[發明專利]一種煤炭成分在線檢測裝置

有效

• 申請號: 201110002282.5
• 申請日: 2011-01-07
• 公開（公告）號: CN102175702A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 賈文寶
• 申請（專利權）人: 賈文寶
• 主分類號: G01N23/222
• 分類號: G01N23/222
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術領域

本發明屬于煤炭成分檢測技術領域，涉及核技術，利用中子技術檢測煤炭成分，為一種煤炭成分在線檢測裝置。

背景技術

目前，在各種測量分析中，核技術已經作為一項常規技術。它有其它分析技術所不具有的很多優點，由于中子不帶電，具有極強的穿透能力，尤其是中子與物質發生核反應時，在非常短的時間內(10^-10秒內)發出特征伽瑪射線，從而來檢測物料的主要成分含量。近年來，基于中子技術的物料成分在線檢測裝置在水泥、煤、礦石等領域已有比較廣泛的應用。但都是基于同位素中子源或者14MeV的電可控中子源，同位素中子源不論是否應用，都在發射中子，給維修和使用帶來極大的不便，再加上中子源后處理問題以及源材料緊張等因素，其發展越來越受到限制。

14MeV的電可控中子源由于中子能量高，其防護體系很龐大，不論是現場安裝還是運輸均有很大的不便，再加上氚材料屬核控制材料，屬低毒性氣體，不論是使用還是購買都有一定的難度。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：現有技術在測量分析中采用的同位素鐦中子源和14MeV的氘氚電可控中子發生器不易安裝、維修與使用，源材料緊張，不易獲得，難于處理。

本發明專利的技術方案是：一種煤炭成分在線檢測裝置，與煤樣的傳輸皮帶安裝在一起，檢測裝置包括電可控氘氘中子發生器、石墨反射體、慢化體、含硼聚乙烯防護塊、溴化鑭探測器、溫度控制系統、鉛吸收套、屏蔽防護體、放大器、多道分析器、數據處理系統、工控機與數據顯示系統以及遠程登錄系統，屏蔽防護體設有煤樣通道，傳輸皮帶由煤樣通道穿過屏蔽防護體，電可控氘氘中子發生器、石墨反射體、慢化體、含硼聚乙烯防護塊、溴化鑭探測器、溫度控制系統、鉛吸收套均設置在屏蔽防護體內且位于傳輸皮帶下方，其中電可控氘氘中子發生器設置在石墨反射體內部，石墨反射體和溴化鑭探測器并排設置在傳輸皮帶下方，慢化體設置在石墨反射體與傳輸皮帶之間，石墨反射體和溴化鑭探測器之間為含硼聚乙烯防護塊，溫度控制系統安裝在溴化鑭探測器的外殼，溴化鑭探測器與溫度控制系統共同設置在鉛吸收套中，溴化鑭探測器與放大器電連接，放大器依次連接多道分析器、數據處理系統、工控機與數據顯示系統，溫度控制系統的輸出連接工控機與數據顯示系統，工控機與數據顯示系統與遠程登錄系統通過電話線或者網線連接。

進一步的，溴化鑭探測器外設有熱中子吸收套，所述熱中子吸收套由20％的氫化鋰與80％高密度聚乙烯聚合而成，厚度為0.7～0.8cm之間。

作為優選方式，電可控氘氘中子發生器的中子管靶點與溴化鑭探測器中心的距離為30～32厘米。

電可控氘氘中子發生器的能量為2.5MeV，電可控氘氘中子發生器周圍的石墨反射體壁厚為4cm，慢化體為1cm厚的耐磨聚乙烯，傳輸皮帶厚度為1.2±0.1cm。

本發明的煤炭成分在線檢測裝置，利用電可控2.5MeV氘氘小型中子發生器產生的中子，照射到經過傳輸帶上的煤流上，與煤流中的主要核素發生核反應，產生特征伽瑪射線，這些特征伽瑪射線是獨一無二的，就像人的指紋一樣，俗稱核指紋；利用特殊的傳感器，收集這些核信息，利用現代數學分析技術，根據這些特征伽瑪射線的性質，就可在線檢測煤炭中的全部主要核素，結合高周波分析技術，進而分析煤炭中的水分，灰成分以及熱值。其特點是不受煤種，以及顆粒大小的影響，可實時在線檢測全部煤流中元素成分及工業特性指標。裝置中，石墨反射體用來倍增中子產額，慢化體用來進一步慢化快中子；溫度控制系統用來控制溴化鑭探測器的溫度，溫度控制電路直接安裝在工控機與數據顯示系統，用以自動控制溫度；電可控氘氘中子發生器產生的中子通過慢化體以及傳輸皮帶慢化為熱中子，照射到皮帶上的煤樣上，與煤樣中的主要核素發生俘獲核反應，產生特征伽瑪射線，被皮帶下方的溴化鑭探測器采集。

本發明不受煤種，以及顆粒大小的影響，可實時在線檢測全部煤流中元素成分及工業特性指標，可在線檢測煤炭應用部門尤其是火電廠入廠入爐煤的工業特性指標。

本發明利用電可控氘氘中子發生器，替代同位素中子源和電可控14MeV中子源，氘氘中子發生器所需的氘海水中大量存在，取之不盡，再加上氘離子打氘靶，理論上其壽命可以做到非常長。氘氘中子發生器能量為2.5MeV中子，與同位素中子源Cf的平均能量相近，遠低于電可控氘氚中子(14MeV)，因此其防護體體重和大小均可大幅度降低。

附圖說明

圖1是本發明的結構框圖示意圖。

具體實施方式

本發明裝置具有以下特點：