一種用于礦漿元素分析標定過程中的自動取樣裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種礦漿自動取樣裝置及方法，具體說是涉及一種礦漿元素分析標定 過程中的自動取樣裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 我國冶金、有色金屬、礦山、建材等眾多領域的生產過程中，原料中各種元素的配 比對產品質量起著關鍵的作用。目前基于專利技術"在流檢測多元素分析裝置及方法"（專 利號：200710010105. 5)的儀器已經很好的實現了對料流的各組成元素含量的實時檢測，擺 脫了人工取樣后再進行化學分析的煩瑣程序，大大提高了生產效率。
[0003] 但是由于在流元素分析儀器在正式投入使用之前需要對儀器進行標定，并且在使 用一定期限后需要對儀器進行校準。具體的做法是將儀器安裝于生產線的相關工藝點上 后，通過對實際生產過程中的物料進行檢測，儀器記錄下相應的計數信息以及原數學模型 的計算結果，與這些物料的化驗室化學分析結果進行比對，逐步修正儀器的數學模型中的 相關參數，使得儀器的最終使用誤差滿足現場的應用要求。
[0004] 這就要求被取到化驗室進行化學分析的物料樣品，要與儀表所測量的物料具有很 好的同一性和代表性，否則將嚴重損害儀表標定效果。尤其是化驗室化學分析只能針對很 少的量進行分析，而工業生產中往往物料的流量達到每小時幾十立方米，如何取到同一性 和代表性都很好的料樣，一直是這類儀器標定過程中被困擾的難題。
[0005]目前在儀表的標定過程中，所采用的還是人工取樣的方式，即在物料流動過程中 用帶柄容器多次S取料流并收集到一起，經烘干后用于實驗室化學分析。這一過程受人為 因素影響較大，不同人員取樣也存在一定差異，并且取樣與測量的時間偏差也較大，導致在 工業現場人工取樣所帶來的誤差往往占整個分析過程累計誤差的很大部分，遠高于化驗誤 差。因此對工業動態料流進行儀器自動取樣非常必要。
[0006] 雖然目前已經有自動取樣裝置的相關技術，例如《自動礦漿取樣機的設計與應用》 (《黃金科學技術》第12卷第2期，第46~48頁）所描述。但是該類方法只能保證取樣勺的 勻速滑動。而在工業現場的實際生產過程中，礦漿的濃度是不穩定的，會存在一個合理的濃 度變化區間，這樣導致了實際取到的礦漿在烘干后，干樣量的多少不穩定，量太少則不夠分 析用，量太多又造成浪費。
【發明內容】
[0007] 本發明針對現有礦漿多元素分析儀器所存在的缺陷，提出一種針對于礦漿元素分 析標定過程中的自動取樣裝置及方法。
[0008] 本發明所采用的技術方案是： 在流槽24中裝有前檔板23及后檔板8,將流槽24分隔成進礦倉25、測量倉26及排礦 倉27三個空間。前擋板23的頂部向排礦倉27方向彎折，在前擋板23的上方分別裝有一 定高度的左橡膠擋板21和右橡膠擋板22。在進礦倉25的側面位置制有進料管9,在測量 倉26的底部制有排料口 10,在排礦倉27的底部制有出料管11。在流槽24的上方制有框 架18,框架18上裝有取樣電機14、減速機20、左同步帶輪15、右同步帶輪16、上圓柱滑軌 4、下圓柱滑軌5、左限位開關1、右左限位開關2、防護罩19。取樣電機14通過減速機20可 以帶動右同步帶輪16順時針或逆時針旋轉。右同步帶輪16與左同步帶輪15之間通過同 步帶17傳動。同步帶17上固定有滑塊3,滑塊3制有二個橫向通孔，嵌套在上圓柱滑軌4 與下圓柱滑軌5上，并可在同步帶7的帶動下沿著上圓柱滑軌4與下圓柱滑軌5的方向自 由滑動。滑塊3上固定有擺桿6,擺桿6上固定有取樣漏斗7,取樣漏斗7處于排礦倉27內 前擋板23折彎的下方，取樣漏斗7接有橡膠軟管13,橡膠軟管13穿過流槽24的器壁，可以 將取樣漏斗7中的流體物質導流出，流進到取樣桶12中。防護罩19保護取樣傳動部分，防 止積塵。
[0009]在流槽24上方固定有探測腔體31，在探測腔體的頭部中固定有放射源及X射線探 測器，探測腔體的頭部深入到測量倉26中，并低于前擋板23的上沿，保證能夠浸入在礦漿 中；探測腔體31的頭部中固定的X射線探測器的信號通過信號電纜傳輸給多道能譜儀35。 多道能譜儀35將接收到的信號轉化為能譜后通過信號電纜傳輸給工控機36,工控機36連 接電氣控制柜37,電氣控制柜37連接取樣電機14。
[0010] 平時取樣系統不工作時，滑塊3將停留在左極限位置或右極限位置，使取樣漏斗7 停在在左橡膠擋板21或右橡膠擋板22的下方，當礦漿從前擋板23的上方及左橡膠擋板21 和右橡膠擋板22之間的區域溢流入排礦倉27時，將沒有礦漿能夠被取樣漏斗7的狹口接 至IJ，沒有礦漿流進取樣漏斗7。
[0011] 當取樣系統工作時，滑塊3將在左極限位置和右極限位置之間做往復滑動，滑塊3 通過擺桿6帶動使取樣漏斗7做同樣的往復運動，當礦漿從前擋板23的上方及左橡膠擋板 21和右橡膠擋板22之間的區域溢流入排礦倉27時，取樣漏斗7將不斷沿垂直于礦漿流的 方向反復劃過礦漿流，取樣漏斗7的狹口迎向礦漿流，將有部分礦漿流通過取樣漏斗7的狹 口流入取樣漏斗7,并經過橡膠軟管13最終流入取樣桶12。
[0012] 整個取樣系統的工作狀態，由PLC控制。通過PLC及變頻器等電氣控制元件的配 合，控制取樣電機14的轉速以及轉向，實現對滑塊3的移動速度及方向的控制，并過通過調 節滑塊3的移動速度來控制最終的取樣量。通過左限位開關1及右限位開關2是否被觸發 判斷取樣漏斗7是否處于左極限位置或右極限位置。
[0013] 對滑塊3的移動速度的控制，是通過調節取樣電機14的轉速來實現的，具體方法 如下： 探測腔體31的頭部中固定的X射線探測器的信號通過信號電纜傳輸給多道能譜儀35。 多道能譜儀35將接收到的信號轉化為能譜后通過信號電纜傳輸給工控機36。工控機36對 接收到的能譜進行尋峰、定道址(確定能量)、峰面積求和、扣除相應本底等相應處理后，計 算出放射源射線散射峰面積S。，具體計算S。的方法在專利技術"在流檢測多元素分析裝置 及方法"（專利號：200710010105. 5)的公開文件中已有說明，已經是目前的公知技術。由于 礦漿濃度與放射源射線散射峰面積S。存在函數關系，因此工控機36可以根據放射源射線 散射峰面積S。計算得到合適的攪拌電機轉速p(單位：轉/分鐘)。工控機36通過信號電 纜將攪拌電機轉速P的數值傳輸給電氣控制柜37,電氣控制柜37調節取樣電機14的轉速 為P〇
[0014]通過放射源射線散射峰面積S。計算得到攪拌電機轉速p的公式為：
式中：P為攪拌電機轉速，單位為"轉/分鐘";S。為放射源射線散射峰面積；A、B、C、D為經驗系數，這些系數的確定，可以在實際應用過程中逐步調整，直至達到一個滿意的效果 為止。
[0015]而如何通過PLC及變頻器等電氣控制器件的配合，實現使電機按照要求轉速來進 行工作的方法，是行業內有經驗的人員所公知的。
[0016] 當取樣開始時，PLC通過變頻器控制取樣電機14以轉速p正轉或反轉使滑塊3通 過擺桿6帶動取樣漏斗7在左極限位置及右極限位置之間向左或向右滑動，直到測量時間 結束無需繼續取樣為止。取樣結束后，滑塊3處于左極限位置或右極限位置，取樣漏斗7停 在左橡膠擋板21或右橡膠擋板22的下方。
[0017]具體工作過程為： 當對在流X熒光多元素分析儀器進行標定或與化驗室分析結果對比的工作中需要在 測量的同時取樣時，按下取樣選擇按鈕，啟動系統，當PLC判斷在流X熒光多元素分析儀器 開始對流槽24中的礦漿進行測量時，通過控制取樣電機14正轉使滑塊3通過擺桿6帶動 取樣漏斗7向左側滑動并判斷是否觸發左限位開關1 ;若滑塊3已經在左極限位置則直接 觸發左限位開關1 ;當PLC判斷左限位開關1已觸發則控制取樣電機14停止轉動。PLC繼 續判斷測量時間是否結束，若測量時間已經結束則取樣結束；若取樣時間沒有結束，則PLC 繼續控制取