[发明专利]输送带上煤炭成分实时检测装置

说明书

技术领域

本发明属于一种自动化检测技术和核探测技术领域，具体涉及一种输送带上煤炭 成分实时检测装置。

背景技术

煤炭成分快速检测技术主要有X荧光煤炭元素分析技术、激光感生光谱技术、双 能伽玛分析技术和中子瞬发伽玛射线分析技术等。X荧光煤炭元素分析技术有效的元 素测量范围为11号元素(Na)到92号元素(U)，而且对煤炭粒度和厚度有严格要 求，更多应用于实验室环境。激光感生光谱技术检测煤炭需要取样和制样，而且光路 易受污染，并不能直接对输送带上的原煤进行检测。双能伽玛分析技术不能检测原煤 的元素成分，只能检测总灰分的含量，而且检测精度受原煤成分变化的影响。中子瞬 发伽玛射线分析技术是当前可在线快速检测原煤的可行技术。

在中子瞬发伽玛射线在线分析煤炭成分领域内，直接检测输送带上原煤成分的优 点最多，可以取消采样和制样，摒弃采制样误差，同时也是要求最高，受影响因素最 多的一种情况，如煤炭颗粒变化、煤层厚度变化和煤层表面形状不规则等对测量精度 均产生影响。目前，像Gamma-Metrics、SODERN、Scantech等设备的透射式检测系统 的检测精度受煤层厚度和煤层表面形状的影响较大，而散射式检测系统在煤层较薄时 存在较大误差，在煤层较厚时又不能检测全断面的煤炭，单纯透射式检测和单纯散射 式检测，煤层断面不均匀性使得各部分煤炭在检测中的权重是不同的，从而也对测量 精度产生较大影响。

运用中子瞬发伽玛射线在线分析技术可以直接检测出煤炭中各元素C、H、N、S、 Si、Al、Ca、Fe、Ti、Na、K、Mg、Cl等的含量，但在工业应用中，人们更关心和需 要的是煤炭的工业特性指标，如发热量、灰份、水分、挥发份、灰成份、灰熔点等。 现行情况均是依据工业特性指标与各元素的相关性建立一个工业特性指标的多元回归 模型，从而实现工业特性指标的在线分析。问题是，这种模型都有一个煤种适应范围， 煤种变化后原模型的误差将显著增大，并不适合要经常切换煤种的用户需要(如大多 数燃烧混煤的发电厂)。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，为提高煤炭元素 测量精度和煤炭工业分析精度，提供一种输送带上煤炭成分实时检测装置。

技术方案：本发明公开了一种输送带上煤炭成分实时检测装置，包括设置在输送 带上方的上中子源和上伽玛射线探测器以及设置在输送带下方的下中子源和下伽玛射 线探测器；所述上中子源和上伽玛射线探测器固定在上铅块座上，所述下中子源和下 伽玛射线探测器固定在下铅块座上；所述上铅块座和下铅块座外设有屏蔽层；所述上 中子源与所述下伽玛射线探测器正对，所述下中子源与所述上伽玛射线探测器正对； 所述上伽玛射线探测器和下伽玛射线探测器依次连接伽玛能谱分析器，煤炭元素分析 处理器以及煤炭工业分析处理器；

所述伽玛能谱分析器用于对上伽玛射线探测器和下伽玛射线探测器的信号进行放 大、滤波和数字化处理形成复合伽玛能谱；

所述煤炭元素分析处理器用于分析煤炭中各种元素的含量；

煤炭工业成分分析器用于分析煤炭发热量、灰份、挥发份、全水份、内水份、灰 成份、灰熔点特性。

本发明中，优选地，所述上伽玛射线探测器和下伽玛射线探测器为NaI探测器。

本发明中，优选地，所述上伽玛射线探测器与上中子源间距为300～400mm。

本发明中，优选地，所述下伽玛射线探测器与下中子源间距为300～400mm。

本发明中，优选地，所述上中子源和下中子源为同位素中子源锎²⁵²C_f，工作质量 为5～20μg，上、下中子源锎的质量相同。

本发明中，优选地，所述屏蔽层为高密度聚乙烯板包围的屏蔽层。

本发明中，优选地，所述煤炭工业分析处理器与一水分检测器连接。