DD217030A1

DD217030A1 - Anordnung zur direkten gehaltsbestimmung eines foerderstromes

Info

Publication number: DD217030A1
Application number: DD25357683A
Authority: DD
Inventors: Manfred Rudolph
Original assignee: Senftenberg Braunkohle
Priority date: 1983-08-01
Filing date: 1983-08-01
Publication date: 1985-01-02

Abstract

Die Erfindung ist anwendbar bei allen Gamma-Rueckstreu-Messanordnungen zur Gehaltsbestimmung auf Foerderbaendern, insbesondere zur radiometrischen Aschehaltsbestimmung von Rohbraunkohle direkt am Foerderstrom. Es ist das Ziel der Erfindung, die zeitliche Verfuegbarkeit der Gehaltsbestimmungsgeraete zu erhoehen. Aufgabengemaess wird durch geeignete Massnahmen erreicht, dass die minimale Schichtdicke auf dem Foerderband, die die untere Grenze der Anwendbarkeit darstellt, um mehr als 50 % verringert wird, so dass eine Messung noch bei 50-100 m Schichtdicke moeglich ist. Erfinderisch wird die Aufgabe durch die Kombination der bekannten Rueckstreu-Messanordnung mit der bekannten Durchstrahlungsanordnung und Addition der beiden Wirkungen geloest, ohne den geraetetechnischen Aufwand wesentlich zu erhoehen. Fig. 1

Description

Anordnung zur direkten Gehaltsbestimmung eines Forderstromes

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist- anwendbar bei allen Gamma-Rückstreu-Meßanordnungen zur Gehaltsbestimmung auf Förderbändern* insbesondere zur radiometrischen Aschegehaltsbestimmung von Rohbraunkohle direkt am Förderstrom, wenn die Schichtdicke des Meßgutes auf dem Gurtbandförderer in einem wesentlichen Anteil der Betriebszeit unterhalb der Mindestschichtdicke des Meßgerätes liegt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Pur die radiometrisch« Aschemessung am Förderband sind viele Verfahren bekannt, unter anderem durch Anwendung von Gammastrahlen nach dem Prinzip der Durchstrahlung, Rückstreuung und Vorwärtsstreuung.

Beim Durchstrahlungsverfahren nach DD-PS 31 928 emittiert eine Strahlenquelle eine elektromagnetische Strahlung, die · nach Durchdringen der Meßgutschicht auf einen Strahlende tekt or trifft. Ein Kollimator sorgt dafür, daß vorwiegend Primärstrahlung registriert wird. Die Ausgangsgröße des Strahlendetektors wird einer elektronischen Meßanordnung zugeleitet·

Voraussetzung für die Messung ist eine gleichbleibende Schichtdicke der Kohle. Im Tagebau sind jedoch die Fördermengen und damit die Schichtdicke auf dem Förderband so stark schwankend,

daß eine gleichbleibende Schichtdicke nur mit großem gerätetechnischen Aufwand an einer Nebenbandanlage erreicht werden kann· ;

Eine andere Methode zur Aschegehaltsmessung basiert auf der Me s sung der von der Kohle rüc kge streut en Gamma-St rahlung· Dafür sind eine Vielzahl von Verfahren und Geräten bekannt, die nach folgendem Prinzip arbeiten:

Die Strahlenquelle und der Detektor für die radioaktive Strahlung sind nebeneinander an einer Seite,neben,über oder unter dem Förderstrom angeordnet. Die radioaktive Strahlung durchdringt zum Teil den Kohlestrom und wird zum Teil zurückgestreut. Sowohl der Anteil der die Kohleschicht durchdringenden Strahlung wie auch der rückgestreute Teil werden durch das Fördergut in ihrer Intensität beeinflußt. Gemessen wird der auf den Detektor auftreffende rückgestreute Anteil der Strahlung.

Im Gegensatz zur Durchstrahlung besitzen Anordnungen zur Gamma-Rückstreuung eine Sättigungsschichtdicke, bei deren Überschreiten der Meßwert unabhängig von der Schichtdicke ist. Wird die Sättigungsschichtdicke unterschritten, treten erhöhte Meßfehler auf, so daß für eine vorgeschriebene Genauigkeit eine bestimmte Mindestschichtdicke gefordert wird. Vorhandene Gamma-Rückstreuaschemeßgeräte schalten deshalb bei Unterschreitung der vorgegebenen Mindestschichtdicke selbständig ab, um unzulässige Meßfehler zu vermeiden. Deshalb sind diese Geräte in ihrer zeitlichen Verfügbarkeit eingeschränkt. .

In neuerer Zeit ist das Verfahren der Vorwärtsstreuung ausgearbeitet worden. Dabei wird zwischen den Detektor und die Strahlenquelle eine Blende gebracht, die den direkten Eintritt des Strahlenbündels in den Detektor verhindert. In den Detektor können nur die Gammaquanten einfallen, die im Volumen des Meßgebers so gestreut werden, daß sie die Blende "umgehen"·

Die Vorwärtsstreuung ist in einem gewissen Bereich unabhängig von der Schichtdicke. Durch zusätzliche Maßnahmen ist es möglich, den Bereich der Schichtdickenunabhängigkeit zu

erweitern. In der DD-PS 230 929 und 230 930 werden solche Verfahren beschrieben.

Alle Verfahren zur Vorwärtsstreuung sind für den Einsatz direkt am Gurtbandförderer im Tagebau nicht geeignet, da zur Realisierung der yorwärtsatreugeometrie der Detektor so dicht über dem Kohlestrom angeordnet werden muß, daß er durch große Kohlebrocken und Fremdkörper im Kohlestrom sofort zerstört würde. " .

Dieses Verfahren ist deshalb nur an speziell dafür eingerichteten Nebenbandanlagen im Einsatz.

Um die Nachteile der einzelnen Verfahren zu vermindern, wurden Kombinationen von zwei Durchstrahlungen in der CS-PS 143 281 und eine Kombination von zwei und drei Meßstrecken in den DE-OS 2 648 434 und 3 023 453 beschrieben. Diese Kombinationen sind mit einem erheblichen gerätetechnischen Aufwand verbunden. .

Es ist auch eine Methode nach dem SU-Urheberschein 50 41 bekannt, bei der dieser erhöhte Aufwand nicht eintritt, da eine Durchstrahlung mit einer Vorwärtsstreuung im gleichen Strahlengang kombiniert wird. Der prinzipielle Nachteil der Vorwärtsstreuung, daß der Detektor sehr dicht über dem Förderstrom angeordnet werden muß, wird dadurch aber nicht überwunden.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, die zeitliche Verfügbarkeit von Gehaltsbestimmungsgeräten, die auf Basis der Gamma-Rückstreuung arbeiten," zu erhöhen und damit ihre Effektivität im Produktionsprozeß zu verbessern.

Darlegung des 'Wesens der Erfindung .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bekannte auf der Basis der Gajma-Rückstreuung arbeitende rädiometrische Gehaltsbestimmungsverfahren durch geeignete Maßnahmen so zu verbessern, daß die minimale Schichtdicke, die die untere Grenze der Anwendbarkeit darstellt, um mehr als 50 fo verringert wird, so daß eine Messung noch von 50 - 100 mm Schichtdicke möglich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine bekannte Rückstreu-Meßanordnung mit einer ebenfalls bekannten Durchatrahlungsanordnung so kombiniert wird, daß durch eine Addition der beiden Wirkungen in einem weiten Bereich eine Schichtdickenunabhängigkeit des Meßwertes erreicht wird. Dabei wird ein Teil der Rückstreu-Meßanordnung, nämlich entweder eine Strahlenquelle oder ein Strahlungsdetektor sowie die gesamte elektronische Schaltung mit benutzt. " ·

Im ersten Fall wird schräg über der Rückstreumeßanordnung ein zusätzlicher Strahlungsdetektor angebracht, dessen Signal elektrisch zu dem Signal der Rückstreu-Meßanordnung auf bekannte Weise addiert wird, vorzugsweise durch Aufschaltung der zwei Impulssignale auf einen gemeinsamen Zähler. Im zweiten Fsill wird gegenüber der Rückstreu-Meßanordnung eine zusätzliche Strahlenquelle angeordnet. Die Strahlungs-Intensität aus dieser Quelle addiert sich am Detektor nach dem Prinzip der ungestörten Überlagerung zu der Intensität der vom Fördergut rückgestreuten Strahlung, so daß der Detektor die Summe beider Intensitäten registriert. Da die Rückstreuung und die Durchstrahlung eine unterschiedliche Abhängigkeit von der Schichtdicke haben, ist eine Anpassung notwendig. Diese Anpassung erfolgt durch Wahl der geeigneten Aktivität der Strahlenquelle, die, Energie der Strahlung und durch Verlängern des Strahlungsweges bei der Durchstrahlung infolge schräger Anordnung des Strahlenganges· Durch Drehen der geometrischen Lage des schrägen Strahlenganges zum Strahlengang der Rückstreuanordnung um einen Winkel, vorzugsweise 90 °, wird ein negativer Einfluß der Korrektureinrichtung auf die Rückstreu-Meßeinrichtung ver-

hindert.

Die Erfindung hat'den Vorteil, daß durch dieses Korrekturverfahren mit geringem zusätzlichen Aufwand die bekannten RUck-_Nstremießeinr_tichtungen in ihrem Anwendungsbereich wesentlich erweitert werden.

AusfUhrungabeispiel

¹ .1 . .

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Diese werden an Hand von 4 Figuren beschrieben. . -

Es zeigen:

Figur 1 - die Rückstreumeßeinrichtung mit Korrekturanordnung mittels zusätzlichem Detektor

Figur 2 - eine Variante der Korrekturanordnung mittels ' zusätzlicher Strahlungsquelle,

Figur 3 - die Draufsicht zu Figur 1

Figur 4 - Kurvenverlauf für den Meßwert in Abhängigkeit von der Schütthöhe

Figur 1 .

Auf einem Gurtbandförderer 1 wird Rohbraunkohle 2 transportiert, an der eine Aschegehaltsbestimmung durchgeführt werden soll. Die bekannte Meßanordnung zur Gehaltsbestimmung, bestehend aus einer Strahlenquelle 3 (Am-241) im Container 4» einem Detektor 5 mit einer Abschirmung 6.

Der Detektor 5 gibt sein Signal auf ein Auswertegerät 7 mit einem Anzeigegerät 8. ,

Schräg über dem Gurtbandförderer 1 und außerhalb des Bandprofils ist ein Detektor 9 in der Abschirmung 6 angeordnet. Die Strahlungsintensität am Detektor 9 wird durch einen bekannten variablen Absorber 10 eingestellt.

Das Signal aus dem Detektor 9 wird in einer bekannten Additionsschaltung 11 zu dem Rückstreusignal addiert, so daß im Auswertegerät 7 die Summe beider Signale weiterverarbeitet wird.

Figur 2

Das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel läßt sich leicht variieren, in dein an ütelle des Detektors 9 eine zusätzliche Strahlenquelle 12 in einem Container J3 angewendet wird. Die Strahlenquelle 3 im Container 4 ist mit dem Detektor 5 in der Abschirmung 6 vertauscht. Die Intensitäten der Strahlung von den Strahlenquellen 3 und 12 addieren sich in bekannter Weise am Detektor 5i so daß auch hier im Auswertegerät 7 die Summe beider Signale wei/terverarbeitet wird·

Die Figur 3 zeigt in Draufsicht eine vorteilhafte Anordnung für die Variante nach Fig. 1, die sinngemäß auch für die Variante 2 gilt. Es ist zu erkennen, daß eine Verdrehung der Mittellinien beider Meßanordnungen um 90 ° Vorteile bringt, indem die Geometriebedingungen der Rückstreuanordnung ohne Schwierigkeiten eingehalten werden können. Für den Strahlengang der Korrekturmeßstrecke kann dann in dem Container 4 ein zusätzlicher Spalt 14 oder ein beliebig gestalteter Strahlenweg ausgespart werden, ohne daß dadurch die Rückatreuanordnung beeinflußt wird.

In Fig. 4 ist die Wirkung der Schütthöhen-Korrektur an einem Beispiel erklärt·

Die Kurve RS zeigt den Verlauf der 60 KeV-Rückstreuung ohne Korrektur, gemessen an V/eichbraunkohle. Man erkennt, daß, wenn eine Abweichung von *- 4 % vom Meßwert im Sättigungsbereich zugelassen wird, eine Mindest schicht dicke von 150 mm notwendig ist. Weitere Zugständnisse an den Meßfehler, z. B. - 8 % Abweichung führen zu einer Mindestschichtdicke von ca. 125 mm. In der Kurve RS + DS ist der Verlauf des Signals nach der Korrektur angegeben. Es ist zu erkennen, daß ein zugelassener Fehler von + 4 % vom Meßwert bei Sättigung dazu führt, daß eine Mindest schichtdicke von ca. 35 mm zugelassen werden kann. Den Verlauf der Durchstrahlungsintensität zeigt Kurve DS. Die Wirkung der Schichtdickenkorrektur

ist materialabhängig. Es ist deshalb zweckmäßig, in den Fällen wo dfe Dichte und/oder Zusammensetzung des Meßgutes sehr stark schwankt, die Korrektur für die am häufigsten vorkommenden Bereiche zu optimieren.

Claims

Erfindungsansprüche

1. Anordnung! zur direkten GehaltsbeStimmung eines Förderstromes, insbesondere zur Aschegehaltsmessung an Rohbraunkohle mittels Rückstreuung von Gammastrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß schräg gegenüber der Rückstreuanordnung ein zusätzlicher Detektor (9) dessen Signal elektrisch zum Signal der Rückstreuanordnung addiert wird oder eine zusätzliche Strahlenquelle (12), deren Dosisleistung sich mit der Dosisleistung der Rückstreuanordnung addiert ι angeordnet ist, w,obei die Durchstrahlungsanordnung an die Rückstreuanordnung durch Auswahl einer geeigneten Aktivität der Strahlenquelle (3) der Energie der strahlung oder durch Verlängerung des Strahlungsweges für die Durchatrahlung angepaßt wird·

' ι

2» Anordnung zur direkten Gehalt sbe Stimmung eines Fö'rderstromes nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß die Achsen der Rückstreuanordnung und der Eurchstrahlungsanordnung jeweils um einen Winkel, vorzugsweise von 45 °f von der Bandlaufrichtung gegeneinander gedreht sind·

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen