專利名稱：雙端水分測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種核探測技術和自動化檢測方法，具體涉及一種皮帶物料水分在線測量方法。
背景技術：
在礦山、冶金、建材、煤炭等眾多領域需要對皮帶輸送機輸送的物料進行水分在線測量，以便實現(xiàn)水分的自動調節(jié)，完成生產過程的自動控制。目前應用在現(xiàn)場皮帶輸送機上的中子水分儀通常都是透射式中子水分儀，它是利用中子和γ射線透射法聯(lián)合測定密度和含水。這種方式一般都是兩個放射源和兩個探測器均放置在被測物料上下兩側，利用水對快中子的慢化作用，測量快中子的慢化數量來反映探測空間物料的含水總量，用閃爍體探測器接收γ射線測量物料的質量厚度來參與水分的計算。整套裝置測量精度比較高，對現(xiàn)場物料的適應能力也比較強。但當所測物料水分分層時，測量有一定的誤差。這是由于中子與物料作用時除慢化作用外還發(fā)生散射、吸收作用，這些作用使得在同樣的含水量下，水分在物料中分層時中子探測器測得的計數有變化，給測量水分帶來一定的誤差。現(xiàn)場測量時可能會遇見以下情況廠區(qū)除塵灰或者是沖洗廠區(qū)后的礦粉淤泥回收再加回到輸送皮帶上；造球時，未成球的返礦需要重新加回到輸送皮帶上；一條主皮帶上的物料經過兩個混料機加水混合后由兩個出料口加到一條皮帶上。當發(fā)生這些情況時，輸送皮帶上的物料水分分層，引起測量水分誤差。
發(fā)明內容
本發(fā)明針對目前皮帶物料在線水分測量方法存在的不足，提出一種適應性更強的水分測量方法。
解決上述技術問題所采取的具體措施是一種雙端水分測量方法，其特征在于在檢測物料上方設有γ射線發(fā)生器，在物料下方設有γ射線閃爍體探測器；在γ射線閃爍體探測器一側設有快中子發(fā)生器，安放在物料下方中間位置，端一慢中子探測器靠近快中子發(fā)生器橫向放在物料下方中間位置，端二慢中子探測器橫向放在物料上方中間位置，探測器數據輸出連接主機，主機按預先裝入的計算程序進行計算，計算結果在顯示器上顯示。
已有的在線水分測量裝置為一個中子源和一個中子探測器并分別在被測物料的兩側，經蒙特卡羅模擬并在實驗測量中證實當中子源和中子探測器在被測物料同側時，水分分層給中子計數帶來的影響與中子源和中子探測器分別在被測物料的兩側時水分分層給中子計數帶來的影響剛好相反。據此提出雙端水分測量方法，即由快中子發(fā)生器發(fā)射快中子，端一慢中子探測器用來探測散射慢中子，端二慢中子探測器用來探測透射慢中子，用端一、端二兩個慢中子探測器的耦合計數來參與水分測量。
一、蒙特卡羅模擬采用下述模擬方法，對不同水分分布狀態(tài)的物料進行模擬計算，比較本發(fā)明方法與常規(guī)測量方法的測量誤差。
模擬方法1、物料中水分分布將物料中水分分布分三種均勻分布；上層物料水分高于下層物料水分即上濕下干分布；上層物料水分低于下層物料水分即上干下濕分布。
2、水分模擬方法；模擬散射式測量散射式測量為常規(guī)方法，即中子探測器和中子源在物料同側；模擬透射式測量透射式測量為常規(guī)方法，即中子探測器和中子源在物料兩側；模擬雙端式測量雙端式測量為本發(fā)明方法，即一個中子探測器和中子源在物料同側，另一個中子探測器在物料另一側。
模擬數據水分分布
模擬三種測量方法所得數據
散射式測量模擬
透射式測量模擬
雙端式測量模擬
二、實驗測量采用下述實驗方法，對不同水分分布狀態(tài)的物料進行測量，比較本發(fā)明方法與常規(guī)測量方法的測量誤差。
實驗方法1、物料中水分分布取兩個容積相同的容器，在容器中加入等量物料，以此視為兩層物料，分別向物料中加入定量的水。在兩個容器中加入等量的水，視為均勻分布；將水不等量加入容器中，水量多的容器置于水量少的容器上面，視為上濕下干分布；反之為上干下濕分布。
2、水分測量方法散射式測量常規(guī)方法，即中子探測器和中子源在物料同側；透射式測量常規(guī)方法，即中子探測器和中子源在物料兩側；雙端式測量本發(fā)明方法，即一個中子探測器和中子源在物料同側，另一個中子探測器在物料另一側。
實驗數據水分分布
三種測量方法所得數據；散射式測量
透射式測量
雙端式測量
從以上蒙特卡羅模擬及實驗測量數據可看出，三種方法當物料中水分均勻時所測水分值比較準確，誤差小。如果物料中水分分層1.對于散射式測量上干下濕分布時，所測水分值比真實水分值偏高。上濕下干分布時，所測水分值比真實水分值偏低；2.對于透射式測量上干下濕分布時，所測水分值比真實水分值偏低。上濕下干分布時，所測水分值比真實水分值偏高；3.對于雙端式測量上干下濕分布和上濕下干分布時，所測水分值與真實值偏差都比較小。
散射式測量與透射式測量相比，物料水分分層所引起的測量偏差效應正好相反。利用這一特性，如果采用雙端式測量，則有效地削弱了前兩種測量方式的這種偏差效應。通過蒙特卡羅模擬及實驗測量的結果，說明雙端式測量有效地降低了由于物料中水分分層所引起的測量誤差，提高了測量準確度。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明在中子測定裝置上采用兩個慢中子探測器共同測量。通過對物料水分分層時慢中子空間分布變化的充分考慮，合理地放置兩個慢中子的探測位置，用兩個慢中子探測器的耦合計數參與水分測量，解決了由于物料水分分層對水分測量的影響，提高了水分測量的準確度，對現(xiàn)場的適應性更強。
本發(fā)明可用于礦山、冶金、建材、煤炭等眾多領域對皮帶輸送機輸送的物料進行在線測量，以便實現(xiàn)水分的自動調節(jié)，完成生產過程的自動控制。
圖1為本發(fā)明實施例測量裝置示意中1快中子發(fā)生器 2端一慢中子探測器 3端二慢中子探測器 4物料5固定框體 6γ射線發(fā)生器 7γ射線閃爍體探測器 8固定支架 9主機 10顯示器具體實施方式
本發(fā)明的雙端水分測量方法所采用的檢測裝置由γ射線測定裝置、中子測定裝置和數據處理裝置三部分組成。其中γ射線測定裝置與常規(guī)測定相同，中子測定裝置為本發(fā)明采用己有原器件組成的水分測量裝置，數據處理裝置為常規(guī)裝置。其裝置結構關系是γ射線測定裝置是在固定支架8上部裝有γ射線發(fā)生器6，在下部裝有γ射線閃爍體探測器7；中子測定裝置是在固定框體5上裝有快中子發(fā)生器1，在快中子發(fā)生器1外側裝有端一慢中子探測器2，在快中子發(fā)生器1上部裝有端二慢中子探測器3；數據處理裝置是由帶有智能板卡的工業(yè)計算機9和顯示器10組成；γ射線閃爍體探測器7的信號輸出線與工業(yè)計算機9相連接；端一慢中子探測器2和端二慢中子探測器3的信號輸出線與工業(yè)計算機9相連接；端二慢中子探測器3可以為一個或兩個；上述檢測裝置在對皮帶輸送機輸送的物料進行在線水分測量，其裝置布置和測量方法是將γ射線發(fā)生器6置于物料4上面中間位置，γ射線閃爍體探測器7橫向置于物料4下面中間位置?？熘凶影l(fā)生器1置于物料4下面中間位置。端一慢中子探測器2靠近快中子發(fā)生器1橫向置于物料4下面中間位置。端二慢中子探測器3橫向置于物料4上面中間位置；當物料4通過檢測裝置，γ射線發(fā)生器6發(fā)出的γ射線透過物料4被γ射線閃爍體探測器7接收，快中子發(fā)生器1發(fā)出的快中子經物料慢化后分別被端一慢中子探測器2和端二慢中子探測器3接收，γ射線閃爍體探測器7、端一慢中子探測器2和端二慢中子探測器3的信號送入工業(yè)計算機9采集并按常規(guī)存入計算機的計算方法進行處理運算，計算結果在顯示器10上顯示。
現(xiàn)以本發(fā)明方法在皮帶上進行多點測量，并與散射式、透射式測量方法比較，其數據如下
權利要求
1 一種雙端水分測量方法，其特征在于在檢測物料上方設有γ射線發(fā)生器，在物料下方設有γ射線閃爍體探測器；在γ射線閃爍體探測器一側設有快中子發(fā)生器，安放在物料下方中間位置，端一慢中子探測器靠近快中子發(fā)生器橫向放在物料下方中間位置，端二慢中子探測器橫向放在物料上方中間位置，探測器數據輸出連接主機，主機按預先裝入的計算程序進行計算，計算結果在顯示器上顯示。
全文摘要
本發(fā)明在中子測定裝置上采用兩個慢中子探測器共同測量。通過對物料水分分層時慢中子空間分布變化的充分考慮，合理地放置兩個慢中子的探測位置，用兩個慢中子探測器的耦合計數參與水分測量，解決了由于物料水分分層對水分測量的影響，提高了水分測量的準確度，對現(xiàn)場的適應性更強。本發(fā)明可用于礦山、冶金、建材、煤炭等眾多領域對皮帶輸送機輸送的物料進行在線測量，以便實現(xiàn)水分的自動調節(jié)，完成生產過程的自動控制。
文檔編號G01N23/09GK101074938SQ20071001190
公開日2007年11月21日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權日2007年6月29日
發(fā)明者龔亞林, 吳志強, 李巖峰, 張偉, 尹毅強, 尹德有, 翟潤昌, 齊苗苗 申請人:丹東東方測控技術有限公司
專業(yè)數控銑床產品供應商
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