在線測灰儀的原理及結(jié)構(gòu)
(1) 原理。在線測灰儀不使用放射源，通過檢測煤中自身所含的放射性元素 ( 如鉀、釷、銣等) 所發(fā)出的天然 γ 射線量，利用其與灰分的相關(guān)性，經(jīng)數(shù)據(jù)篩選，結(jié)合稱重量，對(duì)實(shí)時(shí)灰分進(jìn)行擬合推斷。
在線測灰儀,在線灰分儀,在線灰分熱值水分分析儀,入廠煤在線檢測儀
(2) 結(jié)構(gòu)。在線測灰儀由 γ 射線探測器、
環(huán)境射線屏蔽體、能譜分析儀表、膠帶電子秤等測量探測裝置組成。
(3) 主要部件作用。γ 射線探測器包括閃爍晶體、光電倍增管等探測元件，其作用是將入射的 γ射線轉(zhuǎn)換為可供測量的電信號(hào)后供能譜分析儀使用; 環(huán)境射線屏蔽體由多塊防輻射合金板組成，其作用為可減少本底環(huán)境輻射對(duì)探測器的影響; 能譜分析儀對(duì)能譜信號(hào)進(jìn)行分析、運(yùn)算、顯示并實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能。
由測灰儀測量值與人工采樣對(duì)比結(jié)果可知，測灰儀與人工采樣化驗(yàn)值單批次之間偏離幅度較大，且并無明顯趨勢或規(guī)律可循，但對(duì)于洗選原料煤，此數(shù)值用于指導(dǎo)原煤分倉及粗略掌控質(zhì)量已足夠。從礦廠之間結(jié)算考核可知，當(dāng)跨度時(shí)間延長，多批次灰分加權(quán)平均值的差值也不大，已可作為礦廠之間灰分結(jié)算的一項(xiàng)參考依據(jù)使用。經(jīng)實(shí)踐探索，以每半個(gè)月或 20 批次以上灰分加權(quán)值做為礦廠結(jié)算參考，差值通常在 1. 5%之內(nèi)，此數(shù)值經(jīng)選煤廠最終產(chǎn)品加權(quán)倒算多次驗(yàn)證，誤差也在合理范圍內(nèi)。
灰分儀常見問題分析
(1) 測量數(shù)據(jù)異常。被測煤灰分在正常波動(dòng)時(shí)期，單批次測量數(shù)據(jù)絕對(duì)值異常變高，隨后又恢復(fù)至正常波動(dòng)區(qū)間。灰分會(huì)偶有異常升高現(xiàn)象，推測應(yīng)與當(dāng)?shù)赝寥乐兴亩栊詺怏w有關(guān)，因惰性氣體在雷電天氣環(huán)境中逸出濃度增大，導(dǎo)致灰分儀測量值升高。其相應(yīng)解決的措施包括增加探測儀器以檢測異常環(huán)境、通過運(yùn)算時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)有關(guān)參數(shù)、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)補(bǔ)償及自動(dòng)校正。
(2) 測量值波動(dòng)幅度變大。在線測灰儀根據(jù)煤炭自身放射的 γ 射線強(qiáng)度檢測煤的灰分，γ 射線探測器外殼上煤粉等污物堆積是影響檢測性能的重要因素，因此需定期對(duì)其清理使影響減至最低限度。清理的次數(shù)取決于使用場所的條件 ( 如膠帶情況、粉塵量等) ，可視情況增減清理次數(shù)，嚴(yán)重情況下每班清理 1 次，針對(duì)條件較好的場所每月清理 1 次也可，但必須定期檢查。此外，稱重裝置的計(jì)量精度以及煤的松散程度、厚度、顆粒度、水分均為直接影響灰分測量精度的因素，應(yīng)定期校準(zhǔn)稱重裝置，尤其在安裝初期需每天檢查 1 次稱重裝置的零點(diǎn)，并每月調(diào)整其量程 1 次，妥善調(diào)節(jié)膠帶給煤機(jī)的進(jìn)給料量，盡量保持煤厚均勻。
(3) 計(jì)算處理能力差。硬件方面如能譜分析儀損毀、探測器精度差等，軟件問題主要為數(shù)據(jù)丟失，原因包括存儲(chǔ)能力不足且不能自動(dòng)清除過期數(shù)據(jù)，隨著運(yùn)行時(shí)間變長易造成死機(jī)從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，另外遇意外斷電的情況也易丟失數(shù)據(jù)。此外，在線測灰儀聯(lián)網(wǎng)時(shí)，數(shù)據(jù)采集上傳軟件不具有斷點(diǎn)上傳功能，且數(shù)據(jù)采集軟件中斷或灰分異常沒有警告功能，網(wǎng)絡(luò)或軟件中斷恢復(fù)后，不能自動(dòng)上傳未上傳的數(shù)據(jù)。所以，灰分儀配套的工控機(jī)應(yīng)根據(jù)測量數(shù)據(jù)量選擇合理的配置，建議新安裝灰分儀工控機(jī) cpu 型號(hào)應(yīng)不低于 i5，獨(dú)立顯卡 2 G 以上，內(nèi)存不低于 4 G，硬盤不低于 2 T，各探測裝置需提高精度標(biāo)準(zhǔn)，軟件功能也應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)更改，以滿足現(xiàn)場所需。
(4) 混合煤對(duì)測量值的影響。該影響分 2 種情況: ① 測定煤的比例與做靜態(tài)基準(zhǔn)的標(biāo)校用煤比例不一致，此種情況需要關(guān)注礦井配采比，進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定; ② 進(jìn)廠原煤混卸、混雜造成測量失真，此情況要注意把受煤坑內(nèi)的底倉存煤返凈，避免不同礦別、不同煤種之間相互污染。
(5) 人為因素的影響。該人為因素主要指涉及礦廠之間結(jié)算而出現(xiàn)的利益干擾。為防范數(shù)據(jù)舞弊行為，在灰分儀管理上可從測灰儀參數(shù)調(diào)整入手，采取礦、廠和計(jì)量站三方共同參與調(diào)校，分段掌握密碼的方法預(yù)防。此外，若 1 臺(tái)測灰儀測量多個(gè)礦井原煤時(shí)，測量基準(zhǔn)表錯(cuò)選、測量過程不完整也是導(dǎo)致結(jié)果失真的重要因素，因而減少人為因素的影響需要相應(yīng)的管理制度配合。
(6) 測灰精度問題。近年來，各類測灰技術(shù)頻出，如有源雙 γ 射線、中子活化、X 射線及激光分析等，測灰精度均有待進(jìn)一步改善。結(jié)合現(xiàn)場使用經(jīng)驗(yàn)，天然射線灰分儀至少還應(yīng)從以下 3 個(gè)方面改進(jìn): ① 增強(qiáng)分析速度和能力，充分適應(yīng)煤厚不勻、粒度頻繁變化的情形，保證測量精度。② 當(dāng)被測量混合煤與靜態(tài)標(biāo)定煤樣差異過大時(shí)，要能及時(shí)預(yù)警或改進(jìn)算法自動(dòng)補(bǔ)償修正。③ 增強(qiáng)適應(yīng)性以滿足各種現(xiàn)場條件對(duì)測量時(shí)不同需要。比如針對(duì)同一批煤，分多次測量的情況下應(yīng)能自動(dòng)辨識(shí)及進(jìn)行加權(quán)等數(shù)據(jù)處理。
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