專利名稱：雙能量γ射線縱向全面積等權(quán)掃描式煤灰分快速測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種快速測(cè)量煤灰分的裝置，屬物理測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
煤灰分是煤充分灼燒后，氧化物殘?jiān)嫉闹亓堪俜謹(jǐn)?shù)?；曳譁y(cè)定是煤工業(yè)分析重要項(xiàng)目，任何與煤加工和利用有關(guān)的企業(yè)都需要進(jìn)行。利用輻射測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速煤灰分測(cè)量，例如用雙能量γ透射法，原理上可以對(duì)靜止的煤實(shí)現(xiàn)灰分測(cè)量，不必顧及其厚度是多少。目前國(guó)內(nèi)有些單位采用雙能量γ透射原理研制了煤灰分快速測(cè)量設(shè)備。但是大多數(shù)本質(zhì)上是靜態(tài)的測(cè)量。例如西安262廠生產(chǎn)的FJ2821γ煤灰分儀，是用作對(duì)煤樣灰分快速測(cè)量的，其主要缺點(diǎn)是由于未能解決對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下煤灰分準(zhǔn)確測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)，所以是進(jìn)行多次靜止測(cè)量，具體結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。煤樣桶轉(zhuǎn)一定角度，測(cè)一段時(shí)間灰分。這樣安排，有兩個(gè)問(wèn)題，首先γ束只能透射樣品桶中間一層煤；其次對(duì)這一層被γ束透射到的煤，中央處被透射測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，四周的煤被透射測(cè)量的時(shí)間短，所以是不等權(quán)測(cè)量。其后果是，當(dāng)樣品桶中煤灰分分布不均勻時(shí)，多次操作重復(fù)性差。例如當(dāng)樣品中混有一塊矸石時(shí)，當(dāng)它處于γ束透射到的一層煤中心位置時(shí)，測(cè)得的煤灰分值會(huì)偏高；當(dāng)這塊矸石處于γ束透射不到的地方時(shí)，測(cè)得的灰分就偏低。所以只有把煤樣破碎到很細(xì)，灰分分布很均勻時(shí)，多次操作后測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性才能好。
本實(shí)用新型的目的是在對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的煤能作灰分準(zhǔn)確測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上，又設(shè)計(jì)一種機(jī)構(gòu)，使得γ射束能對(duì)采得的樣品桶中的煤進(jìn)行全面積、等權(quán)的掃描縱向透射測(cè)量。一方面用核輻射測(cè)量方法，克服了傳統(tǒng)灼燒法給出結(jié)果慢的缺點(diǎn)；另一方面利用本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的裝置，克服目前其他γ測(cè)灰設(shè)備中存在的多次操作后測(cè)量結(jié)果重復(fù)性差的缺點(diǎn)，只須作初步破碎(～最大粒度13mm)就能給出代表性好的灰分測(cè)量結(jié)果。
本實(shí)用新型的內(nèi)容是雙能量γ射線縱向全面積等權(quán)掃描式煤灰分快速測(cè)量裝置，由固定平臺(tái)、中層平臺(tái)、上層平臺(tái)、X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、Y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、X方向?qū)к?、Y方向?qū)к?、X方向行程開關(guān)、Y方向行程開關(guān)和樣品桶組成。X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、X方向?qū)к壓蚗方向行程開關(guān)設(shè)置在固定平臺(tái)上，中層平臺(tái)置于X方向?qū)к壣?，X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)一長(zhǎng)螺紋桿帶動(dòng)中層平臺(tái)沿X方向?qū)к壸髯笥疫\(yùn)動(dòng)。Y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、Y方向?qū)к壓蚘方向行程開關(guān)設(shè)置在中層平臺(tái)上，上層平臺(tái)置于Y方向?qū)к壣?，Y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)另一螺紋桿帶動(dòng)上層平臺(tái)沿Y方向?qū)к壸髑昂筮\(yùn)動(dòng)。樣品桶設(shè)置在上層平臺(tái)上。


圖1是已有技術(shù)測(cè)試示意圖。
圖2是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖3是圖2的正視圖。
圖4是測(cè)試過(guò)程中掃描控制電路框圖。
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本實(shí)用新型的內(nèi)容。圖2和圖3中，1是X方向?qū)к墸?是固定平臺(tái)，3是Y方向?qū)к墸?是Y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，5是中層平臺(tái)，6是標(biāo)準(zhǔn)塊，7是X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，8是Y方向行程開關(guān)，9是X方向行程開關(guān)，10是Y方向短螺紋桿，11是上層平臺(tái)，12是X方向長(zhǎng)螺紋桿，13是樣品桶。
在固定平臺(tái)2上安裝一臺(tái)永磁低速電動(dòng)機(jī)7，其軸上固定一X方向長(zhǎng)螺紋桿12，當(dāng)?shù)退匐妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在長(zhǎng)螺紋桿帶動(dòng)下，中層平臺(tái)作X方向平動(dòng)，電動(dòng)機(jī)可以作正、反向轉(zhuǎn)，相應(yīng)地中層平臺(tái)可以在X方向上作左、右平動(dòng)。
在中層平臺(tái)5上安裝另一臺(tái)永磁低速電動(dòng)機(jī)即Y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)4，它的軸上固定一較短的Y方向螺紋桿10，當(dāng)該低速電動(dòng)機(jī)正、反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在短螺紋桿帶動(dòng)下，上層平臺(tái)11可以在Y方向上作前后運(yùn)動(dòng)。
上層平臺(tái)中間有一大圓孔，是放置樣品桶13的。
本實(shí)用新型的掃描控制電路框圖如圖4所示。圖中，XK1－XK5為五個(gè)行程開關(guān)，放在五個(gè)不同的位置。
SSR1－SSR4為固態(tài)繼電器，完成強(qiáng)弱電的隔離和弱電控制強(qiáng)電的功能。
SSR1控制X向電機(jī)正轉(zhuǎn)，SSR2控制X向電機(jī)反轉(zhuǎn)。
SSR3控制Y向電機(jī)正轉(zhuǎn)，SSR4控制Y向電機(jī)反轉(zhuǎn)。
在固定平臺(tái)2上，沿X方向設(shè)置4個(gè)行程開關(guān)9(或紅外光電開關(guān)、霍爾器件)由它們給出下層平臺(tái)在沿X方向平動(dòng)時(shí)，所處的4個(gè)特殊位置信號(hào)(掃描結(jié)束位置信號(hào)、開始掃描位置信號(hào)、射線束被關(guān)閉位置信號(hào)、等待位置信號(hào))。
在中層平臺(tái)5上，沿Y方向設(shè)三個(gè)行程開關(guān)8(或紅外開關(guān)、霍爾器件)由它們給出上層平臺(tái)作Y向平動(dòng)時(shí)所處的三個(gè)特殊位置信號(hào)(Y－極端位置信號(hào)，Y向正中位置信號(hào)、Y＋極端位置信號(hào))。
這些信號(hào)全部輸送至單片機(jī)(或PC微機(jī))。
兩臺(tái)永磁低速電動(dòng)機(jī)停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、均由單片機(jī)(或PC微機(jī))發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)控制。
所以，從鉛準(zhǔn)直孔中射出的γ射束從下向上射向探測(cè)器，探測(cè)器和鉛屏敝準(zhǔn)直器是固定不動(dòng)的，通過(guò)控制兩個(gè)平臺(tái)的平動(dòng)，使γ射束能到達(dá)X－Y平面上任何一個(gè)位置上。
儀器通電后在計(jì)算機(jī)程序控制下，自動(dòng)處于等待位置，這時(shí)γ射束對(duì)準(zhǔn)安裝在中層平臺(tái)上的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)塊6上，可以進(jìn)行校驗(yàn)測(cè)量，同時(shí)樣品桶移到架子X方向極限位置，方便樣品桶安放和取下。
當(dāng)儀器不使用時(shí)，可使之處于“關(guān)閉位置”，這時(shí)γ射束被鉛塊擋住。當(dāng)其進(jìn)行測(cè)量時(shí)，即在計(jì)算機(jī)控制下自動(dòng)轉(zhuǎn)向掃描測(cè)量。
權(quán)利要求1.一種雙能量γ射線縱向全面積等權(quán)掃描式煤灰分快速測(cè)量裝置，其特征在于該裝置由固定平臺(tái)、中層平臺(tái)、上層平臺(tái)、X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、Y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、X方向?qū)к墶方向?qū)к?、X方向行程開關(guān)、Y方向行程開關(guān)和樣品桶組成，X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、X方向?qū)к壓蚗方向行程開關(guān)設(shè)置在固定平臺(tái)上，中層平臺(tái)置于X方向?qū)к壣?，X方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)一長(zhǎng)螺紋桿帶動(dòng)中層平臺(tái)沿X方向?qū)к壸髯笥疫\(yùn)動(dòng)；所述的Y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、Y方向?qū)к壓蚘方向行程開關(guān)設(shè)置在中層平臺(tái)上，上層平臺(tái)置于Y方向?qū)к壣?，Y方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)一長(zhǎng)螺紋桿帶動(dòng)上層平臺(tái)沿Y方向?qū)к壸髑昂筮\(yùn)動(dòng)；所述的樣品桶設(shè)置在上層平臺(tái)上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種快速測(cè)量煤灰分的裝置，屬物理測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括固定平臺(tái)、中層平臺(tái)和上層平臺(tái)。在固定平臺(tái)和中層平臺(tái)上，分別設(shè)置有使上層平臺(tái)上的樣品桶能任意作X、Y方向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和導(dǎo)軌。通過(guò)控制上、中兩層平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，以探測(cè)器來(lái)的γ射線對(duì)樣品桶中的煤進(jìn)行全面積、等權(quán)的掃描縱向透射測(cè)量。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的裝置具有測(cè)試速度快、多次操作測(cè)量結(jié)果重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N23/02GK2200817SQ9421953
公開日1995年6月14日 申請(qǐng)日期1994年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月26日
發(fā)明者張志康, 林謙, 史鑫 申請(qǐng)人:清華大學(xué)