专利名称：一种x射线煤灰分测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种煤灰分测量与控制技术，特别是涉及一种利用X射线实现煤灰分的分析测量装置。
背景技术：
煤炭一般包括两部分物质，一种是由碳、氢、硫等组成的可燃物质，另一种是由钙、 铝、硅、铁等氧化物组成的不可燃物质。煤灰分是煤在一定温度下充分、完全灼烧后，不可燃物质一也就是氧化物残渣所占的重量分数(即重量百分比)。煤灰分与煤的发热量密切相关，为提高煤的利用效率，必须严格控制煤产品的灰分。目前，煤灰分测量方法有X射线荧光分析法、反散射法、高能Y射线湮没辐射法、中子活化法以及双能X射线吸收法等等，其中以双能Y射线吸收法用的最多、最广。其实现方式是，采用两个同位素放射源Am241和Cs137分别发出的低能和中能γ射线照射皮带上的煤炭，然后在皮带的另一侧，接收投射煤炭后的射线。由于煤炭中的不同物质对该两种能量的射线的吸收效率不同，特别是煤炭中的重元素对Am241发出的低能γ射线的吸收效率要远大于煤炭中的其他轻元素，因此可以根据比较两种射线投射煤炭前、后的强度变化，就可以分析得到煤炭的灰分值了。也有利用射线与被测物质相互作用产生的效应不同测量煤的灰分，如专利(申请号2008100132M.0)是利用透射光子数和湮没辐射光子数，计算煤的灰分。国外也有利用射线与被测物质相互作用产生的电子对效应和康普顿散射效应测量煤灰分。但是，双能Y射线吸收法存在如下缺点1、γ射线源的安全性差，一旦丢失或泄露射线源，会对环境或人身造成较大危害。2、由于安全性差，Y射线源必须接受严格管理，在应用中需要每年为此支付较大
管理费用。3、上述测量煤灰分的方法均存在煤层厚度变化(流量变化)、堆积形状变化、煤层重量差别，影响煤灰分测量准确度。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题在于，提供一种X射线煤灰分测量装置，用于利用X射线实现灰分测量，降低射线源的危险性，降低管理成本。本实用新型解决的另一技术问题在于，基于厚度或重量进行灰分测量修正，以提高灰分测量的准确度。为实现上述目的，本实用新型公开了一种X射线煤灰分测量装置，包括测量容器，其中设置有被测物，或输送机，用于输送该被测物；静止平台或转动平台，该测量容器设置在该静止平台或该转动平台上，该转动平台由动力装置驱动而转动；X射线源，发射X射线照射该被测物；
4CN 202230038 U说明书2/11 页m个用于接收穿透该被测物的X射线并转化为探测信号的X射线探测器，其中，m =1、2、3......ITl ；设置在该测量容器或输送机上方的用于测量该被测物质的厚度值的测厚装置，或者，用于测量该被测物的重量值的测重装置；用于根据该探测信号以及该厚度值计算煤灰分，或者，根据该探测信号以及该重量值计算煤灰分的数据处理单元，该数据处理单元连接该X射线探测器以及该测厚装置， 或者，该数据处理单元连接该X射线探测器以及该测重装置。该测厚装置包括丝杆、位移传感器以及压头，该丝杆的一端连接至该压头，该丝杆的另一端连接至一动力提供装置，该压头通过该丝杆的带动在该测量容器上方上下移动， 该位移传感器的滑片连接至该压头。该测厚装置包括丝杆、连杆、位移传感器以及压头，该丝杆的一端连接至该压头， 该丝杆的另一端连接至一动力提供装置，该压头通过该丝杆的带动在该测量容器上方上下移动，该连杆连接至该丝杆，该丝杆带动该连杆移动，该丝杆的移动行程与该连杆的移动行程相同，该连杆连接至该位移传感器的滑片，该连杆的两端连接至设置在该X射线煤灰分测量装置侧壁上的导轨。该测厚装置还包括一压力传感器，该压力传感器设置在该转动平台或该静止平台上并接触该测量容器的底部，或者，该测量容器的底部具有一通孔，该压力传感器设置在该通孔中并接触该被测物，或者，该压力传感器设置在该压头下方，或者，该压力传感器设置在该压头与该丝杆之间。该测厚装置包括丝杆、连杆、位移传感器、压头以及压头拖块，该压头与该压头拖块连接，该压头拖块内部设置有丝杆，该丝杆的一端连接至一动力提供装置，该压头以及该压头拖块通过该丝杆的带动在该测量容器上方上下移动，该位移传感器的滑片通过该连杆连接至该压头拖块，该压头的移动行程与该连杆的移动行程相同。该X射线源以及该X射线探测器设置在该测量容器的两侧。该X射线源设置于该静止平台或该转动平台下方，该X射线煤灰分测量装置还包括一用于将该X射线探测器在一测量位置以及一收纳位置之间移动的电动推杆，该测量位置位于该测量容器的上方。该X射线煤灰分测量装置还包括一用于将该测量容器在一第一测量位置以及一第二测量位置之间移动的电动推杆，该第一测量位置位于该静止平台或该转动平台上，该第二测量位置位于该静止平台或该转动平台的一侧，该测厚装置位于该第二测量位置的上方。该X射线探测器包括半导体探测器、闪烁计数器、G-m管或电离室。该X射线源的发射口处设置有射线准直器，该X射线探测器的接收该X射线一侧设置有屏蔽板。该测厚装置包括机械式测厚装置、微波式测厚装置、或超声波式测厚装置。输送机是皮带输送机或螺旋喂料机。所述装置还包括一个整形料仓，该料仓位于该输送机上。本实用新型的技术效果在于，利用X射线作为射线源，安全性高，维护成本低。利用标样标定、曲线拟合的方法，测量准确度高。该X射线煤灰分测量装置的结构紧凑、合理、简单、可靠、利于维护，可同时测量厚度数据或重量数据和X射线探测数据，且可保护被测物的内部环境不受影响。另外，本实用新型还可使得测厚装置(或测重装置)与X射线探测器及X射线源的设置位置更加灵活，可针对生产现场各种多变的空间情况进行调整。本实用新型可以通过探测数据和厚度计算灰分，降低厚度变化(或重量变化)对灰分计算的影响。
图1A、1B、1C所示为本实用新型的X射线煤灰分测量装置的结构示意图；图ID所示为射线准直器与屏蔽板的截面图；图IE所示为转动平台的结构示意图；图2、图3、图4、图5A、图5B、图6A、图6B所示为本实用新型的X射线煤灰分测量装置的结构示意图；图7A、7B、7C所示，为本实用新型的电动推杆的结构及运作示意图；图7D所示为本实用新型的移动拖块的结构及运作示意图；图7E所示为本实用新型的移动拖块的a-a截面示意图；图7F所示为本实用新型的X射线煤灰分测量装置的结构示意图；图7G所示为本实用新型又一实现方式的在线测量示意图；图7H角位移传感器测厚装置结构示意图；图7J所示带有整形料仓的在线测量示意图；图7K所示采用螺旋喂料机的在线测量示意图；图8所示为灰分标定修正曲线示意图；图9所示为本实用新型的X射线煤灰分测量方法流程示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细描述本实用新型的具体实现方式。本实用新型利用X射线取代Y射线，以使得测量过程安全性好、准确程度高、结构简单、可靠性高。并基于被测物的厚度进行灰分测量，以提高灰分测量的准确度。请参阅图IA所示为本实用新型的X射线煤灰分测量装置100的结构示意图。该 X射线煤灰分测量装置100包括测厚装置l、x射线源2、m(m= 1、2、3……m)个X射线探测器6、测量容器4、被测物3、数据处理单元5、转动平台(或静止平台)7。测量容器4被放置在转动平台7上，该测量容器4中设置有被测物3。该被测物例如为煤炭。转动平台7接受动力提供装置所提供的动力驱动，从而带动测量容器4不断转动。该动力提供装置例如为一转动电机。在测量容器4的两侧设置有X射线源2和X射线探测器6。X射线源2用于不断发射X射线并照射该测量容器，即照射该被测物3。该X射线中的一定比例被该被测物3吸收，而另一部分则穿透被测物3，该X射线探测器6用来接收穿透被测物3后的X射线。X射线探测器6根据所接收的射线产生探测信号。该X射线探测器可通过半导体探测器、闪烁计数器、计数器、G-m管或电离室实现。该X射线探测器6呈阵列或一字排列。由于测量容器4不断转动，故而X射线源2可以从各个不同方向照射被测物3，从而一定程度上消除了测量容器内被测物的多少、堆积形状以及物料的均勻性对测量的影响，使得X射线探测器6 获取的探测信号更为均衡准确，以降低由于固定的测量方向而带来的误差。另外，由于m个X射线探测器均符合窄束要求，因而可缩短χ射线源至χ射线探测器的距离，如距离缩小一倍，则X射线源强度可降低四倍。这样，既节省射线屏蔽材料，又可提高辐射安全性。同时， 采用X射线源，它比射线源能量低，易于防护，即使丢失也不会造成危害与对人体伤害，安全性好。X射线探测器6与该数据处理单元5相连接，探测信号被传输至该数据处理单元 5。在图IA所示实施例中，X射线源2、X射线探测器6设置在测量容器4的两侧，在其他实施例中，本领域的技术人员也可根据生产现场的需要而调整二者的设置位置，将X射线源2设置在测量容器4的下方，X射线探测器6设置在测量容器4的上方，或者，也可将X 射线源2设置在测量容器4的上方，X射线探测器6设置在测量容器4的下方，不以具体位置为限。测厚装置1设置在该测量容器4的上方。该测厚装置1的压头10可上下移动并接触被测物，从而测量被测物的厚度。测厚装置1与该数据处理单元5连接，测厚装置1发送该厚度值至该数据处理单元5，该数据处理单元5根据该探测信号以及该厚度值进行灰分值的计算。具体计算方式后续说明。如图IA可知，测厚装置1具体包括压头10、丝杆11、位移传感器12。压头10位于测量容器4的上方并正对着测量容器4的开口。压头10连接至丝杆11的一端。丝杆11 的另一端连接至一动力提供装置，丝杆11从该动力提供装置处获得动力从而上下移动，进而带动压头上下移动，使得压头可以接触到被测物3。该位移传感器12的设置位置固定，并且其具有可伸缩的滑片121，该位移传感器通过该滑片121的滑动行程而获得一位移数据。 该滑片121连接至该压头10，则压头10的滑动距离等同于滑片121的滑动行程。这样，当滑片121的起始位置与测量容器4的底部之间的距离是固定值时，通过获取滑片121的滑动行程即可获知测量容器4中被测物3的厚度值。位移传感器中可设置有一处理芯片，以通过该滑片121的滑动行程而直接计算出厚度值，并发送该厚度值至该数据处理单元5。或者，位移传感器直接将该滑动行程传送至该数据处理单元5，由该数据处理单元5根据滑片 121的起始位置与测量容器4的底部之间固定值与该滑动行程的差值，计算该厚度值。在一优化实施例中，为了进一步保证被测物的环境参数能保持一致，测厚装置1 中还包括压力传感器14，如图IB所示。压力传感器14安装在该转动平台上、接触测量容器4的底部。压力传感器14将检测到的压力信号通过连接线传送到该数据处理单元5。该数据处理单元5与为丝杆11提供动力的动力提供装置连接，当数据处理单元5收到的压力传感器14传送来的压力值达到一预定值时，数据处理单元5发出一停止信号，使得该动力提供装置停止工作，丝杆停止移动，从而使得压头停止移动，此时，位移传感器12取得滑片 121的总滑动行程，传送给该数据处理单元5。通过设置该预定值，使得每次厚度数据的获取都处于同样的压力环境下，即压头施加给被测物的压力一致，则每次测量的厚度值能够在被测物内部压力一致的情况下获得，减少随机效应，提高后续灰分测量的准确度。另外，该压力传感器14也可设置在其他不同位置。如图2所示，在一实施例中，该测量容器的底部具有一通孔，该压力传感器14设置在该通孔中并接触该被测物。如图3所示，在一实施例中，该压力传感器14设置在该压头10的下方，即，该压力传感器接触该被测物的上表面。如图4所示，在一实施例中，该压力传感器14设置在该压头10的上方，该压力传感器14与该丝杆11连接。压力传感器14可感知压头与丝杆之间的压力值。[0058]如图IC所示为本实用新型的设有X射线准直器和屏蔽板的灰分测量装置的另一实施例，如图ID所示为射线准直器9与屏蔽板10的截面图。由于X射线的能量是连续谱分布，且能量较低，因此X射线的反射与散射现象严重。为消除X射线反射和散射对测量的影响，该X射线源的发射口处设置有射线准直器9，该射线准直器正对X射线源的发射口处开设有一开口，使得X射线只能从该射线准直器的开口中射出，以减少发射X射线的数量。 在该X射线探测器接收该X射线一侧设置有屏蔽板10，该屏蔽板也开设有一开口，该X射线探测器仅接收从该屏蔽板的开口入射的X射线。射线准直器与屏蔽板二者配合使用。设置该屏蔽板，以吸收除X射线探测器探测面积以外的X射线，从而减少反射与散射对测量的影响。如图IE所示为转动平台的结构示意图。转动平台7包括驱动器76、轴75、内轴承73、外轴承72、轴承固定架74、托盘71。 轴75固定在内轴承73上，内轴承73外侧是外轴承72，外轴承72固定在轴承支架74上，托盘71固定在轴75的上端。驱动器76带动轴75和托盘71转动，托盘71带动放置其上的测量容器4转动。在另一优化实施例中，测厚装置1可通过其他连接关系实现，以保证工作现场的实际需要。如图5A所示，测厚装置1具体包括压头10、丝杆11、位移传感器12，位于传感器的滑片121以及连杆13。与图IA不同的是，连杆13固定连接至该丝杆11，该丝杆11带动该连杆13的移动，该丝杆11的移动行程与该连杆13的移动行程相同。为保证连杆13保持固定角度(例如保持水平)的跟随丝杆11做正常的平移滑动，在该X射线煤灰分测量装置100的外壳侧壁上设置有导轨，该连杆的两端连接至该导轨。该位移传感器12的可伸缩的滑片121连接至该连杆13。使得该位移传感器通过检测连杆的滑动行程而获得一位移数据，进而得到被测物3的厚度值。如图5B所示，为测厚装置的又一实施例示意图。该测厚装置1的压头10可上下移动并接触被测物。压头10与压头拖块17连接， 压头拖块17内部设置有丝杠11，丝杠11受动力提供装置的驱动而上下运动，进而带动压头拖块17以及压头10的上下移动，压头拖块17设置在拖块导轨18内。线位移传感器12 的滑片121通过的连杆13与压头拖块17相连，压头10的上下移动带动了连杆13上下移动，压头10移动的距离就等于连杆13移动的距离，也等于滑片121的移动距离。因此压头 10移动的距离通过连杆13由线位移传感器12检测得到。线位移传感器12将该压头10移动的距离发送至数据处理单元。由于压头至测量容器的底部的原始高度是已知的，通过压头10的移动距离可以对应得到被测物的厚度。上层的固定平台16用于承载位移传感器12 和动力提供装置。下层的固定平台16用于承载拖块导轨18，使得压头10得到固定的支撑点ο此外，该测厚装置也可以选用其他机械式测厚装置、或微波式测厚装置或超声波式测厚装置。上述实施例的测量容器始终跟随转动平台保持转动，其位置并未发生变化，即，被测物在同一位置进行厚度值的测量以及与该探测信号的获取，这一位置设置关系可以保证所获取的厚度值和探测信号所针对的对象的同一性，避免由于位置转换带来的对被测物的内部环境的影响。[0066]本实用新型还可通过其他位置关系来实现。如图6A、6B所示，该X射线源2设置于该转动平台7的下方，该X射线探测器6与一电动推杆8相连接。该电动推杆可移动，使得该X射线探测器6可被设置在该测量容器的上方(测量位置)以进行对X射线的接收， 还可被设置在该测量容器旁边的一收纳位置(图6A)。在这一实施例中，数据处理单元5可控制该测厚装置1通过压头的滑动而取得测量容器中的被测物的厚度值(图6A)，这时的X 射线探测器6受控于该电动推杆而位于该收纳位置。随后压头向上移动，回到其起始位置 (图6B)，这时，数据处理单元5控制该电动推杆8开始移动，使该X射线探测器6移动到该测量容器的上方测量位置，并进行探测信号的获取。收纳位置可位于测量容器近旁的任何位置。同时，图6A、6B所示结构可适用于上述针对压力传感器的各种实施例。本实用新型还可通过其他位置关系来实现。如图7A、7B、7C所示，为本实用新型的电动推杆的结构及运作示意图。该X射线源2设置于该转动平台7的下方，该X射线探测器6设置于该转动平台7的上方。一电动推杆8的前端具有一托盘81，该托盘81用于承载该测量容器。该电动推杆8受到一动力提供装置的驱动而移动，利用该托盘81托起该测量容器，并移动该测量容器，即，使得该测量容器在一第一测量位置以及一第二测量位置之间移动。该第一测量位置为测量容器位于该转动平台7上，该第二测量位置位于该转动平台的一侧近旁，该测厚装置位于该第二测量位置的上方。在这一实施例中，该测量容器在初始时刻位于该第一测量位置(图7A)，数据处理单元5可控制该X射线探测器6进行探测信号的获取。随后数据处理单元5控制该电动推杆8开始移动，利用托盘81托起该测量容器并将该测量容器移动至该第二测量位置(图7B、7C)。这时，数据处理单元5控制该测厚装置1降下压头获取该厚度值。可见，在这一实施例中，测量容器位于不同的位置时，可采集被测物的不同数据。本实施例使得测厚装置与X射线探测器6及X射线源2的设置位置更加灵活，可针对生产现场各种多变的空间情况进行调整。另外，图7A、7B、7C所示结构可适用于上述针对压力传感器的各种实施例。如图7D所示，为本实用新型又一实施例的移动拖块的结构及运作示意图。图7E 所示为移动拖块的a-a截面示意图。此实施例中，测量容器设置在静止平台702上，该静止平台702上设置有移动装置，用于承载测量容器，并改变测量容器的位置。移动装置包括拖块701，测量容器设置在拖块701上。拖块701设置于开在静止平台内部的导轨中，其可在该导轨中滑动。拖块701与连接杆703连接，连接杆703与动力提供装置704连接。进而，拖块701通过连接杆703接受动力提供装置704提供的动力驱动而移动，将测量容器在不同位置之间传送。当拖块701 位于A位置时，由测厚装置进行测厚，当位于B位置时，进行X射线的照射测量。图7F所示为本实用新型的X射线煤灰分测量装置100的结构示意图。其中，X射线煤灰分测量装置100还包括一测重装置90用于测量被测物3的重量。测重装置90与该数据处理单元5连接，将所测量的重量值发送至该数据处理单元5，供该数据处理单元5根据该探测信号以及该重量值，计算煤灰分值。测重装置90可以设置在转动平台上并接触该测量容器，或者，设置在转动平台近旁，例如设置如图7A所示的压头下方，则可通过该电动推杆，将测量容器移动至该测重装置上进行测重。图7G所示为本实用新型又一实现方式的在线测量示意图。与前述实施例差别之处在于，被测物3并未设置在测量容器中，而是直接设置在现场输送机的皮带70上，通过皮带70的传送动作，可使得被测物被传递至指定位置，并经过本实用新型所述的X射线源2的照射。测厚装置1设置在X射线源2的前方，皮带上方一固定位置。该测厚装置1包括角位移测厚装置或者线位移测厚装置或编码器式测厚装置。 还可包括惯常的测重装置。图7H所示为角位移测厚装置示意图。它包括压辊117、连杆116、支承轴115、支撑架114和角位移传感器113。压辊放置在皮带70的被测物3上，通过连杆连接至角位移传感器。在皮带传送时，被测物厚度不同导致压辊上下运动，角位移传感器可感知连杆的角度变化。通过当前位置与初始位置的连杆的角度变化以及固定的连杆长度可以获知当前被测物的厚度值，并将检测的厚度值数据发送至数据处理单元5。X射线探测器6与前述实施例一样，产生探测信号，发送至数据处理单元5。更为优化的，压辊直径可设置为250-300mm，压辊宽度可设置为30-50mm，压辊材质可采用铁或其他常用材质。连杆L的长度可设置为300-400mm。该角位移传感器可采用旋转变压器式BF型角位移传感器。图7J所示，为本实用新型又一实施例，它与图7G不同点在于，该实施例中，采用螺旋喂料机80 (或采用其他方法)从现场输送机的皮带70输送的被测物3中，取出部分被测物。螺旋喂料机80将取出的部分被测物送入整形料仓82，整形料仓坐落在物料输送带710 上，被测物通过输送带710输送至灰分测量装置的测量区进行测量，该测量区具备测厚装置以及测重装置，具体结构参见前述附图及其说明。由于整形料仓的物料输出口的高度已定(为常数)，因此从整形料仓输送出来的被测物的堆积形状及物料的厚度波动变化均比较小，从而提高了厚度测量与X射线测量的精度。输送机的皮带70输送的被测物3的其余部分被输送到皮带720上。图7K所示，是另一实施方式的在线X射线煤灰分测量装置结构示意图，它与图7J 不同点在于，采用螺旋喂料机80，取代图7J中的皮带输送机710，整形料仓82坐落在螺旋喂料机80上，被测物通过整形料仓82进入螺旋喂料机80内部。被测物由螺旋喂料机80 输送至灰分测量装置的测量区进行测量。由于料仓供料充足，使得螺旋喂料机80的绞刀推动被测物前进并充满整个外壳，螺旋喂料机80的截面为圆形。由于螺旋喂料机80外壳直径Φ =常数，所以在此实施例中被测物厚度=常数即属于常数修正，是实时厚度修正的特例。以下说明数据处理单元5的关于被测物的煤灰分计算的具体技术方案。本领域的技术人员知道，被测物质可以吸收X射线。不同种类的物质对X射线的吸收能力不同，即，吸收X射线的比率不同。特别是煤炭中轻元素物质(可燃物质)与重元素物质(不可燃物质)对X射线的吸收能力均不相同。但是，每种物质吸收X射线的能力在X射线源高压固定情况下是固定的。因而，利用测量穿透被测物吸收X射线占全部X射线的比率，在借助相应系数的前提下，可以表征煤灰分的数值。即，H = I^Ln(NiZN0)(1)其中，H为煤灰分，Ni为X射线穿过该被测物时，该X射线探测器输出的探测信号， Ni可以是单位时间所检测到的射线粒子个数(个/秒)。N。为X射线未穿过该被测物质时， 该X射线探测器输出的探测信号，即，X射线源发出的X射线未照射该被测物而直接被该X 射线探测器获取时，该X射线探测器输出的探测信号。N。可以是单位时间所检测到的射线粒子个数(个/秒)。K为物料系数。另外，本领域的技术人员知道，被测物的厚度，或者，在体积与底面积固定时的被测物的重量与被测物吸收X射线存在关联关系。故而，本实用新型利用厚度值或重量值对公式(1)的灰分值进行修正，将其归一为单一厚度值或重量值时所对应的灰分，以进一步提高煤灰分值计算的准确性。即，对公式(1)进行变型建立数学模型。具体的，数据处理单元5通过如下数学模型进行灰分值计算。数学模型1:Η— κ fed、》(W^)H
Π - Iv^ fΓ
di或，数学模型2:H=K
2W1其中H为煤灰分值，m为该X射线探测器的总数，Hii为X射线探测器的序号，Klmi为第HIi个X射线探测器的重量标定系数，K2为煤灰分标定系数，Niffli为测量容器中有被测物时，第Hii个X射线探测器输出的探测信号,Ntlmi为测量容器中无被测物时，第HIi个X射线探测器输出的探测信号，d,为测厚装置测量的被测物的厚度值，Wi为测重装置测量的被测物
的重量值。理想状态下不同X射线探测器在探测同一 X射线时所产生的探测信号应该是固定统一的理想值。但是，实际情况下，m个X射线探测器在探测同一 X射线时，所产生的探测信号可能存在细小差别或误差，与理想值有一定差距。数学模型1或数学模型2中的Σ、= Un(NimiZKi)Ai,即用于消除每个X射线探测器的个体误差影响。每个X射线探测器具有各自的重量标定系数Klmi，而Klmi*ln (Niffli/N0ffli)即为该固定的理想值，Hii为1，2……m。Klffli即为每个X射线探测器的实际产生数值与理想值之间的比例。故而，Σ mIiii = JlmiIn (Niffli/N0ffli) /m表示对多个X射线探测器每次产生的数据先消除个体误差再求平均，与仅采用单个X射线探测器的技术方案相比，本实用新型可大幅降低随机效应，减少统计涨落的影响。另外，本实用新型的{ Σ mHii = AmiIn(NimiZXmi)AiVdi是利用(Ii实现对煤灰分的修正。S卩，归一为单位厚度值，以消除厚度变化对灰分的影响。同理，{ Σ mHii = JlmiIn(Nimi/ N0ffli)/m}/Wi用于消除重量变化对灰分的影响。又由于被测物吸收X射线的比率与被测物的成分，特别是灰分有关联关系，因而，{ Σ mHii = !KlmiIn (Nimi/N0mi) /m} M 或者{ Σ Vi = AmiIn (Nimi/N0mi) /m} /Wi 分别与煤灰分之间存在关联关系。故而，本实用新型通过不同煤灰分标定系数K2，建立起煤灰分与X射线吸收比率之间的关系等式，形成上述数学模型。如图9所示为本实用新型的X射线煤灰分测量方法流程示意图。步骤A，发射X射线照射被测物；步骤B，利用m(m= 1、2、3……m)个X射线探测器接收穿透该被测物后的X射线， 并生成探测信号；[0095]步骤C，利用测厚装置测量被测物的厚度值，或者，利用测重装置测量被测物的重量值Wi ；步骤D，数据处理单元根据该探测信号以及该厚度值依照前述数学模型计算煤灰分值，或者，数据处理单元根据该探测信号以及该重量值依照前述数学模型计算煤灰分值。在步骤A之前还包括利用标样标定的方式标定Klmi和K2的预处理步骤，该预处理步骤包括零点检测步骤，Klffli标定步骤和K2标定步骤。首先进行零点检测步骤，测量容器中未设置被测物时，发射X射线，该m个X射线探测器分别接收未穿透被测物的X射线，该m个X射线探测器根据所接收到的X射线分别生成探测信号Ntlmit5这时，数学模型1以及数学模型2中的每个X射线探测器的Ntlmi都被检测到，并存储下来，以备后续使用。其次进行Klmi标定步骤，由于每个Klmi*ln(Nimi/NQmi)为固定值，故而可利用同一被测物，依次计算出不同X射线探测器的Klmi值。如利用一标准模拟负荷片作为该被测物设置在该测量容器上，该标准模拟负荷片具有已知的厚度值cU令Cltl = 1)、重量值Wft^n煤灰分值H，该标准模拟负荷片具备标准成分使得K2值为1。发射X射线照射该标准模拟负荷片， 该m个X射线探测器分别接收穿透该标准模拟负荷片的X射线，并分别生成标定探测信号 Nifflife,则将数据处理单元5根据数学模型1或2所测量得到的灰分值设定为该标准模拟负荷片的已知灰分值，将厚度值、重量值、灰分值和该m个X射线探测器的NimiZXmi依次带入该数学模型1或数学模型2，分别计算得到每个X射线探测器的Klmi，存储到该数据处理单元中，以备后续使用。最后进行K2标定步骤，此时该数学模型1或数学模型2中m、Klffli, N0ffli为已知值， Nin^dpWi为可以测量得到的数值，则只有1(2和!1值仍未确定。由于X射线源与Y射线源不同，它发射的X射线是由高能到低能连续分布的能量谱，而被测物(煤炭)不是单一成分的物质，它是由可燃物质和不可燃物质(灰分)等多种成分构成的，当灰分变化较大
时，K2不等于常数，而是随着
权利要求1.一种X射线煤灰分测量装置，其特征在于，包括测量容器，其中设置有被测物，或输送机，用于输送该被测物；静止平台或转动平台，该测量容器设置在该静止平台或该转动平台上，该转动平台由动力装置驱动而转动；X射线源，发射X射线照射该被测物；m个用于接收穿透该被测物的X射线并转化为探测信号的X射线探测器，其中，m= 1、 2、3......m ；设置在该测量容器或输送机上方的用于测量该被测物质的厚度值的测厚装置，或者， 用于测量该被测物的重量值的测重装置；用于根据该探测信号以及该厚度值计算煤灰分，或者，根据该探测信号以及该重量值计算煤灰分的数据处理单元，该数据处理单元连接该χ射线探测器以及该测厚装置，或者， 该数据处理单元连接该X射线探测器以及该测重装置。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该测厚装置包括丝杆、位移传感器以及压头，该丝杆的一端连接至该压头，该丝杆的另一端连接至一动力提供装置，该压头通过该丝杆的带动在该测量容器上方上下移动，该位移传感器的滑片连接至该压头。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该测厚装置包括丝杆、连杆、位移传感器以及压头，该丝杆的一端连接至该压头，该丝杆的另一端连接至一动力提供装置，该压头通过该丝杆的带动在该测量容器上方上下移动，该连杆连接至该丝杆，该丝杆带动该连杆移动， 该丝杆的移动行程与该连杆的移动行程相同，该连杆连接至该位移传感器的滑片，该连杆的两端连接至设置在该X射线煤灰分测量装置侧壁上的导轨。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该测厚装置包括丝杆、连杆、位移传感器、压头以及压头拖块，该压头与该压头拖块连接，该压头拖块内部设置有丝杆，该丝杆的一端连接至一动力提供装置，该压头以及该压头拖块通过该丝杆的带动在该测量容器上方上下移动，该位移传感器的滑片通过该连杆连接至该压头拖块，该压头的移动行程与该连杆的移动行程相同。
5.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，该测厚装置还包括一压力传感器，该压力传感器设置在该转动平台或该静止平台上并接触该测量容器的底部，或者，该测量容器的底部具有一通孔，该压力传感器设置在该通孔中并接触该被测物，或者，该压力传感器设置在该压头下方，或者，该压力传感器设置在该压头与该丝杆之间。
6.如权利要求1或2或3或4所述的装置，其特征在于，该X射线源设置于该静止平台或该转动平台下方，该X射线煤灰分测量装置还包括一用于将该X射线探测器在一测量位置以及一收纳位置之间移动的电动推杆，该测量位置位于该测量容器的上方。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该X射线煤灰分测量装置还包括一用于将该测量容器在一第一测量位置以及一第二测量位置之间移动的电动推杆，该第一测量位置位于该静止平台或该转动平台上，该第二测量位置位于该静止平台或该转动平台的一侧，该测厚装置位于该第二测量位置的上方。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该X射线探测器包括半导体探测器、闪烁计数器、G-m管或电离室。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该X射线源的发射口处设置有射线准直器，该X射线探测器的接收该X射线一侧设置有屏蔽板。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该测厚装置包括机械式测厚装置、或微波式测厚装置、或超声波式测厚装置。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，输送机是皮带输送机或螺旋喂料机。
12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一个整形料仓，该料仓位于该输送机上。
专利摘要本实用新型公开了一种X射线煤灰分测量装置，包括测量容器，设置有被测物，或输送机，用于输送被测物；静止平台或转动平台，测量容器设置在静止平台或转动平台上，转动平台由动力装置驱动而转动；X射线源，发射X射线照射该被测物；m(m＝1、2、3......m)个用于接收穿透该被测物的X射线并转化为探测信号的X射线探测器；设置在该测量容器上方的用于测量该被测物质的厚度值的测厚装置，或者，用于测量该被测物的重量值的测重装置；用于根据该探测信号以及该厚度值计算煤灰分，或者，根据该探测信号以及该重量值计算煤灰分的数据处理单元，该数据处理单元连接该X射线探测器以及该测厚装置，或，该数据处理单元连接该X射线探测器以及该测重装置。
文档编号G01N23/02GK202230038SQ201120204159
公开日2012年5月23日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日
发明者邸生才 申请人:邸生才