專利名稱：一種透射式x射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤炭檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤炭作為一種重要的能源，長(zhǎng)期以來(lái)被人們廣泛的使用在工業(yè)及生活中。在將煤炭投入使用之前，需要對(duì)煤質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。目前廣泛采用的在線煤質(zhì)檢測(cè)方法是采用2個(gè)放射源向煤流方向發(fā)射出2中不能能量的伽馬射線，通過(guò)檢測(cè)透過(guò)煤流的這2種不同能量的伽馬射線的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤質(zhì)的相關(guān)參數(shù)(如灰分)的測(cè)量。但是，放射源管理嚴(yán)格，在一定程度上限制了利用放射源實(shí)現(xiàn)煤炭灰分測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，并且放射源的生產(chǎn)、退役都會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在解決上述缺陷，特別提出一種透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，該煤炭檢測(cè)系統(tǒng)可以在非接觸情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)煤流的灰分及熱值等參數(shù)的測(cè)量。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，包括 X射線裝置，所述X射線裝置安裝在被測(cè)煤流的上方或下方，向所述被測(cè)煤流的方向發(fā)射包含兩種或兩種以上能量的X射線，其中部分X射線透過(guò)所述被測(cè)煤流，其中，所述X射線裝置的工作管電壓大于50kV，并且小于600kV ；射線探測(cè)裝置，所述射線探測(cè)裝置安裝在所述被測(cè)煤流的下方或上方，其中，所述射線探測(cè)裝置和所述X射線裝置不位于所述被測(cè)煤流的同一側(cè)，用于探測(cè)透過(guò)所述被測(cè)煤流的所述X射線的強(qiáng)度與能量信息，在探測(cè)到的所述X射線的強(qiáng)度與能量信息中包括所述 X射線裝置在至少兩個(gè)能量值處發(fā)射的X射線所對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度，其中，所述射線探測(cè)裝置包括一個(gè)或多個(gè)射線探測(cè)模塊，所述每個(gè)射線探測(cè)模塊用于探測(cè)透過(guò)部分所述被測(cè)煤流的X射線，獲得相應(yīng)的X射線的強(qiáng)度與能量信息；計(jì)算控制裝置，所述計(jì)算控制裝置分別與所述每個(gè)射線探測(cè)模塊相連，用于接收來(lái)自所述各個(gè)射線探測(cè)模塊的X射線的強(qiáng)度與能量信息，根據(jù)所述X射線的強(qiáng)度與能量信息計(jì)算出所述被測(cè)煤流的灰分和/或發(fā)熱量值。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)采用χ射線裝置替代放射源，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤流的灰分和發(fā)熱量的測(cè)量，并且采用多個(gè)射線探測(cè)模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全部煤流的測(cè)量。由于X射線裝置發(fā)射能量連續(xù)的X射線，可以從中選取多個(gè)不同能量區(qū)域，用于煤質(zhì)檢測(cè)計(jì)算，因此可以替代應(yīng)用兩個(gè)放射源的技術(shù)方案，同時(shí)由于可以選取多于2個(gè)的能量區(qū)域進(jìn)行分析計(jì)算，將得到比僅使用2個(gè)放射源的方案更好的結(jié)果。并且本發(fā)明實(shí)施例的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)在與煤流非接觸的情況下對(duì)煤流的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，從而具有較高的可靠性。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。下面參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)包括X射線裝置 1000、射線探測(cè)裝置2000和計(jì)算控制裝置3000。其中，X射線裝置1000和射線探測(cè)裝置 2000分別安裝于被測(cè)煤流的兩側(cè)。本發(fā)明實(shí)施例提供的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)可以用于對(duì)煤炭生產(chǎn)或利用中的煤流質(zhì)量的評(píng)測(cè)。在煤炭生產(chǎn)或利用中，煤炭放置于輸送帶上，通過(guò)輸送帶運(yùn)輸煤炭。X射線裝置 1000安裝在被測(cè)煤流的上方或下方，即安裝在輸送帶上的煤炭的上方或下方，向被測(cè)煤流所在的方向發(fā)射能量連續(xù)的X射線。X射線裝置1000發(fā)射的X射線中有部分X射線會(huì)透過(guò)被測(cè)煤流，而另一部分X射線不透過(guò)煤流。相比較于傳統(tǒng)的放射源，X射線裝置1000通過(guò)電源控制開(kāi)啟或關(guān)閉。具體而言，在電源關(guān)閉的情況下，X射線裝置1000沒(méi)有X射線輸出， 從而提高了檢測(cè)的安全性。此外，采用X射線裝置替代原有的放射源，也可以避免放射源管理上的問(wèn)題。射線探測(cè)裝置2000安裝在被測(cè)煤流的下方或上方，用于探測(cè)X射線裝置1000發(fā)射的、并透過(guò)被測(cè)煤流的X射線的強(qiáng)度與能量信息，這些信息與被測(cè)煤流的質(zhì)量厚度和元素成分有關(guān)聯(lián)。具體而言，當(dāng)X射線裝置1000安裝在被測(cè)煤流的上方時(shí)，射線探測(cè)裝置2000 安裝在被測(cè)煤流的下方。當(dāng)X射線裝置1000安裝在被測(cè)煤流的下方時(shí)，射線探測(cè)裝置2000 安裝在被測(cè)煤流的上方。射線探測(cè)裝置2000包括一個(gè)或多個(gè)射線探測(cè)模塊100。如圖1所示，每個(gè)射線探測(cè)模塊100包括射線探測(cè)器110、第一直流高壓電源120和第一探測(cè)信號(hào)采集器130。第一直流高壓電源120與射線探測(cè)器110相連，用于向射線探測(cè)器110供電。射線探測(cè)器110 在通電情況下，探測(cè)透過(guò)當(dāng)前每個(gè)射線探測(cè)模塊對(duì)應(yīng)的被測(cè)煤流的X射線，即探測(cè)透過(guò)當(dāng)前煤流探測(cè)模塊上方的煤流的X射線。同時(shí)，生成用于指示上述X射線強(qiáng)度及能量的射線探測(cè)信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，射線探測(cè)器110可以為以下多中探測(cè)器中的一個(gè)NaI探測(cè)器、CsI探測(cè)器、BGO探測(cè)器、溴化鑭探測(cè)器、正比計(jì)數(shù)管。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一探測(cè)信號(hào)采集器130可以為多道脈沖幅度分析器、單道脈沖幅度分析器、甄別器、模擬/數(shù)字(A/D)變換采集器、脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)器中的一種或多種。第一探測(cè)信號(hào)采集器130與射線探測(cè)器110相連，用于接收來(lái)自射線探測(cè)器110CN 102368057 A
說(shuō)明書
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的射線探測(cè)信號(hào)，并根據(jù)該射線探測(cè)信號(hào)測(cè)量相應(yīng)的X射線的能譜信息。由于煤炭對(duì)X射線的衰減，與X射線對(duì)煤中各種元素的質(zhì)量衰減系數(shù)和煤炭質(zhì)量厚度有關(guān)，而不同能量的X射線對(duì)煤炭中不同元素成分的質(zhì)量吸收系數(shù)是不同的，根據(jù)射線探測(cè)裝置2000測(cè)量到的X射線強(qiáng)度與能量信息，可以計(jì)算出不同能量的X射線對(duì)被測(cè)煤流的質(zhì)量衰減系數(shù)和質(zhì)量厚度信息，而質(zhì)量衰減系數(shù)與煤炭元素成分相關(guān)，最終可以計(jì)算出煤炭中部分主要元素之間的比例，從而計(jì)算出煤炭灰分及發(fā)熱量值等參數(shù)。第一探測(cè)信號(hào)采集器130將測(cè)量得到的X射線的能譜信息發(fā)送給計(jì)算控制裝置 3000。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一探測(cè)信號(hào)采集器130采用以下通信方式之一與所述計(jì)算控制裝置進(jìn)行通信RS485、RS232、RS422、CAN總線、以太網(wǎng)或USB通信接口。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，射線探測(cè)模塊100的數(shù)量可以為一個(gè)或多個(gè)。當(dāng)射線探測(cè)模塊100為一個(gè)時(shí)，X射線裝置1000輸出一個(gè)窄束射線，該窄束射線射向射線探測(cè)模塊100中的射線探測(cè)器110所在的方向。采用單個(gè)射線探測(cè)模塊可以測(cè)量煤流的一部分，滿足煤炭檢測(cè)中的基本使用要求。當(dāng)射線探測(cè)模塊100為多個(gè)時(shí)，多個(gè)射線探測(cè)模塊100沿輸送帶的橫截面方向并列放置。X射線裝置1000輸出的X射線為扇面，可以覆蓋多個(gè)射線探測(cè)模塊100形成的射線探測(cè)模塊陣列，從而使得每個(gè)射線探測(cè)模塊100均可以探測(cè)到X射線。采用多個(gè)射線探測(cè)模塊組成的射線探測(cè)模塊陣列可以測(cè)量全部煤流，從而可以提高測(cè)量的精度(主要為采樣精度)。此外，對(duì)于測(cè)量的混合不均勻的煤、粒度大的煤以及原煤的測(cè)量更加有利。計(jì)算控制裝置3000與每個(gè)射線探測(cè)模塊100的第一探測(cè)信號(hào)采集器1130相連， 以根據(jù)各個(gè)射線探測(cè)模塊100的第一探測(cè)信號(hào)采集器1器130測(cè)量的X射線的強(qiáng)度與能量信息計(jì)算整個(gè)被測(cè)煤流的灰分值和/或發(fā)熱量值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)射線探測(cè)模塊100為多個(gè)時(shí)，計(jì)算控制裝置3000根據(jù)接收到的各個(gè)射線探測(cè)模塊100的X射線的強(qiáng)度與能量信息，除了可以計(jì)算被測(cè)煤流的灰分值和發(fā)熱量值外，還可以計(jì)算被測(cè)煤流的重量(流量)。為了保持射線探測(cè)模塊100的穩(wěn)定性，需要使得射線探測(cè)模塊100維持在預(yù)設(shè)溫度區(qū)間內(nèi)。計(jì)算控制裝置3000可對(duì)每個(gè)射線探測(cè)模塊100進(jìn)行溫度控制，以使得每個(gè)射線探測(cè)模塊100的溫度維持在預(yù)設(shè)溫度上。計(jì)算控制裝置3000可以測(cè)量運(yùn)載被測(cè)煤流的輸送帶的開(kāi)停信號(hào)以及皮帶運(yùn)行速度信號(hào)，從而判斷輸送帶的停止和運(yùn)行，并測(cè)量輸送帶的運(yùn)行速度在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)一步包括煤射線測(cè)器箱 4000用于容納射線探測(cè)裝置2000和計(jì)算控制裝置3000，即將一個(gè)或多個(gè)射線探測(cè)模塊100 和計(jì)算控制裝置3000封裝在射線探測(cè)器箱4000中。通過(guò)將射線探測(cè)裝置2000和計(jì)算控制裝置3000封裝在箱體內(nèi)，可以提高射線探測(cè)裝置2000和計(jì)算控制裝置3000的安全性， 避免由于煤炭生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的漏水、爆炸等危險(xiǎn)情況對(duì)裝置的損害，提高安全性能。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)射線探測(cè)模塊100的溫度控制，需要在射線探測(cè)器箱4000的內(nèi)部設(shè)置第一加熱模塊5000。第一加熱模塊5000位于射線探測(cè)器箱4000的內(nèi)部，并且與計(jì)算控制裝置3000相連。計(jì)算控制裝置3000向第一加熱模塊5000發(fā)送溫度控制信號(hào)，第一加熱模塊5000在該溫度控制信號(hào)的控制下對(duì)射線探測(cè)器箱4000進(jìn)行加熱，從而使得射線探測(cè)器箱4000維持在預(yù)設(shè)溫度區(qū)間內(nèi)，從而保持每個(gè)射線探測(cè)模塊100工作的穩(wěn)定性。本發(fā)明實(shí)施例提供的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)裝置6000，數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)裝置6000與計(jì)算控制裝置3000可以進(jìn)行通信。具體而言，計(jì)算控制裝置3000將整個(gè)被測(cè)煤流的灰分值和/或發(fā)熱量值發(fā)送給數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)裝置6000，數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)裝置6000存儲(chǔ)上述灰分值和/或發(fā)熱量值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)裝置6000與計(jì)算控制裝置3000可以通過(guò)RS422接口、RS485接口或者FSK調(diào)制的調(diào)制解調(diào)器(MODEM)、以太網(wǎng)絡(luò)、超高速數(shù)字用戶線路VDSL或電流環(huán)進(jìn)行通信。具體而言，當(dāng)數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)裝置6000與計(jì)算控制裝置3000 相距1 2公里時(shí)，采用RS422接口進(jìn)行通信。當(dāng)數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)裝置6000與計(jì)算控制裝置 3000相距較遠(yuǎn)，例如30公里時(shí)，通過(guò)FSK調(diào)制的調(diào)制解調(diào)器(MODEM)進(jìn)行通信。由于X射線裝置1000的不穩(wěn)定性，輸出的X射線強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)煤流的灰分值和熱值的精確測(cè)量，需要對(duì)X射線裝置1000發(fā)射的X射線強(qiáng)度進(jìn)行校正。 本發(fā)明實(shí)施例提供的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)一步包括輔助射線探測(cè)裝置7000。輔助射線探測(cè)裝置7000與計(jì)算控制裝置3000相連，用于探測(cè)X射線裝置1000發(fā)射出的未經(jīng)過(guò)被測(cè)煤流的X射線的強(qiáng)度及能量。如圖1所示，輔助射線探測(cè)裝置7000包括輔助射線探測(cè)器7100、第二直流高壓電源7200、和第二探測(cè)信號(hào)采集器7300。第二直流高壓電源7200用于向輔助射線探測(cè)器7100供電。輔助射線探測(cè)器7100 在通電情況下，可以探測(cè)未經(jīng)過(guò)被測(cè)煤流的X射線，同時(shí)，生成用于指示上述X射線強(qiáng)度及能量的X射線探測(cè)信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，輔助射線探測(cè)器7100為X/Gamma射線探測(cè)器。其中， 輔助射線探測(cè)器7100可以為以下多中探測(cè)器中的一個(gè)NaI探測(cè)器、CsI探測(cè)器、BGO探測(cè)器、溴化鑭探測(cè)器、正比計(jì)數(shù)管。第二探測(cè)信號(hào)采集器7300與輔助射線探測(cè)器7100相連，用于接收來(lái)自輔助射線探測(cè)器7100的X射線探測(cè)信號(hào)，并根據(jù)該X射線探測(cè)信號(hào)測(cè)量相應(yīng)的X射線的能譜。第二探測(cè)信號(hào)采集器7300將未經(jīng)過(guò)被測(cè)煤流的X射線能譜信息發(fā)送給計(jì)算控制裝置3000。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第二探測(cè)信號(hào)采集器7300過(guò)以下方式之一與計(jì)算控制裝置3000進(jìn)行通信RS485接口、RS422接口、RS232接口、CAN總線、以太網(wǎng)或USB接口。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)一步包括輔助射線探測(cè)器箱8000，用于封裝輔助射線探測(cè)裝置7000。通過(guò)將輔助射線探測(cè)裝置7000封裝在箱體內(nèi)，可以提高輔助射線探測(cè)裝置7000的安全性，避免由于煤炭生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的漏水、爆炸等危險(xiǎn)情況對(duì)裝置的損害，提高安全性能。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)輔助射線探測(cè)裝置7000的溫度控制，需要在輔助射線探測(cè)器箱8000 的內(nèi)部設(shè)置第二加熱模塊9000。第二加熱模塊9000位于輔助射線探測(cè)器箱8000的內(nèi)部， 并且與計(jì)算控制裝置3000相連。計(jì)算控制裝置3000向第二加熱模塊9000發(fā)送溫度控制信號(hào)，第二加熱模塊9000在該溫度控制信號(hào)的控制下對(duì)輔助射線探測(cè)器箱8000進(jìn)行加熱，從而使得輔助射線探測(cè)器箱8000維持在預(yù)設(shè)溫度區(qū)間內(nèi)，從而保持輔助射線探測(cè)裝置7000 工作的穩(wěn)定性。輔助射線探測(cè)裝置7000測(cè)量到的射線強(qiáng)度與X射線裝置1000發(fā)射的總X射線強(qiáng)度存在比例關(guān)系，計(jì)算控制裝置根據(jù)未經(jīng)過(guò)被測(cè)煤流的X射線的強(qiáng)度計(jì)算X射線裝置1000 發(fā)射的總的X射線的強(qiáng)度，進(jìn)而得到X射線強(qiáng)度的變化，根據(jù)強(qiáng)度變化對(duì)灰分和/或發(fā)熱量值計(jì)算做出相應(yīng)的調(diào)整。輔助射線探測(cè)裝置7000與X射線裝置1000包括以下兩種安裝方式1)輔助射線探測(cè)裝置7000與X射線裝置1000位于被測(cè)煤流的同一側(cè)。具體而言，輔助射線探測(cè)裝置7000與X射線裝置1000同時(shí)位于被測(cè)煤流的上方或同時(shí)位于被測(cè)煤流的下方。X射線裝置1000發(fā)射出的X射線為扇面，輔助射線探測(cè)裝置 7000位于扇面射線的邊界處，即輔助射線探測(cè)裝置7000位于扇面射線的邊緣位置。由于扇面射線邊緣處的射線未經(jīng)過(guò)被測(cè)煤流，從而輔助射線探測(cè)裝置7000可以探測(cè)到上述未經(jīng)過(guò)被測(cè)煤流的X射線的強(qiáng)度。2)輔助射線探測(cè)裝置7000與X射線裝置1000分別位于被測(cè)煤流的上下兩側(cè)。在此種安裝方式中，輔助射線探測(cè)裝置7000和射線探測(cè)裝置2000可以為同一個(gè)射線探測(cè)裝置。下面以射線探測(cè)裝置2000為例進(jìn)行描述。可以理解的是，此處也可以為輔助射線探測(cè)裝置7000。具體而言，對(duì)于第(2)種安裝方式，將射線探測(cè)裝置2000與X射線裝置1000分別安裝在一個(gè)C形旋轉(zhuǎn)架上，其中射線探測(cè)裝置2000安裝在C形旋轉(zhuǎn)架開(kāi)口處的一個(gè)端面上，X射線裝置1000安裝于C形旋轉(zhuǎn)架開(kāi)口處的另一個(gè)端面上。在測(cè)量煤流灰分和發(fā)熱量時(shí)，被測(cè)煤流通過(guò)C形旋轉(zhuǎn)架中部的開(kāi)口處。在本發(fā)明的一個(gè)示例中，射線探測(cè)裝置2000安裝于C形旋轉(zhuǎn)架開(kāi)口處的上端面， X射線裝置1000安裝于C形旋轉(zhuǎn)架開(kāi)口處的下端面。此時(shí)，X射線裝置1000向被測(cè)煤流所在方向發(fā)射X射線，即向上方發(fā)射X射線。在本發(fā)明的另一個(gè)示例中，射線探測(cè)裝置2000安裝于C形旋轉(zhuǎn)架開(kāi)口處的下端面，X射線裝置1000安裝于C形旋轉(zhuǎn)架開(kāi)口處的上端面。此時(shí)，X射線裝置1000向被測(cè)煤流所在方向發(fā)射X射線，即向下方發(fā)射X射線。C形旋轉(zhuǎn)架可以定時(shí)旋轉(zhuǎn)，從而可以帶動(dòng)位于其端面的射線探測(cè)裝置2000和X射線裝置1000旋轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)位置。當(dāng)X射線裝置1000和射線探測(cè)裝置2000位于預(yù)設(shè)位置時(shí)， X射線裝置1000發(fā)射的部分X射線不經(jīng)過(guò)被測(cè)煤流而透過(guò)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)塊后投射到射線探測(cè)裝置上2000上，從而射線探測(cè)裝置2000可以探測(cè)到上述未經(jīng)過(guò)被測(cè)煤流的X射線的強(qiáng)度。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)塊具有固定的質(zhì)量厚度且位于C形旋轉(zhuǎn)架的開(kāi)口處。射線探測(cè)裝置2000輸出部分透過(guò)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)塊的X射線的強(qiáng)度與能量信息至計(jì)算控制裝置3000，用于校正X射線裝置1000發(fā)射的X射線的強(qiáng)度與能量的變化。由于C形旋轉(zhuǎn)架是可以旋轉(zhuǎn)的，當(dāng)C形旋轉(zhuǎn)架運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置時(shí)，射線探測(cè)裝置 2000可以用作輔助射線探測(cè)裝置7000，可以檢測(cè)到部分未透過(guò)被測(cè)煤流的X射線的強(qiáng)度?？梢岳斫獾氖?，C形旋轉(zhuǎn)架的兩個(gè)端面上安裝的也可以分別是X射線裝置1000和輔助射線探測(cè)裝置7000。當(dāng)C形旋轉(zhuǎn)架從預(yù)設(shè)位置運(yùn)動(dòng)到測(cè)量位置，所述被測(cè)煤流通過(guò)所述C形旋轉(zhuǎn)架的開(kāi)口處，可以檢測(cè)到透過(guò)被測(cè)煤流的X射線的強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)采用X射線裝置替代放射源，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤流的灰分的統(tǒng)計(jì)，并且采用多個(gè)射線探測(cè)模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全部煤流的測(cè)量，提高了測(cè)量精度。并且本發(fā)明實(shí)施例的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)中的各個(gè)裝置均不與煤炭由直接接觸，即在與煤流非接觸的情況下對(duì)煤流的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，從而具有較高的可靠性。本發(fā)明實(shí)施例提供的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)灰分、熱值等參數(shù)的測(cè)量可以用于煤炭生產(chǎn)企業(yè)中的煤炭質(zhì)量考核，以及地面系統(tǒng)的煤質(zhì)煤量的管理中。此外，通過(guò)對(duì)煤質(zhì)混合不均勻的煤炭的分析可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤流的參數(shù)的高精度測(cè)量，有利于在煤炭裝車過(guò)程中，快速響應(yīng)裝車動(dòng)作。在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括X射線裝置，所述X射線裝置安裝在被測(cè)煤流的一側(cè)，向所述被測(cè)煤流的方向發(fā)射包含至少兩種能量的X射線，其中部分X射線透過(guò)所述被測(cè)煤流，其中，所述X射線裝置的工作管電壓大于50kv，并且小于600kV ；射線探測(cè)裝置，所述射線探測(cè)裝置安裝在所述被測(cè)煤流的另一側(cè)，其中，所述被測(cè)煤流位于所述射線探測(cè)裝置和所述X射線裝置之間，所述射線探測(cè)裝置用于探測(cè)透過(guò)所述被測(cè)煤流的所述X射線的強(qiáng)度與能量信息，在探測(cè)到的所述X射線的強(qiáng)度與能量信息中包括所述X射線裝置在至少兩個(gè)能量值處發(fā)射的X射線所對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度，其中，所述射線探測(cè)裝置包括一個(gè)或多個(gè)射線探測(cè)模塊，所述每個(gè)射線探測(cè)模塊用于探測(cè)透過(guò)部分所述被測(cè)煤流的X 射線，獲得相應(yīng)的X射線的強(qiáng)度與能量信息；計(jì)算控制裝置，所述計(jì)算控制裝置分別與所述每個(gè)射線探測(cè)模塊相連，用于接收來(lái)自所述各個(gè)射線探測(cè)模塊的X射線的強(qiáng)度與能量信息，并根據(jù)所述各個(gè)射線探測(cè)模塊的X射線的強(qiáng)度與能量信息計(jì)算出所述被測(cè)煤流的灰分和/或發(fā)熱量值。
2.如權(quán)利要求1所述的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述射線探測(cè)裝置包括一個(gè)射線探測(cè)模塊時(shí)，所述X射線裝置輸出窄束射線，且所述窄束射線射向所述射線探測(cè)模塊所在的方向。
3.如權(quán)利要求1所述的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述射線探測(cè)裝置包括多個(gè)射線探測(cè)模塊時(shí)，所述多個(gè)射線探測(cè)模塊沿所述輸送帶的橫截面方向并列放置， 所述X射線裝置輸出的X射線覆蓋所述多個(gè)射線探測(cè)模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述射線探測(cè)裝置包括多個(gè)射線探測(cè)模塊時(shí)，所述計(jì)算控制裝置接收來(lái)自各個(gè)射線探測(cè)模塊的X射線的強(qiáng)度與能量信息，根據(jù)所述X射線的強(qiáng)度與能量信息計(jì)算出所述被測(cè)煤流的灰分、發(fā)熱量和重量。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述射線探測(cè)模塊包括一個(gè)或多個(gè)射線探測(cè)器，所述射線探測(cè)器用于探測(cè)透過(guò)當(dāng)前射線探測(cè)模塊對(duì)應(yīng)的被測(cè)煤流的X射線，生成用于指示X射線強(qiáng)度及能量的射線探測(cè)信號(hào)；第一直流高壓電源，所述第一直流高壓電源與所述射線探測(cè)器相連，用于向所述射線探測(cè)器供電；每個(gè)所述射線探測(cè)模塊可以各自包括一個(gè)所述第一直流高壓電源，也可以多個(gè)所述射線探測(cè)模塊公用一個(gè)所述第一直流高壓電源。第一探測(cè)信號(hào)采集器，所述第一探測(cè)信號(hào)采集器分別與所述射線探測(cè)器和所述計(jì)算控制裝置相連，用于根據(jù)所述射線探測(cè)信號(hào)生成相應(yīng)的X射線的強(qiáng)度與能量信息，并將X射線的強(qiáng)度與能量信息發(fā)送給所述計(jì)算控制裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括射線探測(cè)器箱，所述射線探測(cè)器箱用于容納所述射線探測(cè)裝置和所述計(jì)算控制裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算控制裝置還用于計(jì)算所述被測(cè)煤流的灰分和發(fā)熱量和重量值，以及測(cè)量并控制所述射線探測(cè)器箱的溫度位于預(yù)設(shè)溫度區(qū)間內(nèi)，和測(cè)量用于運(yùn)載所述被測(cè)煤流的輸送帶的開(kāi)停信號(hào)和速度信號(hào)以判斷和計(jì)算輸送帶的運(yùn)行狀態(tài)和速度。
8.如權(quán)利要求7所述的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括第一加熱模塊，所述第一加熱模塊位于所述射線探測(cè)器箱內(nèi)且與所述計(jì)算控制裝置相連，當(dāng)所述計(jì)算控制裝置判斷所述射線探測(cè)器箱的溫度未位于所述預(yù)設(shè)溫度區(qū)間內(nèi)時(shí)，則向所述第一加熱模塊發(fā)送溫度控制信號(hào)，所述第一加熱模塊在所述溫度控制信號(hào)的控制下對(duì)所述射線探測(cè)器箱進(jìn)行加熱以控制所述射線探測(cè)器箱的溫度位于預(yù)設(shè)溫度區(qū)間內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)裝置，所述數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)裝置與所述計(jì)算控制裝置進(jìn)行通信，用于存儲(chǔ)并顯示來(lái)自所述計(jì)算控制裝置的所述被測(cè)煤流的灰分和/或發(fā)熱量值。
10.如權(quán)利要求1所述的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括輔助射線探測(cè)裝置，所述輔助射線探測(cè)裝置與所述計(jì)算控制裝置相連，用于探測(cè)所述 X射線裝置發(fā)射出的未經(jīng)過(guò)所述被測(cè)煤流的X射線的強(qiáng)度與能量信息，其中，所述輔助射線探測(cè)裝置包括一個(gè)或多個(gè)輔助射線探測(cè)模塊。所述計(jì)算控制裝置根據(jù)所述輔助射線探測(cè)裝置測(cè)量到的未經(jīng)過(guò)所述被測(cè)煤流的X射線的強(qiáng)度與能量信息，校正所述X射線裝置發(fā)射的X射線的強(qiáng)度與能量的變化。
11.如權(quán)利要求10所述的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助射線探測(cè)裝置與所述X射線裝置位于所述被測(cè)煤流的同一側(cè)，且所述輔助射線探測(cè)裝置位于所述 X射線裝置發(fā)射的X射線束的邊界處。
12.如權(quán)利要求1所述的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括c形旋轉(zhuǎn)架，所述射線探測(cè)裝置安裝于所述C形旋轉(zhuǎn)架開(kāi)口處的一個(gè)端面，所述X射線裝置安裝于所述C形旋轉(zhuǎn)架開(kāi)口處的另一個(gè)端面，在測(cè)量煤流灰分和發(fā)熱量時(shí)，所述被測(cè)煤流通過(guò)所述C形旋轉(zhuǎn)架的開(kāi)口處。所述C形旋轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)所述X射線裝置和所述射線探測(cè)裝置運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)位置，當(dāng)所述X射線裝置和所述射線探測(cè)裝置位于所述預(yù)設(shè)位置時(shí)，所述被測(cè)煤流不通過(guò)所述C形旋轉(zhuǎn)架的開(kāi)口處，所述X射線裝置發(fā)射的部分X射線透過(guò)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)塊后投射到所述射線探測(cè)裝置上，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)測(cè)塊具有預(yù)設(shè)的質(zhì)量厚度且位于所述C形旋轉(zhuǎn)架的開(kāi)口處， 所述射線探測(cè)裝置輸出所述部分透過(guò)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)塊的X射線的強(qiáng)度與能量信息至所述計(jì)算控制裝置，用于校正所述X射線裝置發(fā)射的X射線的強(qiáng)度與能量的變化。
13.如權(quán)利要求10-11中任一項(xiàng)所述的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助射線探測(cè)模塊進(jìn)一步包括輔助射線探測(cè)器，所述輔助射線探測(cè)器用于探測(cè)未經(jīng)過(guò)所述被測(cè)煤流的X射線的強(qiáng)度與能量，生成用于指示X射線強(qiáng)度及能量的X射線探測(cè)信號(hào)；第二直流高壓電源，所述第二直流高壓電源與所述射線探測(cè)器相連，用于向所述輔助射線探測(cè)器供電；第二探測(cè)信號(hào)采集器，所述探測(cè)信號(hào)采集器分別與所述輔助射線探測(cè)器和所述計(jì)算控制裝置相連，用于根據(jù)射線探測(cè)信號(hào)生成相應(yīng)的X射線的強(qiáng)度與能量信息，并將所述X射線的強(qiáng)度與能量信息發(fā)送給所述計(jì)算控制裝置。
14.如權(quán)利要求10所述的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括輔助射線探測(cè)器箱，所述輔助射線探測(cè)器箱用于容納所述輔助射線探測(cè)裝置。
15.如權(quán)利要求5所述的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一探測(cè)信號(hào)采集器可以為多道脈沖幅度分析器、單道脈沖幅度分析器、甄別器、模擬/數(shù)字變換采集器、脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)器中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)，包括X射線裝置，安裝在被測(cè)煤流的上方或下方，向被測(cè)煤流的方向發(fā)射X射線，其中部分X射線透過(guò)被測(cè)煤流，X射線裝置的工作管電壓大于50kV，并且小于600kV；射線探測(cè)裝置，安裝在被測(cè)煤流的下方或上方，射線探測(cè)裝置和X射線裝置不位于被測(cè)煤流的同一側(cè)，用于探測(cè)透過(guò)被測(cè)煤流的X射線的信息，射線探測(cè)裝置包括一個(gè)或多個(gè)射線探測(cè)模塊；計(jì)算控制裝置，分別與每個(gè)射線探測(cè)模塊相連，用于接收來(lái)自各個(gè)射線探測(cè)模塊的X射線的信息，根據(jù)信息計(jì)算出被測(cè)煤流的灰分和/或發(fā)熱量值。本發(fā)明的透射式X射線煤炭檢測(cè)系統(tǒng)在與煤流非接觸的情況下對(duì)煤流的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，從而具有較高的可靠性。
文檔編號(hào)G01N23/02GK102368057SQ20111027644
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者劉以農(nóng), 林謙, 王 忠, 程建平, 衣宏昌 申請(qǐng)人:清華大學(xué)