下方两侧的两个限位轮，上端分别与两个限位轮相连、下端向下延伸、可调节长度的两个调节杆，和固定连接在两个所述调节杆下端之间、并且贯穿所述连杆的轴杆。
8.根据权利要求6所述的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置，其特征在于，还包括：
两个保护机构，分别安装在所述直线滑轨的两端，并且与所述移动部相连，在所述移动部出现错误运行时关闭所述步进电机；
其中，每个所述保护机构都包括：用于在所述位移滑轨出现错误运行时抵接缓冲所述轴承的弹性元件，和与所述步进电机通信相连的接触开关。
9.根据权利要求1所述的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置，其特征在于：
其中，所述直线滑轨、所述移动部、所述连接柱的数量均为两个，与所述输煤带的两侧相对应；
所述防撞台的两侧部与两个所述连接柱相连。
10.根据权利要求1所述的激光光谱耦合RFID射频技术的煤质检测标定装置，其特征在于：
其中，所述防撞台采用改性聚丙烯增强复合材料。
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