煤灰分快速測量系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種煤灰分測量技術，尤其設及一種煤灰分快速測量系統及方法。
【背景技術】
[0002] 煤灰分是煤在一定溫度下充分、完全灼燒后，氧化物殘渣所占的質量分數，即，重 量百分比。煤灰分與煤的發熱量密切相關，為提高煤的利用率，必須嚴格控制煤產品的灰 分。傳統的灼燒化驗發工序復雜，結果滯后時間長，不能適應煤產品質量控制要求，當實驗 結果得出時，煤可能已經生產入庫或被灼燒掉，因此，不能對生產和使用起到快速監控作 用。
[0003] 現在采用煤質分析儀測量煤灰分，煤質分析儀采用雙源透射法，其原理是；煤炭中 碳、氨、硫等組成的有機物W及碳，都是可燃燒性物質，在煤炭中該些物質的元素含量雖然 不同，但是大體上原子序數都比較低，平均值為6左右，煤灰中娃、侶、巧、鐵的氧化物W及 鹽類物質是代表著不可燃燒的物質，即灰分，該些元素的原子序數都比較大，灰分的平均原 子序數大于12,由于可燃物質與灰分之間平均原子序數相差大于6左右，可W利用雙能丫 射線照射煤流，其中低能媚（Am)源用來檢測煤質灰分，中能飽（Cs)源來消除厚度、密度帶 來的影響。由理論推導可W得出灰分（Ash)與雙源的吸收關系（時為線性關系，即可得出 公式Ash = kR+b，其中，R為被吸收后的Am源特性參數與Cs源特性參數之比。從而就確定 了原子序數較低的可燃燒物質的含量，經過數據處理后W灰分的形式顯示出來。
[0004] 但該類型的煤質分析儀的采購難度日益加大，應用市場日漸萎縮，企業的需求無 法得到滿足，市場急需一種可W替代的檢測手段。
【發明內容】
[0005] 本發明提供一種煤灰分快速測量系統及方法，W解決上述現有技術中存在的問 題，實現對煤灰分的快速測量。
[0006] 本發明提供一種煤灰分快速測量系統，包括：
[0007] 至少一個X射線發生器，光電倍增接收器、激光線束發生器、攝像頭、電子皮帶砰 W及處理裝置；
[000引其中，所述X射線發生器設置在輸運式傳動裝置下方，用于發出穿透被測煤層的X 射線；
[0009] 所述光電倍增接收器用于接收穿過所述被測煤層的X射線，并將所述穿過所述被 測煤層的X射線轉化為電信號，將所述電信號發送給所述處理裝置；
[0010] 所述激光線束發生器用于發出線束激光，所述線束激光用于在所述被測煤層上標 示煤層截面高度；
[0011] 所述攝像頭用于捕獲所述煤層截面高度信息，將捕獲到的所述煤層截面高度信息 轉化為截面積體積信息，并將所述截面積體積信息發送給所述處理裝置；
[0012] 所述電子皮帶砰用于獲取所述被測煤層的質量信息，并將所述質量信息發送給所 述處理裝置；
[0013] 所述處理裝置用于接收所述電信號、所述截面積體積信息和所述質量信息，并根 據所述電信號、所述截面積體積信息和所述質量信息計算得到所述被測煤層的灰分值。
[0014] 如上所述的煤灰分快速測量系統，其中，X射線發生器的出光口處設置有準直器， 所述準直器用于消除散射X射線。
[0015] 如上所述的煤灰分快速測量系統，其中，所述準直器為孔狀準直器或線狀準直器。
[0016] 如上所述的煤灰分快速測量系統，其中，所述光電倍增接收器為禪合晶體的帶增 益半導體探測器或核福射探測器。
[0017] 如上所述的煤灰分快速測量系統，其中，所述處理裝置為中央處理器CPU或計算 機。
[0018] 本發明提供一種煤灰分快速測量方法，包括：
[0019] 獲取由穿過被測煤層的X射線轉化的電信號、所述被測煤層的截面積體積信息和 所述被測煤層的質量信息；所述截面積體積信息包括被測煤層的密度和被測煤層的厚度；
[0020] 根據所述電信號、所述截面積體積信息和所述質量信息，通過預設公式計算得到 所述被測煤層的灰分值Ad;所述預設公式為：
【主權項】
1. 一種煤灰分快速測量系統，其特征在于，包括： 至少一個X射線發生器，光電倍增接收器、激光線束發生器、攝像頭、電子皮帶秤以及 處理裝置； 其中，所述X射線發生器設置在輸運式傳動裝置下方，用于發出穿透被測煤層的X射 線； 所述光電倍增接收器用于接收穿過所述被測煤層的X射線，并將所述穿過所述被測煤 層的X射線轉化為電信號，將所述電信號發送給所述處理裝置； 所述激光線束發生器用于發出線束激光，所述線束激光用于在所述被測煤層上標示煤 層截面高度； 所述攝像頭用于捕獲所述煤層截面高度信息，將捕獲到的所述煤層截面高度信息轉化 為截面積體積信息，并將所述截面積體積信息發送給所述處理裝置； 所述電子皮帶秤用于獲取所述被測煤層的質量信息，并將所述質量信息發送給所述處 理裝置； 所述處理裝置用于接收所述電信號、所述截面積體積信息和所述質量信息，并根據所 述電信號、所述截面積體積信息和所述質量信息計算得到所述被測煤層的灰分值。
2. 根據權利要求1所述的煤灰分快速測量系統，其特征在于，X射線發生器的出光口處 設置有準直器，所述準直器用于消除散射X射線。
3. 根據權利要求2所述的煤灰分快速測量系統，其特征在于，所述準直器為孔狀準直 器或線狀準直器。
4. 根據權利要求3所述的煤灰分快速測量系統，其特征在于，所述光電倍增接收器為 耦合晶體的帶增益半導體探測器或核輻射探測器。
5. 根據權利要求3所述的煤灰分快速測量系統，其特征在于，所述處理裝置為中央處 理器CPU或計算機。
6. -種煤灰分快速測量方法，其特征在于，包括： 獲取由穿過被測煤層的X射線轉化的電信號、所述被測煤層的截面積體積信息和質量 信息；所述截面積體積信息包括被測煤層的密度和被測煤層的厚度； 根據所述電信號、所述截面積體積信息和所述質量信息，通過預設公式計算得到所述 被測煤層的灰分值Ad;所述預設公式為：
，其中，L為所述X射 線穿過所述被測煤層前的電信號，I為所述X射線穿過所述被測煤層后的電信號，P為所述 被測煤層的密度，d為所述被測煤層的厚度，yz為所述X射線對所述被測煤層中的高質量 分數元素的衰減系數，y。為所述X射線對所述被測煤層中的低質量分數元素的衰減系數。
【專利摘要】本發明提供一種煤灰分快速測量系統及方法。該測量系統包括：至少一個X射線發生器，光電倍增接收器、激光線束發生器、電子皮帶秤、攝像頭以及處理裝置；其中，X射線發生器用于發出穿透被測煤層的X射線；光電倍增接收器用于接收穿過被測煤層的X射線，并將穿過被測煤層的X射線轉化為電信號發送給處理裝置；激光線束發生器用于發出線束激光在被測煤層上標示煤層截面高度；電子皮帶秤用于精確獲取被測煤層的質量信息；攝像頭用于捕獲煤層截面高度信息，將捕獲到的煤層截面高度信息轉化為截面積體積信息發送給處理裝置；處理裝置用于根據接收到的電信號、截面積體積信息和質量信息計算得到被測煤層的灰分值，從而實現了對煤灰分的快速測量。
【IPC分類】G01N23-02
【公開號】CN104568996
【申請號】CN201410855835
【發明人】汪睦, 陳浩然
【申請人】北京默德科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月31日