Способ определения зольности угля

 

Изобретение относится к мет одам определения зольности угля радиометрическими методами Цель изобретения - повышение точности определения Отбирают калибровочные пробы с известными значениями зольности, причем для каждого значения зольности готовят по несколько проб, имеющих различные значения эффективного атомного номера и плотности Определяют эффективный атомный номер и плотность калибровочных и исследуемой пробы, строят калибровочный график Зольность исследуемой пробы определяют по значениям ее эффективного атомного номера и плотно сти 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)з G 01 N 23/22,23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4461719/25 (22) 14,07.88 (46) 23,09.91, Бюл. М 35 (71) Комплексный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых (72) Ю. И. Горлов и А. M. Онищенко (53) 622,33(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1343323,,кл,,G 01 N23/223,,1985.

Авторское свидетельство СССР

N. 398143, кл, 6 01 N 23/20, 1971. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОЛЬНОСТИ

УГЛЯ

Изобретение относится к методам определения зольности угля радиометрическими методами.

Цель изобретения — повышение точности определения.

На фиг. 1 приведен калибровочный график, отображающий взаимосвязь плотности пробы, ее эффективного атомного номера и зольности; на фиг, 2 — графики, показывающие области (эллипсы) рассеяния эффективного атомного номера и плотности двух проб угля, имеющих разную зольность.

На фиг. 2 показаны эллипсы рассеяния (внутренний эллипс соответствует одному стандартному отклонению, а внешний— двум) эффективного атомного номера и плотности для двух проб донецкого угля с зольностью А1 = 20 и А2 = 22%. В первой пробе эффективный атомный номер флуктуирует в пределах 7,560-7,639, а во второй пробе — 7,611 — 7,690 (с доверительной вероятностью 0,95). Плотность пробы при золь„„5U „1679318 А1 (57) Изобретение относится к методам определения зольности угля радиометрическими методами. Цель изобретения — повышение точности определения. Отбирают калибровочные пробы с известными значениями зольности, причем для каждого значения зольности готовят по несколько проб, имеющих различные значения эффективного атомного номера и плотности. Определяют эффективный атомный номер и плотность калибровочных и исследуемой пробы, строят калибровочный график. Зольность исследуемой пробы определяют по значениям ее эффективного атомного номера и плотности, 2 ил. ности 20% флуктуирует в пределах 0,9201,275 г/см, плотность пробы зональностью

22% — 0,953 — 1,305 г/см . Средний атомный номер пробы зольностью 20% равен 7,600, а ее плотность - 1,100 г/см . Для пробы з зольностью 22% средний атомный номер равен 7,650, а средняя плотность—

1,133 г/см

Флуктуации атомного номера и плотности ограничиваются эллипсами рассеяния, т.е. подчиняются нормальной плотности распределения вероятности, Объясняется это тем, что каждая из флуктуаций вызвана многими соизмеримыми по влияющему действию причинами, Плотность изменяется из-за флуктуаций крупности, трещиноватости, влажности и содержания тяжелых компонентов в угле,,Атомный номер изменяется из-3а перераспределений содержания тяжелых и легких элементов в эоле угля (перераспределяются содержания алюминия, кремния, серы, 1679318 кальция, азота, фосфора, железа, марганца, титана и других элементов).

Из графиков(фиг, 2) видно, что отличить пробы с эольностями 20 и 227ь нельзя в диапазоне изменений атомного номера

7,611-7,639, а также в диапазоне изменений плотности 0,953-1,275 г/см . Отличить эти пробы по среднему атомному номеру можно только с вероятностью 0,57. Таким образом, при измерении зольности по плотности будет 340 ошибок на каждую тысячу измерений, чтобы отличить одна от другой пробы с отличающимися íà 2$ зольностями. Если же измерять зольность по атомному номеру, то будет 311 ошибок на каждую тысячу измерений, Эллипсы для двух стандартных отклонений рассеяния не пересекаются (фиг. 2).

Пересекаются эти эллипсы при доверительной вероятности 0,965. Поэтому, если измерять зольность по атомному номеру и плотности одновремен но, то будет 35 ошибок на каждую тысячу измерений. Количество ошибок при измерении зольности по плотности и атомному номеру одновременно уменьшается в девять раз по сравнению с измерением зольности по атомному номеру и уменьшается в 12,3 раза по сравнению с измерением зольности по плотности, Способ осуществляется следующим образом.

Готовят калибровочные пробы угля с известными значениями зольности Аь При этом для каждого значения зольности готовят некоторое количество К проб, имеющих отличающиеся значения эффективного атомного номера и плотности.

Для каждой калибровочной пробы определяют значения эффективного атомного Zil номера и плотности ри (| = 1„„,К). Для каждого значения зольности I определяют средние значения эффективного атомного номера Zi и |а1

Zi = К, Zil, ) =1 (1)

К

О = К-", piI

I =1

По полученным значениям Еь |а1 и известным значениям Ai строят калибровочный график (фиг. 1). В контролируемом объеме угля с неизвестной зольностью определяют значения эффективного атомного номера Z и плотности р . Затем по этим данным с помощью калибровочного графика определяют значение зольности контролируемой пробы. Для этого определяют расстояния от точки (Z, p ) до каждой гра40

50

55 вклад когерентно рассеянных углем гамма-квантов в регистрируемую вторым детектором ин тенсивность по вазмажрости больший, о чем

35 дуировочной точки в координатах (ZO р ) и находят два наименьших расстояния. Если точка с координатами(Zp ) наиболее близка к точкам {Zi, pi) и (Zi+1, pi+1), как показано на фиг. 1, то расстояния оТ измеренной точки до ближайших градуировачных точек составляют = Р Zi)2+ { )2) 1/2 Р) и Ii+1 - ((Z Zi+1) + (p -p i+1) ) (3)

Неизвестную зольность определяют из выражения

А = 2(А(11+1+ Ai+1lij Ii (fi + Ii+1) (4)

На фиг. 1 показаны пять градуировочных точек зольности на плоскости ZOp: точка с координатами(Z»<,р ин) соответствует минимальному значению зольности

Амин и т.д. точка с координатами (Zi. Рi)—

d зольности Аь точка с координатами (Zi+1, |о +1) — зольности А +1, точка с координатами ,(2макс, р макс) — максимальна возможнОму значению зольности контролируемого объема угля Амакс

Значения зольности в градуиравочных точках задают так, чтобы ани па возможности равномерна заполняли диапазон возможных изменений зольности ат А до

Амакс . Обычно при любом виде зависимаd

crul p=p {Z) достаточно пяти тачек.

Если результат измерения {Z p ) не попадает на плавную кривую, соединяющую

1 градуировочные точки, та зольность А определяют аналогична, YBK и зольность А4, по формуле (4).

Значения Ii и 1 +1 определяют. как и1 и

1 I

Ii+1, по формулам {2) и (3).

Способ опробован при определении зольности проб угля. Контролируемый объем угля облучают потоком гамма-квантов с энергией 60 кэВ ат источника америция—

241. Одновременно регистрируют обратно рассеянное углем гамма-излучение двумя двтектарами. Первый детектор устанавливают ближе к источнику в такси геометрии, которая обеспечивает инверсию (независимость) к плотности, Сигнал с первого детектора Nl обратна пропорционален зффективному атому номеру Z контролируемого объема угля и Ni линейно уменьшается с ростом Z. Второй детектор устанавливают дальше от источника в такой геометрии, которая обеспечивает спад сигнала Й2 с ростом Z или p . .Геометрию выбирают так, что свидетельствует HMsKBR cT8NT8llbHocTb K Z или|о )

=const В этом случае сигнал Nz слабоуменьшается с ростомг(на кахой процентувеличения Z сиг1679318 нал Nz уменьшается примерно на 0,3 ) и сильно (приблизительно линейно) уменьшается с ростом р(на каждый процент увеличения р сигнал Nz уменьшается примерно на 2,57ь). В координатах (N, Ойг) градуируют метод, например, аналогично фиг. 1, заменив в фиг, 1 Z на N1 и р íà N g. После градуировки устанавливают объем угля с неизвестной зольностью А и измеряют сигналы N< и Nz, Затем по формуле (4) с учетом формул (2) и (3) определяют зольность контролируемого объема угля. Она составляет

25 .

Стандартные отклонения результатов определения зольности угля по известному и предлагаемому способам составляют соответственно 2,4 и 0,25 отн. .

Формула изобретения

Способ определения зольности угля, включающий отбор калибровочных проб с известным значением зольности и определение эффективного атомного номера калибровочных и исследуемой проб радиометрическим методом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности определения, при подготовке калибровочных проб для каждого значения зольности отбирают несколько калибровочных проб, имеющих различные значения эффективного атомного номера и плотности, определяют плотность калибровочных и исследуемой проб, а зольность исследуемой

5 пробы определяют с помощью калибровочного графика по данным о ее плотности и эффективном атомном номере.

1679318

7,1ЛУ

1,100

095з

Редактор И,Шулла

Заказ 3207 Тираж 382 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

135

1Ю5

l ( (!

Составитель АьКолесников

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова