專利名稱：一種核子煤炭堆密度檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于密度檢測技術領域，尤其涉及一種核子煤炭堆密度檢測裝置。
背景技術：
煤炭的密度是計算煤炭存儲量的重要參數。在大型的煤場中，需要對不同種類的煤炭分別測定其密度。目前，對煤炭堆密度的測量主要有兩種方法一、煤炭堆密度小容器測定方法，將煤炭裝入容積為200升的小容器中，對裝滿煤炭的小容器進行稱重，去除小容器的重量后計算煤炭的密度；二、煤炭堆密度大容器測定方法，將煤炭裝入載重3噸以上的卡車，對裝滿煤炭的卡車進行稱重，去除卡車的重量后計算煤炭的密度。這兩種測量煤炭堆密度的方法，均是將煤炭裝入已知容積的容器，對裝滿煤炭的容器進行稱重后，再去除容器的質量， 根據得到的煤炭的重量和容器的容積計算煤炭的密度。但是，上述兩種測量煤炭堆密度的方法存在缺陷測量過程中要通過工作人員的人工操作將煤炭裝入容器內，加重了工作人員的工作強度，并且裝卸煤炭的過程耗時較長， 導致整個測量周期耗時較長，并且，將煤炭裝入容器的過程中，煤炭的松緊度會發生改變， 導致煤炭堆密度的測量出現誤差，進而造成測量精度較低。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種核子煤炭堆密度檢測裝置，無需工作人員裝卸煤炭，從而降低了工作人員的工作強度，并縮短測量周期，同時測量過程不會改變煤炭的松緊度，提高測量精度。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案—種核子煤炭堆密度檢測裝置，包括箱體；設置于所述箱體內的屏蔽體，所述屏蔽體的內部設置有腔體，所述屏蔽體還設置有通孔和貫穿所述屏蔽體的底面與所述腔體的準直口 ；設置于所述箱體內的電機；設置于所述屏蔽體的腔體內的內轉子，所述內轉子上設置有凹槽和主軸，所述主軸的一端穿過所述屏蔽體上的通孔與所述電機的軸承連接；設置于所述凹槽內的伽馬放射源；設置于所述箱體內、與所述控制電路連接的伽馬探測器； 所述核子煤炭堆密度檢測裝置以伽馬射線來檢測煤炭堆的密度。優選的，在上述核子煤炭堆密度檢測裝置中，所述主軸位于所述內轉子的中心位置。優選的，在上述核子煤炭堆密度檢測裝置中，還包括控制電路和顯示模塊；所述控制電路分別與所述電機和伽馬探測器連接，用于控制所述電機和伽馬探測器的運行，并根據所述伽馬探測器輸出的電脈沖信號確定煤炭堆的密度；所述顯示模塊與所述控制電路連接、設置于所述箱體外部，用于顯示所述煤炭堆的密度。優選的，在上述核子煤炭堆密度檢測裝置中，還包括探測器護筒和溫度傳感器；所述伽馬探測器和所述溫度傳感器設置于所述探測器護筒內；所述溫度傳感器與所述控制電路連接。優選的，在上述核子煤炭堆密度檢測裝置中，還包括與所述控制電路連接的狀態指示燈，所述狀態指示燈設置于所述箱體的外部。優選的，在上述核子煤炭堆密度檢測裝置中，還包括第一射頻通信模塊和遙控器； 所述第一射頻通信模塊設置于所述箱體的外部，與所述控制電路連接；所述遙控器包括處理器、分別與所述處理器連接的顯示屏組件、鍵盤組件和第二射頻通信模塊。優選的，在上述核子煤炭堆密度檢測裝置中，還包括密封罩和距離感應報警模塊， 所述遙控器還包括防盜信號發射模塊；所述防盜信號發射模塊與所述距離感應報警模塊無線連接，當所述距離感應報警模塊無法接收到所述防盜信號發射模塊發射的測試信號時觸發報警功能。優選的，在上述核子煤炭堆密度檢測裝置中，所述密封罩為聚乙烯罩。優選的，在上述核子煤炭堆密度檢測裝置中，所述遙控器中還包括與所述處理器連接的藍牙模塊。優選的，在上述核子煤炭堆密度檢測裝置中，所述箱體的上蓋和底板由鋁板制成。由此可見，本發明的有益效果為利用本發明公開的核子煤炭堆密度檢測裝置對煤炭堆進行密度檢測時，只需要將核子煤炭堆密度檢測裝置設置于煤炭堆的上方，而不需要裝卸煤炭，一方面減輕了工作人員的工作強度，另一方面也不會因為人為原因改變煤炭的松緊度，避免了煤炭堆密度測量的過程中出現偏差，進而提高測量的準確度，同時本發明公開的核子煤炭堆密度檢測裝置利用伽馬射線實現密度檢測，檢測過程耗時極短，縮短了測量周期。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例一公開的核子煤炭堆密度檢測裝置的結構示意圖；圖2為圖1所示核子煤炭堆密度檢測裝置中屏蔽體的結構示意圖；圖3為圖2所示屏蔽體的A-A向剖視圖；圖4為本發明實施例二公開的核子煤炭堆密度檢測裝置的結構示意圖；圖5為本發明實施例三公開的核子煤炭堆密度檢測裝置中主機的結構示意圖；圖6為本發明實施例四公開的核子煤炭堆密度檢測裝置中主機的結構示意圖；圖7為本發明實施例四公開的核子煤炭堆密度檢測裝置中遙控器的結構示意圖；圖8為本發明實施例五公開的核子煤炭堆密度檢測裝置中主機的結構示意圖；圖9為本發明實施例五公開的核子煤炭堆密度檢測裝置中遙控器的結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是
5本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明公開了一種核子煤炭堆密度檢測裝置，無需工作人員裝卸煤炭，從而降低了工作人員的工作強度，并縮短測量周期，同時測量過程不會改變煤炭的松緊度，提高測量精度。實施例一參見圖1、圖2和圖3，圖1為本發明實施例一公開的核子煤炭堆密度檢測裝置的結構示意圖，圖2為圖1所示核子煤炭堆密度檢測裝置中屏蔽體的結構示意圖，圖3為圖2 所示屏蔽體的A-A向剖視圖。該核子煤炭堆密度檢測裝置包括箱體1、屏蔽體2、內轉子3、電機4、伽馬放射源5 和伽馬探測器6。其中，屏蔽體2、內轉子3、電機4、伽馬放射源5和伽馬探測器6均設置于箱體1內。 屏蔽體2由鉛制成，在其內部設置有腔體21，在屏蔽體2上還設置有通孔23、以及貫穿其底面22和腔體21的直準口 24。電機4設置于屏蔽體2的外部。內轉子3設置于屏蔽體2的腔體21內，內轉子3上設置凹槽31和主軸32，伽馬放射源5設置于凹槽31內，主軸32的一端穿過屏蔽體2上的通孔23與電機4的軸承41連接(內轉子3和電機4的連接關系如圖2和圖3所示)，主軸32的另一端定位于屏蔽體2的側壁上。下面對上述核子煤炭堆密度檢測裝置的工作過程進行說明。核子煤炭堆密度檢測裝置在非工作狀態時，內轉子3的凹槽31遠離屏蔽體2上的準直口 24，設置于內轉子3的凹槽31內的伽馬放射源5放射出的伽馬射線(伽馬光子)被屏蔽體2屏蔽，優選為圖1中所示的位置，即內轉子3的凹槽31指向正上方。在非工作狀態，伽馬放射源5被置于凹槽31與屏蔽體2內壁形成的封閉空間內，可以最大程度地屏蔽伽馬射線，減小泄漏量。對煤炭進行密度檢測時，將核子煤炭堆密度檢測裝置設置于待檢測煤炭堆的上方，控制電機4開始運轉，同時控制伽馬探測器6開啟，電機4的軸承41帶動內轉子以主軸 32為軸旋轉，直至內轉子3的凹槽31旋轉至準直口 24處。此時，伽馬放射源5發射出的伽馬射線從準直口 24射出，并照射至下方的煤炭堆，其中一部分伽馬射線被煤炭吸收，另一部分伽馬射線在煤炭堆上發生康普頓散射，部分發生散射的伽馬射線被伽馬探測器6捕獲，伽馬探測器6將捕獲到的伽馬射線轉換為電脈沖信號，該電脈沖信號反映了伽馬射線的強度信息，伽馬射線強度與煤炭堆密度之間呈近似指數關系，根據接收到的電脈沖信號確定煤炭堆的密度。在完成對煤炭堆的檢測后，控制電機4反轉，電機4的軸承41帶動內轉子以主軸 32為軸旋轉，直至內轉子3的凹槽31遠離屏蔽體2的準直口 24，控制伽馬探測器6關閉。本發明上述公開的核子煤炭堆密度檢測裝置，在對煤炭堆進行密度檢測時，只需要將核子煤炭堆密度檢測裝置設置于煤炭堆的上方，而不需要裝卸煤炭，一方面減輕了工作人員的工作強度，另一方面也不會因為人為原因改變煤炭的松緊度，避免了煤炭堆密度測量的過程中出現偏差，進而提高測量的準確度，同時本發明公開的核子煤炭堆密度檢測裝置利用伽馬射線實現密度檢測，檢測過程耗時極短，縮短了測量周期。實施例二
參見圖4，圖4為本發明實施例二公開的核子煤炭堆密度檢測裝置的結構示意圖。該核子煤炭堆密度檢測裝置包括箱體1、屏蔽體2、內轉子3、電機4、伽馬放射源5、 伽馬探測器6、顯示模塊7和控制電路(圖中未示出)。僅就與圖1所示核子煤炭堆密度檢測裝置的區別之處進行說明。在煤炭堆密度檢測裝置中進一步設置控制電路和顯示模塊7，該控制電路分別與電機4、伽馬探測器6和顯示模塊7連接，用于控制電機4和伽馬探測器6的運行，并根據伽馬探測器6輸出的電脈沖信號確定煤炭堆的密度，顯示模塊7用于顯示由控制電路確定的煤炭堆密度。其中，控制電路設置于箱體1的內部，而顯示單元7設置于箱體1的外部。對煤炭進行密度檢測時，控制電路向電機4的驅動電路和伽馬探測器6發出控制指令，控制電機4開始運轉，同時控制伽馬探測器6開啟，電機4的軸承41帶動內轉子以主軸32為軸旋轉，直至內轉子3的凹槽31旋轉至準直口 24處。此時，伽馬放射源5發射出的伽馬射線從準直口 24射出，并照射至下方的煤炭堆，其中一部分伽馬射線被煤炭吸收， 另一部分伽馬射線在煤炭堆上發生康普頓散射，部分發生散射的伽馬射線被伽馬探測器6 捕獲，伽馬探測器6將捕獲到的伽馬射線轉換為電脈沖信號，該電脈沖信號反映了伽馬射線的強度信息。之后，伽馬探測器6將該電脈沖信號傳輸至控制電路，伽馬射線強度與煤炭堆密度之間呈近似指數關系，控制電路根據接收到的電脈沖信號確定煤炭堆的密度，并驅動與之連接的顯示模塊7顯示煤炭堆的密度。在完成對煤炭堆的檢測后，控制電路再次向電機4的驅動電路和伽馬探測器6發出控制指令，控制電機4反轉，電機4的軸承41帶動內轉子以主軸32為軸旋轉，直至內轉子3的凹槽31遠離屏蔽體2的準直口 24，控制伽馬探測器6關閉。本發明上述公開的核子煤炭堆密度檢測裝置，控制電路可以采用單片機或其他集成電路實現，控制電路可以根據伽馬探測器6輸出的電脈沖信號確定煤炭堆密度，并驅動顯示模塊7進行顯示，工作人員可以通過顯示模塊7直觀的獲取煤炭堆密度信息，而無需借助其他輔助計算工具。實施例三參見圖5，圖5為本發明實施例三公開的核子煤炭堆密度檢測裝置的結構示意圖。該核子煤炭堆密度檢測裝置包括箱體1、屏蔽體2、內轉子3、電機4、伽馬放射源5、 伽馬探測器6、顯示模塊7、控制電路(圖中未示出)、探測器護套8和溫度傳感器9。僅就與圖2所示核子煤炭堆密度檢測裝置的區別之處進行說明。在煤炭堆密度檢測裝置中進一步設置溫度傳感器9和探測器護套8，該溫度傳感器9和伽馬探測器6設置于探測器護套8內，同時溫度傳感器9與控制電路連接。伽馬探測器6在工作過程中，會受到工作環境溫度的影響，導致其測量結果出現偏差。因此，在伽馬探測器6處設置溫度傳感器9，溫度傳感器9檢測伽馬探測器6所處環境的溫度，之后將檢測到的環境溫度傳輸至控制電路，控制電路在計算煤炭堆密度的過程中根據環境溫度進行溫度漂移校正，提高對煤炭堆密度的檢測精度。實施例四參見圖6和圖7，圖6為本發明實施例四公開的核子煤炭堆密度檢測裝置中主機的結構示意圖，圖7為本發明實施例四公開的核子煤炭堆密度檢測裝置中遙控器的結構示意圖。
該核子煤炭堆密度檢測裝置包括主機和遙控器12。其中，主機包括箱體1、屏蔽體 2、內轉子3、電機4、伽馬放射源5、伽馬探測器6、顯示模塊7、控制電路(圖中未示出)、探測器護套8、溫度傳感器9、狀態指示燈10和第一射頻通信模塊11。僅就與圖5所示煤炭堆密度檢測裝置的區別之處進行說明。射頻通信模塊11設置于箱體1的外部，同時與控制電路連接。遙控器12包括處理器(圖中未示出)、顯示屏組件121、鍵盤組件122和射頻通信模塊123。其中，顯示屏組件121的驅動電路、鍵盤組件122的連接線、以及第二射頻通信模塊123分別與處理器連接。控制電路獲得的煤炭堆密度信息傳輸至第一射頻通信模塊11，之后第一射頻通信模塊11將密度信息轉換為無線信號發出；遙控器12中的第二射頻通信模塊123接收到密度信息后，將其轉換為電信號，并傳輸至處理器；處理器接收到電信號形式的密度信息后， 驅動顯示屏組件121進行顯示。工作人員可以在遙控器12上獲取煤炭堆的密度信息，而無需到箱體1處，避免從屏蔽體2泄露的微量的伽馬射線可能對人體造成的損害。同時，工作人員也可以通過遙控器12實現遠程開啟或關閉。工作人員使用遙控器 12上的鍵盤組件122發出開啟指令或關閉指令，具體可以在鍵盤上設置開啟鍵和關閉鍵； 處理器檢測到按鍵被按下后，形成相應的控制指令，并傳輸至第二射頻通信模塊123 ；第二射頻通信模塊123將接收到的電信號形式的控制指令轉換為無線信號并發出；設置于箱體 1上的第一射頻通信模塊11接收第二射頻通信模塊123發出的無線信號，將其轉換為電信號，之后傳輸至控制電路；控制電路根據從第一射頻通信模塊11獲得的指令信號對電機4 和伽馬放射源5進行控制，實現開啟或關閉。工作人員可以通過遙控器12對檢測過程進行控制，而無需到箱體1處，避免從屏蔽體2泄露的微量的伽馬射線可能對人體造成的損害。優選的，在箱體1的外部設置狀態指示燈10，該狀態指示燈10與控制電路連接。狀態指示燈10可以在控制電路的控制下對核子煤炭堆密度檢測裝置的狀態進行顯示，例如 當核子煤炭堆密度檢測裝置處于運行狀態時，狀態指示燈10點亮，當核子煤炭堆密度檢測裝置處于關停狀態時，狀態指示燈10熄滅。實施例五參見圖8和圖9，圖8為本發明實施例五公開的核子煤炭堆密度檢測裝置的結構示意圖，圖9為本發明實施例五公開的核子煤炭堆密度檢測裝置中遙控器的結構示意圖。該核子煤炭堆密度檢測裝置包括主機和遙控器12。其中，主機包括箱體1、屏蔽體 2、內轉子3、電機4、伽馬放射源5、伽馬探測器6、顯示模塊7、控制電路(圖中未示出)、探測器護套8、溫度傳感器9、狀態指示燈10、第一射頻通信模塊11、距離感應模塊13、密封罩 14和把手15。僅就與圖6所示核子煤炭堆密度檢測裝置的區別之處進行說明。距離感應報警模塊13和第一射頻通信模塊11設置于密封罩14中，遙控器12中進一步設置防盜信號發射模塊124。其中，防盜信號發射模塊124持續發射具有特定頻率的信號，距離感應報警模塊13接收該特定頻率的信號，并在無法接收到該特定頻率的信號時，觸發報警功能。不法分子對核子煤炭堆密度檢測裝置中的主機進行偷盜過程中，當主機與遙控器 12之間的距離超過一定距離(通常為10米 25米)時，距離感應報警模塊13將無法接收到防盜信號發射模塊124發出的信號，此時距離感應報警模塊13觸發其報警功能，發出報警信號。報警信號可以為聲音信號，也可以是燈光提示信號。為了避免不法分子將距離感應報警模塊13從箱體1上摘除，從而避免觸發報警功能，可以將距離感應報警模塊13和第一射頻通信模塊11設置于密封罩14中。優選的，可以在箱體1上設置把手15，便于工作人員移動主機。優選的，可以在遙控器12中進一步設置與處理器連接的藍牙模塊125，處理器獲取到的煤炭堆的密度信息可以通過藍牙模塊125傳輸至其他終端設備。在本發明公開核子煤炭堆密度檢測裝置中，密封罩14的制作材料可以為聚乙烯、 聚氯乙烯等對射頻信號無屏蔽效果的材料。箱體1的底板可以為鋁、鋁合金等對伽馬射線影響較小的輕質金屬。優選的，箱體1的上蓋和底板由鋁板制作。另外，箱體1除上蓋和底板之外的其他部分可以采用鋼板制作，保證箱體的強度。在上述各實施例公開的核子煤炭堆密度檢測裝置中，優選的，內轉子3的主軸31 設置于內轉子3的中心位置。內轉子3在以主軸31為軸旋轉的過程中，當主軸31設置于內轉子3的中心位置時，內轉子3需要的旋轉空間是最小的，相應的屏蔽體2上的腔體21 的空間也是最小的，在保證屏蔽體2的側壁厚度不變的情況下，當腔體21的體積減小時，也可以減小屏蔽體2的體積，從而減少了屏蔽體2的耗材，進而降低了屏蔽體2的重量。在上述各實施例公開的核子煤炭堆密度檢測裝置中，優選的，伽馬放射源5放射出的伽馬射線的出射方向不與地面垂直，即伽馬射線的出射方向不與地面垂線平行，可以使得更多的伽馬射線被伽馬探測器6捕獲。實施中，可以通過根據伽馬射線的出射方法確定準直口 24在底面22上的位置，也可以適當增大準直口 24的尺寸，保證伽馬射線可以從準直口 24射出。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種核子煤炭堆密度檢測裝置，其特征在于，包括 箱體；設置于所述箱體內的屏蔽體，所述屏蔽體的內部設置有腔體，所述屏蔽體還設置有通孔和貫穿所述屏蔽體的底面與所述腔體的準直口； 設置于所述箱體內的電機；設置于所述屏蔽體的腔體內的內轉子，所述內轉子上設置有凹槽和主軸，所述主軸的一端穿過所述屏蔽體上的通孔與所述電機的軸承連接； 設置于所述凹槽內的伽馬放射源； 設置于所述箱體內、與所述控制電路連接的伽馬探測器； 所述核子煤炭堆密度檢測裝置以伽馬射線來檢測煤炭堆的密度。
2.根據權利要求1所述的核子煤炭堆密度檢測裝置，其特征在于，所述主軸位于所述內轉子的中心位置。
3.根據權利要求1所述的核子煤堆密度檢測裝置，其特征在于，還包括控制電路和顯示模塊；所述控制電路分別與所述電機和伽馬探測器連接，用于控制所述電機和伽馬探測器的運行，并根據所述伽馬探測器輸出的電脈沖信號確定煤炭堆的密度；所述顯示模塊與所述控制電路連接、設置于所述箱體外部，用于顯示所述煤炭堆的密度。
4.根據權利要求3所述的核子煤炭堆密度檢測裝置，其特征在于，還包括探測器護筒和溫度傳感器；所述伽馬探測器和所述溫度傳感器設置于所述探測器護筒內； 所述溫度傳感器與所述控制電路連接。
5.根據權利要求4所述的核子煤炭堆密度檢測裝置，其特征在于，還包括與所述控制電路連接的狀態指示燈，所述狀態指示燈設置于所述箱體的外部。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的核子煤炭堆密度檢測裝置，其特征在于，還包括第一射頻通信模塊和遙控器；所述第一射頻通信模塊設置于所述箱體的外部，與所述控制電路連接； 所述遙控器包括處理器、分別與所述處理器連接的顯示屏組件、鍵盤組件和第二射頻通信模塊。
7.根據權利要求6所述的核子煤炭堆密度檢測裝置，其特征在于，還包括密封罩和距離感應報警模塊，所述遙控器還包括防盜信號發射模塊；所述射頻通信模塊和所述距離感應報警模塊設置于所述密封罩內； 所述防盜信號發射模塊與所述距離感應報警模塊無線連接，當所述距離感應報警模塊無法接收到所述防盜信號發射模塊發射的測試信號時觸發報警功能。
8.根據權利要求7所述的核子煤炭堆密度檢測裝置，其特征在于，所述密封罩為聚乙烯罩。
9.根據權利要求6所述的核子煤炭堆密度檢測裝置，其特征在于，所述遙控器中還包括與所述處理器連接的藍牙模塊。
10.根據權利要求1所述的核子煤炭堆密度檢測裝置，其特征在于，所述箱體的上蓋和底板由鋁板制成。
全文摘要
本發明實施例公開了一種核子煤炭堆密度檢測裝置，包括箱體；設置于箱體內的屏蔽體，該屏蔽體內設置有腔體、通孔和準直口；設置于箱體內的電機；設置于屏蔽體的腔體內的內轉子，內轉子上設置有凹槽和主軸，主軸的一端穿過屏蔽體上的通孔與電機的軸承連接；設置于凹槽內的伽馬放射源；設置于箱體內、與控制電路連接的伽馬探測器。本發明公開的核子煤炭堆密度檢測裝置在進行煤炭堆密度檢測時，不需要裝卸煤炭，既減輕了工作人員的工作強度，也不會因人為原因改變煤炭的松緊度，避免煤炭堆密度測量的過程中出現偏差，進而提高測量的準確度，同時檢測過程耗時極短，縮短了測量周期。
文檔編號G01N9/24GK102507374SQ20111034681
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者吳方興, 羅華東 申請人:長沙東星儀器有限責任公司