CN112697816A - 一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪 - Google Patents

一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪 Download PDF

Info

Publication number
CN112697816A
CN112697816A CN202011482750.9A CN202011482750A CN112697816A CN 112697816 A CN112697816 A CN 112697816A CN 202011482750 A CN202011482750 A CN 202011482750A CN 112697816 A CN112697816 A CN 112697816A
Authority
CN
China
Prior art keywords
detector
laser
belt
ash content
detectors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011482750.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112697816B (zh
Inventor
张伟
修蕾
赵洪涛
吕涛
樵永峰
于海明
张辉斌
尹兆余
周洪军
陈树军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfang Measurement & Control Technology Co ltd
Original Assignee
Dongfang Measurement & Control Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfang Measurement & Control Technology Co ltd filed Critical Dongfang Measurement & Control Technology Co ltd
Publication of CN112697816A publication Critical patent/CN112697816A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112697816B publication Critical patent/CN112697816B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本次公开一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪，包括放射源、探测器阵列、测量装置、激光源、摄像头和信号处理柜；在皮带上方中心位置放置放射源，放射源到皮带的距离可调；在皮带下方布置探测器阵列，探测器阵列中包含探测器个数大于等于2，探测器平行排列在一个基板上。每个探测器可以调整在基板上的位置和射线接收窗口与放射源输出口的角度，水平滑块上安装有紧定螺钉1，松开紧定螺钉1，探测器可以整体横向平移。在环形滑块上安装有紧定螺钉2，松开一组紧定螺钉2，探测器圆通可以转动。可对皮带横截面上物料多个位置点上的灰分进行测量，计算出任意时间段内的平均灰分。

Description

一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪
技术领域
本发明涉及一种在线灰分仪，具体说涉及一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪。
背景技术
煤炭是我国主要的能源和重要的化工原料，煤炭中灰分含量的大小直接关系到煤炭的加工和利用。传统的煤炭灰分检测方法是按现场采样、破碎、缩分、烘干、研磨、称重、燃烧系列进行。大部分工序需要在实验室条件下进行，对人员、环境和实验室设备的依赖性较大。另一方面，此种方法所得到的灰分值最快也得两个小时之后才能出来，结果严重的滞后于生产的进行。传统灰分分析方法的另一弊端就是：这种方法所得到的灰分值代表性差，因为现场采样通常得到的是皮带一个横截面上的全部煤，最后化验所得的灰分值也只是这个皮带横断面上煤的灰分而不是整条皮带的灰分。目前基于专利技术“一种在线检测皮带上煤炭灰分的方法”（专利号：ZL200810013224.0）在线灰分分析仪器已经很好的实现了对煤炭灰分的实时检测,摆脱了人工取样后再进行分析的烦琐程序,大大提高了生产效率。
该仪器可用于对整条输运皮带上的煤炭灰分含量进行快速准确的测量。但是在某些应用现场煤的粒度有较大波动，同时输煤皮带长时间运行有跑偏的现象，这些情况都会影响仪器测量的灰分值得准确性。
发明内容
本发明提供一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪，目的是解决上述技术的不足。
解决上述问题所采用的具体技术方案是：分析仪包括放射源（1）、探测器阵列（2）、测量装置（3）和信号处理柜（4）；在皮带上方中心位置放置放射源（1），放射源（1）到皮带的距离可调；在皮带下方布置探测器阵列（2），对皮带横截面上物料多个位置点上的灰分进行测量，同时计算出煤的瞬时流量信息，通过与煤的瞬时灰分相结合，计算出任意时间段内的平均灰分；
激光源（21）和摄像头（22）分别通过支架被固定在皮带的上方位置，激光源（21）出射一字线形的激光，照射在物料的上表面，形成一道亮线，被摄像头（22）拍摄成数码照片后传输给信号处理柜（4）。信号处理柜（4）根据摄像头（22）所拍摄的数码照片，对亮线的位置进行识别，可以得到物料的横截面形状，进而推算出探测器阵列（2）的不同探测器所各自接收到的由放射源（1）发出射线在物料中经过的不同距离。
使用的探测器是NaI探测器，探测器中包括晶体（6）、光电倍增管（7）、能谱采集电路（8）和探测器外壳（5）。能谱采集电路包括高压电路（9）、前置放大电路（10）、高速ADC转换电路和控制器电路（11），所有电路都固定在光电倍增管的管座上，用于将光电倍增管输出的模拟信号转换成数字信号，整个探测器有一个USB接口（12），USB接口（12）为探测器电路提供直流电源，同时与外界进行通信。
探测器阵列（2）中包含探测器个数大于等于2，探测器平行排列在一个基板上，每个探测器可以调整在基板上的位置和射线接收窗口（16）与放射源输出口的角度，水平滑块（15）上安装有紧定螺钉1（17），松开紧定螺钉1（17），探测器可以整体横向平移。在环形滑块（13）上安装有紧定螺钉2（14），松开一组紧定螺钉2（14），探测器圆通可以转动。
信号处理柜（4）为的探测器阵列（2）各个探测器及激光源（21）、摄像头（22）提供电源，并将USB通信集中转换成网络接口，用于和工控机通信。
计算平均灰分的方法，假设有n个探测器，n≥2,每个探测器计算出的灰分是H1,H2，……，Hn，平均灰分H=H1*A1*D1+ H2*A2*D2+ ……+Hn*An*Dn，其中：D1、D2、……Dn是各探测器所接收到的射线在物料中经过的距离，A1、A2、……An是标定实验得到的各探测器灰分值的占比系数。
本发明的有益效果在于：使用探测器阵列，并且每个探测器可以调整位置和射线接收窗口与放射源的角度，使每个探测器的射线强度达到最大，通过多个探测器接收皮带上不同位置的煤样的透射射线，计算出不同位置煤样的灰分，通过加权计算，得到皮带上的平均灰分，减小了随机误差和皮带对灰分测量的影响，使得灰分测量更加准确。
附图说明
图1 灰分测量装置的结构示意图；
图2 探测器的组成示意图；
图3 探测器安装结构示意图；
图4 整体结构示意图；
图5 不同探测器所各自接收射线经过物料距离的示意图；
图中：1、放射源，2、探测器阵列，3、测量装置，4、信号处理柜，5、探测器外壳，6、晶体，7、光电倍增管，8、能谱采集电路，9、高压电路，10、前置放大电路，11、高速ADC转换电路和控制器电路，12、USB接口，13、环形滑块，14、紧定螺钉2，15、水平滑块，16、射线接收窗口，17、紧定螺钉1，21激光源，22、摄像头。
具体实施方式
以下将结合具体实施例和附图对本发明的技术方案做进一步描述，所述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1、图4，分析仪包括放射源（1）、探测器阵列（2）、测量装置（3）和信号处理柜（4）；在皮带上方中心位置放置放射源，放射源到皮带的距离可调；在皮带下方布置探测器阵列，对皮带横截面上物料多个位置点上的灰分进行测量。激光源（21）和摄像头（22）分别通过支架被固定在皮带的上方位置，激光源（21）出射一字线形的激光，照射在物料的上表面，形成一道亮线，被摄像头（22）拍摄成数码照片后传输给信号处理柜（4）。信号处理柜（4）根据摄像头（22）所拍摄的数码照片，对亮线的位置进行识别，可以得到物料的横截面形状，进而推算出探测器阵列（2）的不同探测器所各自接收到的由放射源（1）发出射线在物料中经过的不同距离。
如图2，探测器选择直径为2英寸的NaI探测器，探测器中包括晶体（6）、光电倍增管（7）、能谱采集电路（8）和探测器外壳（5）。能谱采集电路包括高压电路（9）、前置放大电路（10）、高速ADC转换电路和控制器电路（11），所有电路都固定在光电倍增管的管座上，用于将光电倍增管输出的模拟信号转换成数字信号，整个探测器有一个USB接口（12），USB接口（12）为探测器电路提供5V直流电源，同时与外界进行通信。
如图1、图3，探测器阵列由8个相同NaI探测器构成，所有探测器都安装在一个基板上，基板的形状与皮带相当，每个探测器可以调整在基板上的位置和射线接收窗口（16）与放射源输出口的角度，水平滑块（15）上安装有紧定螺钉1（17），松开紧定螺钉1（17），探测器可以整体横向平移。在环形滑块（13）上安装有紧定螺钉2（14），松开一组紧定螺钉2（14），探测器圆通可以转动。在调整每个探测器的位置和角度时，同时观察每个探测器采集到的射线计数率，当探测器的射线计数率达到最大时，此时这个探测器的位置和角度便可以固定下来。
每个探测器的USB数据线缆都接入到信号处理柜中，在信号处理柜中用USB接口转网络接口的转换器进行通信接口转换，同时转换器还为探测器提供5V直流电源。
如图5，本实施例中使用了8个探测器，可以同时计算出8个瞬时灰分值，假设每个探测器的瞬时灰分值分别是H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8，以及每个探测器所接收到射线在物料中经过的距离分别是D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8，则平均灰分H=H1*A1*D1+H2*A2*D2+H3*A3*D3+H4*A4*D4+H5*A5*D5+H6*A6*D6+H7*A7*D7+H8*A8*D8，其中A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8是通过标定实验得到的各探测器灰分值的占比系数。

Claims (6)

1.一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪，其特征在于：包括放射源（1）、探测器阵列（2）、测量装置（3）、激光源（21）和摄像头（22）和信号处理柜（4）；
在皮带上方中心位置放置放射源（1），放射源（1）到皮带的距离可调；在皮带下方布置探测器阵列（2），对皮带横截面上物料多个位置点上的灰分进行测量，计算出任意时间段内的平均灰分；
激光源（21）和摄像头（22）固定在皮带的上方位置，激光源（21）出射一字线形的激光，照射在物料的上表面，形成一道亮线，被摄像头（22）拍摄成数码照片后传输给信号处理柜（4），信号处理柜（4）根据摄像头（22）所拍摄的数码照片，对亮线的位置进行识别，可以得到物料的横截面形状，进而推算出探测器阵列（2）的不同探测器所各自接收到的由放射源（1）发出射线在物料中经过的不同距离。
2.如权利要求1所述的一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪，其特征在于：所述计算瞬时灰分的方法，假设有n个探测器，n≥2,每个探测器计算出的瞬时灰分是H1、H2、……、Hn，则平均灰分H=H1*A1*D1+ H2*A2*D2+ ……+Hn*An*Dn，其中：D1、D2、……Dn是各探测器所接收到的射线在物料中经过的距离，A1、A2、……An是标定实验得到的各探测器灰分值的占比系数。
3.如权利要求1所述的一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪，其特征在于：所述探测器阵列（2）中包含探测器个数大于等于2，探测器平行排列在一个基板上；每个探测器可以调整在基板上的位置和射线接收窗口（16）与放射源输出口的角度，水平滑块（15）上安装有紧定螺钉1（17），松开紧定螺钉1（17），探测器可以整体横向平移；在环形滑块（13）上安装有紧定螺钉2（14），松开一组紧定螺钉2（14），探测器圆通可以转动。
4.如权利要求1所述的一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪，其特征在于：所述的探测器是NaI探测器，探测器中包括晶体（6）、光电倍增管（7）、能谱采集电路（8）和探测器外壳（5）。
5.如权利要求4所述的一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪，其特征在于：所述的能谱采集电路包括高压电路（9）、前置放大电路（10）、高速ADC转换电路和控制器电路（11），所有电路都固定在光电倍增管的管座上，用于将光电倍增管（7）输出的模拟信号转换成数字信号，整个探测器有一个USB接口（12），USB接口（12）为探测器电路提供直流电源，同时与外界进行通信。
6.如权利要求1所述的一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪，其特征在于：所述信号处理柜为各个探测器提供电源，并将USB通信集中转换成网络接口。
CN202011482750.9A 2020-04-13 2020-12-16 一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪 Active CN112697816B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2020205319828 2020-04-13
CN202020531982 2020-04-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112697816A true CN112697816A (zh) 2021-04-23
CN112697816B CN112697816B (zh) 2023-08-11

Family

ID=74328092

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011113286.6A Pending CN112304983A (zh) 2020-04-13 2020-10-17 一种多探测器式在线灰分仪
CN202011482750.9A Active CN112697816B (zh) 2020-04-13 2020-12-16 一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011113286.6A Pending CN112304983A (zh) 2020-04-13 2020-10-17 一种多探测器式在线灰分仪

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN112304983A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117705842A (zh) * 2023-12-11 2024-03-15 北京工业职业技术学院 一种在线煤灰分仪及检测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101349661A (zh) * 2008-09-17 2009-01-21 丹东东方测控技术有限公司 一种在线检测皮带上煤炭灰分的方法
US20100303201A1 (en) * 2005-04-30 2010-12-02 Elisabeth Katz Method and Device for the Online Determination of the Ash Content of a Substance Conveyed on a Conveying Means, and Device for Carrying Out Such an Online Determination
CN101907582A (zh) * 2010-06-23 2010-12-08 清华大学 全断面扫描的在线检测装置
CN104198503A (zh) * 2014-08-19 2014-12-10 开封市测控技术有限公司 基于自然伽马射线在线测量煤灰分系统及方法
CN204228590U (zh) * 2014-07-30 2015-03-25 北京辰安测控科技有限公司 用于计算物料灰分的参数检测装置及物料灰分的测量设备
CN109164240A (zh) * 2018-09-14 2019-01-08 丹东东方测控技术股份有限公司 一种激光辅助检测的在线煤炭灰分分析仪

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1932474A (zh) * 2006-07-31 2007-03-21 成都理工大学 考古用同位素密度成像仪
CN102519993B (zh) * 2011-12-31 2014-05-21 清华大学 一种反射式x射线煤炭灰分与发热量检测装置及检测方法
CN102778470B (zh) * 2012-06-19 2015-07-22 内蒙古立信测控技术有限公司 一种多点式煤炭灰分检测方法
CN104345070B (zh) * 2013-07-29 2018-03-23 同方威视技术股份有限公司 探测器模块、安装探测器模块的方法及射线检测系统
CN104913908A (zh) * 2015-06-15 2015-09-16 中国科学院上海光学精密机械研究所 氙灯发光强度分布测试装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100303201A1 (en) * 2005-04-30 2010-12-02 Elisabeth Katz Method and Device for the Online Determination of the Ash Content of a Substance Conveyed on a Conveying Means, and Device for Carrying Out Such an Online Determination
CN101349661A (zh) * 2008-09-17 2009-01-21 丹东东方测控技术有限公司 一种在线检测皮带上煤炭灰分的方法
CN101907582A (zh) * 2010-06-23 2010-12-08 清华大学 全断面扫描的在线检测装置
CN204228590U (zh) * 2014-07-30 2015-03-25 北京辰安测控科技有限公司 用于计算物料灰分的参数检测装置及物料灰分的测量设备
CN104198503A (zh) * 2014-08-19 2014-12-10 开封市测控技术有限公司 基于自然伽马射线在线测量煤灰分系统及方法
CN109164240A (zh) * 2018-09-14 2019-01-08 丹东东方测控技术股份有限公司 一种激光辅助检测的在线煤炭灰分分析仪

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117705842A (zh) * 2023-12-11 2024-03-15 北京工业职业技术学院 一种在线煤灰分仪及检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112697816B (zh) 2023-08-11
CN112304983A (zh) 2021-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103837558B (zh) 一种基于pgnaa技术的水溶液中多元素成分及含量检测装置及检测方法
CN106680300B (zh) 多维度正电子湮没寿命谱和多普勒展宽谱测量系统
WO2019019451A1 (zh) 一种闪烁探测器的增益校正装置和方法
CN112697816A (zh) 一种激光辅助检测多探测器在线灰分仪
CN103149180B (zh) 一种土壤光谱反射率和电导率检测方法
CN101907582A (zh) 全断面扫描的在线检测装置
CN104122231A (zh) 一种在线式自校准水质浊度检测系统
CN108398710A (zh) 一种用于反应堆内中子能谱实时测量的装置
CN108333085B (zh) 一种具有电容及颜色补偿的光电式垂线含沙量检测方法
Schmidt Measuring particle size and snowfall intensity in drifting snow
CN104007054B (zh) 一种生物发酵过程中菌体浓度在线检测装置及方法
CN108132097A (zh) 一种探测器探头、光功率计以及光功率测量方法
CN204008454U (zh) 用于检测贮藏稻谷中霉菌指标的便携式近红外光谱分析仪
CN110887794A (zh) 一种二维大气痕量气体廓线测量系统
CN111366967A (zh) 一种强辐射场的辐照剂量率测量系统和方法
CN113063732B (zh) 一种真空低温环境下太阳吸收比原位检测装置及方法
CN203673074U (zh) β表面污染位置分辨探测器
CN110618232B (zh) 一种不用放射源的煤炭发热量在线测量装置及其方法
CN201780277U (zh) 全断面扫描的在线检测装置
CN211741592U (zh) 一种多路智能氡钍分析仪
CN111998802A (zh) 一种双轴光伏跟踪系统跟踪精度现场检测设备
CN108181640B (zh) 一种区分α射线、β射线和γ射线的探测方法及其实现方法的探测器
CN208795674U (zh) 煤发热量在线测量仪
CN111272241A (zh) 一种基于散射光测量管道流量的系统及方法
CN204314471U (zh) 一种微弱放射性检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant