[发明专利]通道式元素在线分析仪

说明书

本发明公开了一种通道式元素在线分析仪，对水泥生产中的固体散装物料进行元素含量在线检测。分析仪采用中子活化分析技术，具有一个或多个测量管道，实现多物料同时检测，配套程序进行质量控制调整。本发明扩展了水泥元素在线分析技术应用工艺点，同时突破了传统在线分析技术单点检测模式，具有应用范围广、分析速度快、测量精度高、有效提升产品质量等优点。

技术领域

本发明涉及一种对水泥生产过程中的固体散装物料元素含量进行在线检测及质量控制的通道式分析仪。

背景技术

水泥生产工艺中，各工艺环节元素含量是严格控制的技术指标，生料生产过程中原材料中的各元素含量变化过大，直接影响各原料的配比变化，影响水泥生料的质量稳定；生料中各元素的含量变化大，导致三率值合格率低，标准偏差大，将导致窑的操作困难以及产量降低，游离钙稳定性差，熟料质量下降。水泥中各元素含量变化过大，将影响水泥的强度、凝结时间以及易磨性。为提高水泥生产各环节产品质量，就需要对原材料、水泥生料、熟料、成品水泥等进行元素含量检测及质量控制，降低能耗，提高产品质量。

传统的元素含量测量方法是，专门的取样人员对各个工艺环节上的物料进行样品采集，将采集到的物料样品制备成测量所需要的分析样品，然后再通过化验室荧光分析或者手工化学分析的方式进行化验，最终获得物料元素含量，用作生产指导和生产考核。传统的化验方法，人员的劳动强度大、时间滞后，结果代表性不强，不能很好的指导现场生产。

中子活化分析技术是目前世界公认的效果最好的的大宗物料元素在线分析技术，应用此原理的跨皮带式元素在线分析仪投入市场已有20余年，中国、美国的几家专业公司的跨皮带式元素在线分析仪已在水泥、煤炭、冶金、矿山领域广泛应用。

水泥加工生产中物料的输运方式多样化，块状物料多采用皮带输运；粉状物料多采用空气斜槽、溜槽通道、斗式提升机等方式输运。对于皮带输运的物料可以采用跨皮带式元素在线分析仪进行检测，对于非皮带输运且需要进行元素含量控制的工艺环节，尚无有效的在线检测手段。

通常的一台在线检测设备只能实现单一物料检测，分析仪价格昂贵。在综合性水泥生产工厂，具有多条水泥生产线，需要对原材料、水泥生料、熟料、成品水泥等进行元素含量检测，采用一台分析仪实现多通道物料元素同时检测及控制，可节省投资成本。同时可提升中子源的利用效率，降低辐射对周围环境影响。

水泥生产过程中元素的实时检测及质量控制具有重要意义，目前尚无一种适应上述生产工艺条件下的通道式元素在线分析仪。

发明内容

本发明根据水泥生产工艺特点、质量控制要求、现有检测手段及控制方式的缺陷，提供一种应用范围广、分析速度快、测量精度高、质量控制效果显著的通道式元素在线分析仪。

解决上述技术问题所采用的技术方案是: 结合现场生产工艺采用通道式元素在线分析仪进行元素检测及质量控制。

分析仪特征是：

一种用于元素在线检测的通道式分析仪，对于生产中大宗物料的在线元素检测，采用中子活化分析技术是最有效的；分析仪具有符合及中子活化技术检测要求的一个或多个测量通道，可实现对多物料的同时检测；为避免通道间γ射线的相互干扰，多通道间设计有低截面重金属屏蔽体；多个物料测量通道共用中子激发源；中子源具有朝向多个测量通道一致的中子场；探测器通过屏蔽、准直设计只接受来自本测量通道的射线；分析仪通道内壁或通道腔内可以植入特殊的材料，利用特殊材料与中子产生的特定能量信号对通道内中子场进行校正；分析仪配备的密度、水分检测单元。