Способ автоматического контроля качества угля на ленте конвейера

 

Изобретение относится к горной автоматике , а более конкретно к способам и устройствам автоматического контроля качества угля на ленте конвейера, и может быть использовано на углеобогатительных фабриках, коксохимзаводах, шахтах, тепловых электростанциях, угольных разрезах. Целью изобретения является уменьшение погрешности контроля при одновременном снижении стоимости. В способе автоматического контроля качества угля на ленте конвейера, включающем облучение потока угля электромагнитным излучением, регистрацию рассеянного углем электромагнитного излучения, измерение его интенсивности и определение по измеренным значениям зольности, влажности, плотности угля и содержания в нем серы, уголь облучают сверху потока на середине грузовой ветви ленты конвейера коллимированным пучком гамма-излучения в энергетическом диапазоне не менее чем 50-310 кэВ и регистрируют интенсивности li, Ig и з обратно рассеянного углем гамма-излучения в диапазонах энергий соответственно 50-70. 150-175 и 230-310 кэВ, в области инверсии. зависимости интенсивности рассеянного гамма-излучения с энергией около 230 кэВ от плотности. Причем для нескольких. Например для пяти, значений зольности, влажности , плотности и содержания серы, равномерно заполняющих весь диапазон их измерения, по несколько раз измеряют каждую из трех интенсивностей и определяют их средние значения, после чего определяют два ближайших, расстояния от зарегистрированных интенсивностей до соответствующих средних значений интенсивности и по ним судят соответственно о зольности, влажности, плотности угля и о содержании в нем серы. 4 ил. (Л С -ч ю Ј со N

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

??, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.= -.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4800925/25 (22) 20.12,89 (46) 23.03.92. Бюл. М 11 (71) Комплексный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых (72) Ю.И.Горлов и А.M.oíèùåíêî (53) 620.179.152.08(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1110277, кл, G 01 N 27/22, 1982, Авторское свидетельство СССР

N 1094620, кл. В 03 В 13/06, 1982, (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА УГЛЯ НА ЛЕНТЕ КОНВЕЙЕРА (57) Изобретение относится к горной автоматике, а более конкретно к способам и устройствам автоматического контроля качества угля на ленте конвейера, и может быть использовано на углеобогатительных фабриках, коксохимзаводах, шахтах, тепловых электростанциях, угольных разрезах.

Целью изобретения является уменьшение погрешности контроля при одновременном снижении стоимости. В способе автоматического контроля качества угля на ленте кон- вейера, включающем облучение потока угля элекTðoмàcнитным излучением, регистИзобретение относится к горной автоматике, конкретнее к способам и устройствам автоматического контроля качества угля на ленте конвейера; и может быть исполь-зовано,на углеобогатительных фабриках, коксохимзаводах, шахтах, тепловых электростанциях, угольных разрезах, „„50„„1721484 А1

150 — 175 и 230 — 310 кэВ, в области инверсии зависимости интенсивности рассеянного гамма-излучения с энергией около 230 кэВ от плотности. Причем для нескольких, например для пяти, значений зольности, влажности, плотности и содержания серы. равномерно заполняющих весь диапазон их измерения, по несколько раз измеряют каждую из трех интенсивностей и определяют их средние значения, после чего определяют два ближайших. расстояния от зарегистрированных интенсивностей до соответствующих средних значений интенсивности и по ним судят соответственно о зольности, влажности, плотности угля и о содержании в нем серы. 4 ил.

Известен способ комплексного анализа качества углей и горючих сланцев, включающий измерение изменений массы пробы угля,. ее удельного сопротивления. диэлектрической проницаемости, тангенса угля диэлектрических потерь и магнитной проницаемости при изменении температу1721484 ры пробы от комнатной до 550-650 С и определение по этим изменениям теплотворной способности, зольности, выхода летучих и содержания серы в угле.

Недостатками известного способа являются низкая экспрессность, связанная с необходимостью отбора, приготовления и нагрева пробы, а также невозможность непрерывного контроля на ленте конвейера.

Известен способ автоматического контроля качества угля на ленте конвейера, включающий облучение потока угля электромагнитным излучением, регистрацию рассеянного углем электромагнитного излучения и измерение его интенсивности, измерение температуры угля, его диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь, емкости конденсатора с углем между пластинами, электрического сопротивления слоя угля и шумов при перемещении угля по наклонной пластине и определение по измеренным значениям зольности, влажности, плотности и гранулометрического состава угля, соде гжания в нем серы, степени засоренности угля породой и производительности конвейера.

Недостатком известного способа является его большая погрешность, связанная с низкой глубинностью контроля и малой информативностью измеряемых физических величин, а также большая стоимость и низ кая надежность из-за высокой сложности и необходимости пропускания угля по наклонной металлической пластине.

Целью изобретения является уменьшение погрешности контроля при одновременном снижении стоимости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического контроля качества угля, включающему облучение потока угля электромагнитным излучением, регистрацию рассеянного углем электромагнитного излучения, измерение его интенсивности и определение по измеренным значениям зольности, влажности, плотности угля и содержания в нем серы, уголь облучают сверху потока на середине грузовой ветви ленты конвейера коллимированным пучком гамма-излучения в энергетическом диапазоне не менее чем от

50 до 310 кэВ и регистрируют интенсивности Ii, Iz и 1з обратно рассеянного углем гамма-излучения в диапазонах энергий соответственно 50-70, 150-175 и 230 — 310 кэВ в области инверсии зависимости интенсивности рассеянного гамма-излучения с энергией около 230 кэВ от плотности, причем для нескольких, например, для пяти, значений зольности, влажности, плотности и содержания серы, равномерно заполняющих весь диапазон их измерения, по нескольку раз измеряют каждую из трех интенсивностей и определяют их средние значения, после

5 чего определяют два ближайших расстояния от зарегистрированных интенсивностей до соответствующих средних значений интенсивности и по ним судят соответственно о зольности, влажности, плотности

10 угля и о содержании в нем серы.

Найдены оптимальные режимы облучения и регистрации гамма-излучения, а также определены оптимальные косвенные величины (два ближайших расстояния), по кото15 рым можно с наименьшей погрешностью по трем измерениям величин 1<, 12 и 1з судить о четырех параметрах угля; зольности А, влажности W, плотности р и содержании серы S. На основе этого разработаны режи20 мы облучения (в диапазоне энергий не менее чем от 50 до 310 кэВ) и регистрации (в диапазонах 50 — 70, 150 — 175 и 230 — 310 кэВ) при инверсии к плотности при энергии около 230 кэВ) гамма-излучения, а также вели25 чины (два ближайших расстояния I и1+ ), по которым судят о A d, Wt p u S угля.

На фиг.1 приведены экспериментальные зависимости массовых коэффициентов ослабления гамма-излучения горючей час30 тью угля,иу, негорючим остатком иА (золой), водой иВ и железом,ир, от энергии гамма-излучения Е; на фиг,2 — зависимости среднего квадратического отклонения погрешности 0 определения зольности ot, влажности о и содержания железа стз от энергии Е регистрируемого гамма-излучения; на фиг,3 — датчик устройства для реализации способа, продольный разрез; на фиг.4 — функциональная схема для реализа40 ции способа.

Датчик для автоматического контроля качества угля 1 на грузовой ветви ленты 2, поддерживаемой роликами 3, содержит установленные в корпусе 4 источник 5 гамма-излучения, смонтированный в контейнере-коллиматоре 6, и детектор, состоящий из сцинтиллятора 7, сочлененного с фотоумножителем 8, которые помещены в коллиматор 9. Корпус 4 в передней части выполнен с закруглением 10 (в виде лыжи) и на шарнирах 11 и 12 с помощью рычагов 13 и 14 подвешен над лентой 2 так, что под собственным весом корпус 4 с деталями 5-9 прижимается к потоку угля 1 при его движении слева направо (фиг.3), в направлении стрелки, Схема устройства для реализации способа (фиг.4) содержит фотоумножитель 8 с высоковольтным источником питания (ВИП) 1721484

15, К выходу фотоумножителя 8 подключен трехканальный амплитудный дискриминатор (ТАД) 16, выходы которого соединены с входами интенсиметров (ИНТ) 17 — 19. Выходы интенсиметров соединены с входами микропроцессора (Mll) 20, к выходу которого подключен четырехканальный блок 21 индикации и регистрации (БИР).

МП 20 содержит блок 22 вычисления эвклидовых расстояний (БВЭР), блок 23 памяти (БП), блок 24 выбора пар наименьших расстояний (БВПР), блок 25 вычисления сумм пар наименьших расстояний (БВСР), блок 26 вычисления цены делений (БВЦД) и блок 27 вычисления показателей качества углы (БВПК).

Входы БВЭР 22 соединены с выходами

ИНТ 17 — 19 и с выходами БП 23, а его выход соединен с входом БВПР 24. Выход БВПР

24 соединен с вторым входом БВПК 27 и входом БВСР 25, выход которого соединен с первым входом БВЦД 26, другие входы которого соединены с выходами БП, а выход соединен с первым входом БВПК 27, другие входы которого соединены с выходами БП

23, Выход БВПК 27 соединен с входом четырехканального БИР 21, Способ осуществляют следующим образом., На ленте конвейера формируют поток угля с ровной гладкой поверхностью толщиной, большей толщины слоя насыщения при минимальной зольности угля для энергии гамма-излучения 310 кэВ, т.е. не менее 15 см.

Уголь на грузовой ветви ленты конвейера по оси сверху потока облучают коллимированным пучком гамма-излучения в энергетическом диапазоне не менее чем от

50 до 310 кэВ, .

Обратно рассеянное углем гамма-излучение по оси конвейера сверху коллимируют и регистрируют детектором интенсивности !1, lz u !3 соответственно в диапазонах энергий 50-70, 150-175 и 230—

310 кэВ.

Режимы облучения и регистрации осуществляют наклонением источника и детектора навстречу друг другу под острым углом р к потоку угля и располагают источник и детектор на расстоянии друг от друга, выбранном из условия широкой инверсии интенсивности при энергии около 230 кэВ к плотности угля р.

Отбирают п проб одинаковой (например,минимальной) зольности А! = Const

d и при различных значениях влажности

W = var, плотности p j var и содержания

1 и!

11 = — Х !1:

n l 1

1 и!

21 I2I п l=1

Аналогично отбирают и проб с другим значением зольности А2, измеряют интенcl сивности и по аналогичным к (1) формулам рассчитывают их средние значения !12. Izz u

I3z, Затем отбирают пробы с А3 и определяCl ют !13, lz3 и !33, отбирают пробы с А4 и

Cl определяют l14, !24 и !з4, отбирают пробы с

А5 = макс const и определяют l15, !25 и !35.

cl

Отбирают п проб одинаковой (например, минимальной) влажности W1 =ñonst и с различными значениями А = var, р= var u

S=var и в каждой i-й пробе измеряют значения трех интенсивностей в соответствующих энергетических интервалах l1I 12i и 13j.

Определяют средние значения интенсивностей при постоянной влажности WIÐ

1 ф

35 !

11 = — — >. I11 и

61= — Х 6! ! =1

6i= — „ 6

i =1 (2) Аналогично определяют средние значения интенсивностей при других значениях влажности: !12, l22 и l32 при W2, I13, !23 и l33 при W3; !14, !24 I4 !34 при W4, !15 !25 и !35 при

Я5 = макс.

Поступая аналогично, определяют средние значения интенсивностей для пяти значений плотности: I11, lz1 и !31 при

P1 = МИН, !12, !22 И !32 ПРИ Р2; !13, !23 И !33

ПРИ P3: !14, !24 И !34 nPI4j04, !15, !25 И !35 ПPI4

Р5 ™акС.

Поступая аналогично, определяют средние значения трех интенсивностей для каждого из пяти значений содержания серы: !11 ° l21 и !31 при S1= мин: l12, !22 и !32

npI4 Sz>S; !13. !23 и l33 при S3>Sz; !14, !24 и !34 серы S- =чаг и в каждой I-й пробе измеряют значения трех интенсивностей 11i. I2i и l31.

Определяют средние значения интенсивностей при зольности А;; а, 5

1721484

lip(4 соп$1 = S4>S3, 115, 125 и !35 при соп$1MBKC=S5>S4

60 средних значений интенсивностей

111, 121 131,..., 115, 125, 135, 111, 121, 131, . „115, !25;

135, l11. 121, 131, ..., !15, !25, 135, 1И, !21, 131, ..., (15, 125, 135 и 20 значений соответствующих им показателей качества А1, ..., А5 . )/)/(Р, ..., W5Р,Р1, ...,Р5,S1, ..., S5 запоминают как градуировочные.

Определяют эвклидовы расстояния иэ- 10 меренных интенсивностей от заложенных в памяти средних значений интенсивностей при различных зольностях

R())/= R3+ R4, (8) 15 Определяют диапазон влажности на этом суммарном расстоянии

R1=

) + (13 !32) R2 =

/-) W = ч4 - W3 .

R3=

20 Находят искомую влажность, соответствующую измеренным интенсивностям ()1, 12 и 13): (3) R5 =

Сравнивают между собой все пять рас- 25 стояний и определяют два наименьших из них. Пусть, например, это будут R2 и R3, что свидетельствует о том, что точка с измеренными интенсивностями 11, 12 и 13 лежит между второй и третьей градуировочными 30 точками ПО зольности (112, 122, 132) и (113 !23.

133). Определяют сумму этих расстояний.

+ W3 R3)=

R)+ R) (4) RA R2+ 3

Определяют диапазон зольности на этом суммарном расстоянии (10) ЛА =АЗ-А2 (5)

Находят искому)о зольность, соответствующую измеренным интенсивностям (11, I2 и 13) Rl=

45 Сравнивая пять расстояний; определяют два наименьших. Пусть, например, это К( и R2 (измеряемая точка лежит между первой и второй градуировочными по плотности точками). Определяют сумму наименьших

50 расстояний (1 + R +R 2+ 3

1 2 + 3 2 + 3

h A4

AALU х R +R (!(2 !13)) °

R =R1+К2. (12) (6) Определяют диапазон плотности на

55 этом суммарном расстоянии Р =Р2 Р1 (13) Определяют пять эвклидовых расстояний от измеренных интенсивностей (11, I2 и

13) до заложенных в память пяти средних значений интенсивностей при пяти различных влажностях, причем для j-й влажности

WlP J-e расстояние находится по аналогичной к (3) формуле;

Rj= j(l lip) + ()2 )2!) + (13 - )3)) (7) Сравнивают расстояния между собой и находят два наименьших. Пусть, например, это будут ВЗ и R4 (тогда измеренная точка лежит между третьей и четвертой градуировочными точками по влажности). Определяют сумму минимальных расстояний

W(= — (W5+ R3+

2 R) Rj

= — ((w5+w3)+ Лщ ).

2 R) + R) Определяют пять эвклидовых расстояний от точки (11,!2, 13) до пяти градуировочных точек плотности, причем для 1-й плотности Р! J-e расстояние находится по аналогичной (7) формуле:

1721484

Находят искомую плотность, соответствующую измеренным интенсивностям (!1, !

2 И !3)

2 я+, +p R!)=

Rl(+ RiJ

= 2 ((Р1+Р2)+

R) — В „

R)+ RJ (14) Определяют пять эвклидовых расстояний От тОчки (!1, !2 и !3) до пяти грддуировочных точек содержания серы, причем для j-ro содержания серы Sj j-e расстояние находится по аналогичной (7) формуле

Ri=

Сравнивая пять расстояний, находят

gpr Il два наименьших. Пусть это R 4 и R5 (измеренная точка лежит между четвертой и пятой градуировочными точками). Определяют сумму минимальных расстояний:

Н рг(Rs = R4+ 5. (16) Определяют диапазон изменения содержания серы на этой сумме расстояний:

ЛS =- S5 — S4 (17) Находят искомое содержание серы:

S - =((34+ Я5)+ля х

45 (18) 1 в7 — к !

Работа устройства для реализации способа осуществляется следующим обра- 50 зом.

Слой угля 1 на ленте 2 конвейера, поддерживаемой роликами 3, при его движении в показанном фигурной стрелкой на фиг.3 направлении, сглаживается давлением кор- 55 пуса 4 (с установленными в нем деталями

5-9), который имеет закругление 10 в передней части. Поэтому под корпусом 4 уголь

1 в зоне между источником 5 и детектором (сцинтиллятор 7 и фотоумножитель 8) оказывается уплотненным и сглаженным (с ровной поверхностью).

Слой угля 1 облучается от источника 5 коллимированным пучком гамма-излучения в энергетическом диапазоне от 50 до

310 кэВ (пути гамма-квантов от источника 5 в уголь показаны на фиг,3 сплошными линиями со стрелками). Часть попавших на уголь гамма-квантов рассеивается углем в направлении сцинтиллятора 7, который помещен в коллиматор 9. Поэтому сцинтиллятор

7 регистрирует коллимированный пучок обратно рассеянного углем гамма-излучения.

Поп" вшие в сцинтиллятор 7 гамма-кванты выз от в нем вспышки света, яркость которых пропорциональна энергии гаммакванта, а количество вспышек пропорциональноо количеству гамма-квантов. Световые вспышки регистрируются фотоумножителем 8: амплитуда импульсов на выходе фотоумножителя 8 пропорциональна энергиям соответствующих гамма-квантов, а средняя частота импульсов пропорциональна интенсивности потока гамма-квантов на сцинтиллятор 7.

ТАД 16 на первом выходе выделяет импульсы напряжения, соответствующие гамма-квантам в диапазоне энергий 5070 кэВ, которые поступают на вход первого

ИНТ 17 (фиг.4). Аналогично на вход второго

ИНТ 18 поступают с второго выхода ТАД 16 импульсы, соответствующие гамма-квантам в диапазоне энергий 150-175 кэВ. С третьего выхода ТАД 16 на вход третьего И НТ 19 поступают импульсы, соответствующие энергии гамма-квантов в диапазоне 230310 кэВ, На выходе ИНТ 17 формируется сигнал !1, пропорциональный интенсивности потока гамма-квантов с энергиями от 50 до 70 кэВ на сцинтиллятор 7. На выходе

ИНТ 18 формируется сигнал l2, а на выходе

ИНТ 19 — сигнал !3.

Перед проведением измерений устройство градуируют, т.е. определяют средние значения сигналов !11, !21, l31, ..., !15. !25, l35, l11 !21 !31 "" !15, l25 I35 !11 ° l21. !31... I15, I25 !

35.!11, l21, !31, .„, !15, !25, !35 (как Описано по формулам, 1) и (2) и аналогичным) и соответствующие им значения показателей качества А..., А5, W1, „. W5Р, р1, ..., р5, S, „„55.

Все эти 80 значений заносят в соответствующие ячейки БП 23, на чем и заканчивают всю градуировку устройства для контроля четырех параметров А, W, S ир. !

Сигналы I1, I2 и !3 поступают на вход

БВЭР 22, в котором по формулам (3), (7), (11) и (15) вычисляются четыре пятерки эвклидовых расстояний: R1, R2,..., R5: R1, R2 ..., R5;

R1, R2,..., R5 M R1, R2„... R5

1721484

ДА Л W

1 2 + 1 3 R) + RJ

Ар

В + Я R)ll +R l

Двадцать значений эвклидовых расстояний из БВЭР 22 поступают на вход БВПР

24. На выходе БВПР 24 (как это описано на примере способа) формируются четыре пары наименьших эвклидовых расстояний„например, Rz и Яз (иэ первой пятерки расстояний), Rsl4 В4(из второй пятерки î W);

Rl u Rz (из третьей пятерки î p) и R4 и Б5 (иэ четвертой пятерки об S).

Выбранные четыре пары расстояний из

БВПР 24 поступают на вход БВСР 25, в котором по формулам (4), (8), (12) и (16) вычисляют значения сумм RA, Rw, R u Rs.

Значения четырех сумм из БВСР 25 поступают на первый вход БВЦД 26, на другие входы которого из БП 23 поступают значения параметров А, А2, ..., Ав, Wl, Wz д б „cI p p ..., Wgp, р, р2,, „„, 5, Sz, ..., Яв. В блоке

БВЦД 26 по формулам (5), (9), (13} и (17) и частична по формулам (6), (10). (14) и (18) вычисляют четыре значения цены делений для каждого из четырех контролируемых параметров

В БВПК 27 поступают четыре значения цены деления из БВЦД 26, четыре пары наименьших значений эвклидовых расстояний из БВПР 24 и значения показателей качества из БП 23, В блоке БВПК 27 по формулам (6), (10), (14) и (18) определяют искомые значения зольности А, влажности

WP, плотности р и содержания серы S, которые поступают в четырехканальный БИР 21, где индицируются и регистрируются.

Обоснование режимов операций способа автоматического контроля качества угля на ленте конвейера.

Основная сущность режимов способа по энергиям, где о=- f(E)=-мин (фиг,2), поясняется приведенными на фиг.1 кривыми и= f(E). При построении кривых на фиг.1 зола угля была представлена алюмосиликатами (А1>Оз и S10z), окислами кальция СаО и железа FezOa и пиритом FeSz. Дисперсию ,ид золы определяют при постоянной зольности А = const (т.е. при постоянной сумме

cl составляющих золы) и при одновременных флуктуациях (перераспределениях) содержаний AizOa, S10z, СаО,.Ре20з и FeSz. Дисперсия од определялась для каждого значения Е в единицах,и, в см /r, Средние

2 4 2 значения рд золы при различных энергиях на фиг.1 представлены в виде кривой

55 ид = f(E), Горючая часть угля представлена углеродом,иу, влага угля — водой,ив и там же приведена зависимость,иг, = f(E) для железа.

Кривые,и = f(E) имеют девять точек попарных пересечений, когда при определенной энергии соответствующие массовые коэффициенты ослабления гамма-излучения одинаковы и перераспределения этих компонентов не сказываются на величине интенсивности регистрируемого излучения. Кривые,ид и ив (зольности и влажности) пересекаются при энергии 158 кэВ, когда ид =,ив, Кривые иу и,ид (угля и золы} пересекаются при энергиях 275 кэВ и

2,6 МэВ. когда ру =,ид и изменения зольности не сказываются на интенсивности. Кривые,ив и,иг (содержания влаги и железа ) пересекаются при энергиях 220 кэВ и 4,7 МэВ, когда,ив =ир, и перераспределения влаги и железа в угле не сказываются на интенсивности, Кривые ,иу и ир, (углерода и железа) пересекаются при энергиях 350 кэВ и 2,7 МэВ, когда ,иу =иг и перераспределения содержаний углерода и железа не сказываются на интенсивности, Кривые,ид и иг, (золы и железа) пересекаются при энергиях 400 кэВ и2,8 МэВ, когда,ид и иг, и перераспределения золы и железа не сказываются на интенсивности.

Для количественной проверки влияния энергии на погрешности определения соответствующих показателей качества угля (фиг.1) рассчитывают соответствующие погрешности. Сначала определяют средние квадратические отклонения (СКО) массовых коэффициентов ослабления гамма-излучения горючей частью угля Оу (с учетом перераспределений компонентов горючей части) золой оА (из-за перераспределений в золе ВОг, А120з, СаО, FezOg и FeSz) и водой ов (из-за изменений ее солености) при различных энергиях. С ростом Е все погрешности плавно уменьшаются, Из фиг,1 видно, что расстояние между значениями иу, <А, èB и pFe сначала быстро падает с ростом Е до 100 кэВ, а затем изменяется очень своеобразно и немонотонно, Как увеличения г>у, од, ив и cJ

Для повышения точности определения содержания горючей части в угле Су нужно свести к минимуму суммарное влияние флуктуаций химсостава золы с СКОод и влияния флуктуаций влажности и зольности, 13

1721484

10 ратно рассеянного углем гамма-излучения на сцинтиллятор наклоняют навстречу друг другу под острым углом р к слою угля . (фиг.3, где p-= 39 ), а источник 5 и сцинтил15 лятор 7 располагают на расстоянии друг от друга, выбранном из условия

0=- (14 — 18) cosp, см (23) 20

40 . 45

55 х Ж+ЙВ (20) Й» сйи (21) Зависимости og = f(E), ог = f(E) и оз= f(E) приведены на фиг.2, Минимальная погрешность контроля зольности (не более 0,2%) обеспечивается регистрацией гамма-излучения в диапазоне

150-175 кэВ. Минимальная погрешность контроля влажности (не более 0,05%) обеспечивается регистрацией гамма-излучения в диапазоне 230-310 кэВ. Минимальная погрешность контроля содержания серы в выражающихся во взаимной замене друг на друга W и А при Cy = const. Последнее по аналогии с ад определяют в виде СКО массового коэффициента ослабления. гамма-излучения смесью золы и воды из-за их перераспределений ОАБ Считая флуктуации од и (тдв независимыми, СКО массового коэффициента ослабления гамма-излучения углем при определении Су рассчитывают на основе экспериментальных данных по формуле (ф = Я +Йв, см /г (19) Чтобы выразить это СКО непосредственно в процентах содержания С>, делят ду на величину чувствительности к Су, выраженную в единицах изменения,и на каждый процент изменения Су, т.е. на величину

0,01 (,из —,иу ). Тогда CKO контроля Су в угле, выраженное непосредственно в процентах . содержания, можно рассчитывать по экспериментальным данным Ilo формуле о> = 100 (!,03 py I ) х

Аналогично СКО погрешности контроля влажности о рассчитывали по формуле о =100(из —,иу ) х где оду — СКО массового коэффициента ослабления гамма-излучения сухим углем изза перераспределений Су и А .

СКО погрешности контроля содержания железа в угле (содержания серы) рассчитывают с учетом перераспределений Су, А и W с СКО одв и Ору и флуктуаций а химсостава золы с СКО ад по формуле

03 = 100 (! 43 — /Му ), х

° "ю+З . а . (22) угле (не более 0,2%) обеспечивается регистрацией гамма-излучения в. диапазоне 50 — 70 . кэВ. Содержание серы тесно коррелировано с содержанием железа и с плотностью угля. Для обеспечения минимальных значений о и о2 нужно отстроиться от влияния флуктуаций р. Поэтому при регистрации обратно рассеянного углем гамма-излучения коллимированный пучок гамма-излучения на слой угля и коллимированный пучок обУсловие (23) обеспечивает: уменьшение интенсивности II от увеличений р и S: уменьшение интенсивности lz с ростом А и S и ее слабое уменьшение с ростом р; увеличение интенсивности !з с ростом W, ее слабое увеличение с ростомр.

Однако даже при регистрации интенсивностей в трех оптимальных диапазонах энергий и при оптимальном расстоянии ( согласно (23) все три интенсивности I1, !2 и

l3 He nosBon T KoHTpollMpoBBT4 качество угля с минимально возможной погрешностью.

Предлагаемый метод определения четырех показателей качества А, W p u S no трем сигналам t3, !2 и l3 (даже для метрологии вообще) с использованием всех трех сигналов !!,!г и !3 для определения каждого из четырех параметров (формулы (3) — (18)), а также независимость каждого из контролируемых показателей о виде его независимости от сигналов (эта зависимость может быть линейной, квадратичной, экспоненциальной или любой другой, но введение цены деления и определение двух наименьших расстояний, позволяет определять показатели при любом типе зависимостей, важно только, чтобы зависимости не были многозначными.

Пример. Источник типа ИРИС, ИРИТ или ИРИП, в котором устанавливается фильтр, например, иэ стали, такой толщины, чтобы = !зот источника. Если > !з. толщину фильтра увеличивают. Если Iq< !э, толщину фильтра уменьшают до получения I!=!з.

Сцинтиллятор — из Nal(Tg диаметром 40 мм и толщиной 50 мм, сочлененный с фотоумножителем ФЭУ-93, р = 39, 4 = 13 см.

Толщина слоя угля под датчиком не менее 12 см.

1721484

25 г,а

7,а

002

O,Ol о !и а!в авт ъоо ио )а

6.ЬГ f

Предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает уменьшение стоимости в два раза, более чем двукратное увеличение надежности, расширение функциональных воэможностей эа счет обеспечения контроля качества угля в широком диапазоне крупности от нуля до

120 мм непосредственно на ленте конвейера, применение простой универсальной для любого типа зависимости градуировки.

Формула изобретения

Способ автоматического контроля качества угля на ленте конвейера, включающий облучение потока угля электромагнитным излучением и измерение интенсивности обратно рассеянного излучения I<, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности контроля при одновременном снижении стоимости, уголь облучают полиэнергетическим коллимированным пучком гамма-излучения с энергией в диапазоне 50 — 310 кэВ и регистрируют интенсивности. I<, Iz и !з обратно рассеянного углем гамма-излучения в диапазонах энергий 50 — 70, 150 — 175 и 230310 кэВ соответственно, причем для градуировки используют пробы с несколь5 кими значениями зольности А1, A2, ..., А,, влажности W1, W2Р, ..., Ю4,плотности р1,р2 „.„р и содержания серы S<, $2, ..., Sn (n > 2), равномерно заполняющих диапазон их измерения, при этом для каждого i-ro

10 из заданных значений А! =const, WiР= const, d р!=constи $!=const (где1 < < п)отбирают по п1 проб(в 2),для каждой к-й пробы (2 k m) измеряют интенсивности !а, !ж и !зк и для каждого I-ro заданного значения

"5 А!, Р/!Р, р! и $! определяют средние по m

d пробам значенИя интенсивностей !!ь !2; и I3j, после чего определяют два ближайших расстояния от зарегистрированных значений интенсивностей I>, l2 и !з до соответст20 вующих средних значений интенсивностей и по ним судят соответственно о зольности, влажности, плотности угля и о содержании в нем серы.

1721484

1721484

I !

Составитель А.Онищенко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А,Осауленко

Редактор Н,Рогулич

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

Заказ 948 Тираж Подписное

Т P

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН ССС

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