Устройство для анализа качества потока сыпучего материала на ленте конвейера
Устройство для анализа качества потока сыпучего материала на ленте конвейера, содержащее установленные на плите два источника мягкого гамма-излучения с контейнерами-коллиматорами и детектор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности анализа, расстояния между детектором и обоими источниками гамма-излучения выражаются соотношением B1 = (2 - 4)B2, а расстояния от источников гамма-излучения и детектора до нижней плоскости плата и углы наклона детектора и коллиматоров источников гамма-излучения связаны соответственно соотношениями hд/h1 = (0,9 - 1,6)h1/h2; 
1/2= (1,4-1,9) где B1 и B2 - соответственно базовые расстояния первого и второго источников гамма-излучения от детектора; hд, h1 и h2 - соответственно расстояния от детектора, первого и второго источников гамма-излучения до слоя сыпучего материала; д, 1 и 2 - соответственно углы между коллиматорами первого и второго источников гамма-излучения и детектора и нормалью к поверхности слоя сыпучего материала.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плата в передней части имеет поперечный выступ , высоту Н которого выбирают в пределах hд>H>5мм. Изобретение относится к конвейерному транспорту, преимущественно в горнодобывающей и горноперерабатывающей промышленности, и может быть использовано для анализа качества потока сыпучего материала на ленте конвейера с целью оперативного управления технологией добычи или обогащения и может быть использовано для анализа зольности угля и продуктов его обогащения, содержания железа или марганца в железных или марганцевых рудах и т.п. Известно устройство для анализа качества потока сыпучего материала на ленте конвейера, содержащее рентгеновскую трубку и детектор излучения, закрепленную на станине конвейера портальную раму, к верхней части которой с помощью шарнирных подвесок прикреплена плата. Плата в виде плавающего утюга является несущим корпусом. Рентгеновское излучение от трубки попадает на контролируемый слой угля, рассеивается углем и регистрируется детектором, состоящим из сцинтиллятора, сочлененного с фотоумножителем [1] Ввиду низкого коэффициента полезного действия рентгеновской трубки при работе устройства происходит значительный нагрев платы. Требование высокой стабильности напряжения питания трубки приводит к усложнению аппаратуры и снижению ее надежности. Высокое напряжение трубки и малая поверхностная плотность материала окна трубки не позволяют изготовить плату в искробезопасном или взрывозащищенном исполнении. Известно устройство для анализа качества потока сыпучего материала на ленте конвейера, содержащее установленные на плате два источника мягкого гамма-излучения с контейнерами-коллиматорами и детектор [2] Однако такое устройство имеет низкую точность из-за невысокой чувствительности к составу сыпучего материала, зависимости регистрируемой детектором интенсивности обратно рассеянного гамма-излучения от насыпной плотности и влажности сыпучего материала и зависимости регистрируемой детектором интенсивности от неровностей поверхности слоя материала под платой с источниками гамма-излучения и детектором. Цель изобретения повышение точности анализа. Указанная цель достигается тем, что расстояния между детектором и обоими источниками гамма-излучения выражаются соотношением B1 (2 4), а расстояния от источников гамма-излучения и детектора до нижней плоскости платы и углы наклона детектора и коллиматоров источников гамма-излучения связаны соответственно соотношениями h
/h1= (0,9-1,6)
h1/h2;, 1/2= (1,4-1,9)/1,
где B1 и B2 соответственно базовые расстояния первого и второго источников гамма-излучения от детектора;
hэ, h1, h2 соответственно расстояния от детектора, первого и второго источников гамма-излучения до слоя сыпучего материала;
, 1 и 2 соответственно углы между коллиматорами первого и второго источников гамма-излучения и детектора и нормалью к поверхности слоя сыпучего материала. А также тем, что плата в передней части имеет поперечный выступ, высоту Н которого выбирают в пределах hэ > H > 5 мм. На чертеже изображен общий вид устройства для анализа качества сыпучего материала на ленте конвейера, разрез. На конвейерной ленте 1 находится слой сыпучего материала 2. На станине конвейера 3 закреплена портальная рама 4. К верхней части портальной рамы 4 с помощью шарнирных подвесок 5 прикреплена плата 6. В плате 6 установлены первый источник 7 мягкого гамма-излучения с контейнером-коллиматором 8, второй источник 9 мягкого гамма-излучения с контейнером-коллиматором 10, детектор, состоящий из сцинтиллятора 11, сочлененного с фотоумножителем 12. Базовые расстояния первого источника 7 от сцинтиллятора 11 B1, второго источника 9 от сцинтиллятора 11 B2 определяются соотношением B1 (2 4) В. Расстояние от сцинтиллятора 11 до слоя материала 2 hэ, от первого источника 7 до слоя материала h1 и от второго источника 9 до слоя материала h2 связаны соотношением hэ/h1 (0,9 - 1,6)h1/h2. Углы между коллиматором 8 первого источника и нормалью к поверхности слоя сыпучего материала 1, между коллиматором второго источника 10 и нормалью к поверхности слоя сыпучего материала 2 и между детектором и нормалью к поверхности слоя сыпучего материала dэ связаны соотношением 
. Устройство работает следующим образом. При работе конвейера вместе с конвейерной лентой 1 перемещается слой сыпучего материала 2 (направление движения материала показано на рисунке стрелкой). В процессе изменений толщины слоя материала происходит плоскопараллельное смещение платы 6, которая с помощью подвесок 5 шарнирно прикреплена к верхней части портальной рамы 4. Выступом в передней части плата 6 скользит по потоку сыпучего материала и разравнивает и сглаживает поверхность потока. При этом высота выступа Н предотвращает залипание коллимационных каналов источников излучения и окна детектора и обеспечивает лишь незначительные изменения расстояний h1, h2 и hэ в процессе работы конвейера. Гамма-излучение от источников 7 и 9 падает на слой сыпучего материала. Часть падающих гамма-квантов рассеивается слоем и попадает на сцинтиллятор 11. Интенсивность попадающего на сцинтиллятор 11 гамма-излучения в общем случае зависит от состава сыпучего материала, его влажности и насыпной плотности и изменяется при изменениях h1, h2 и hэ. Чтобы повысить точность анализа состава сыпучего материала, необходимо обеспечить сильную зависимость интенсивности от состава и инвариантность интенсивности к изменениям насыпной плотности, влажности и изменениям h1, h2 и hэ. В результате экспериментальных исследований авторов установлено, что чувствительность к составу и к насыпной плотности является сложной функцией от геометрических параметров B1, B2, h1, h2, hэ, , a2 и . Так как влияние влажности и расстояний h1, h2 и hэ на величину интенсивности попадающего на сцинтиллятор гамма-излучения можно выразить опосредованно через влияние насыпной плотности, то для получения максимальной точности анализа достаточно обеспечить SCA = max при S
_
0. В результате численного решения на ЭВМ уравнений для обеспечения SCA = max при S_ 0 получены следующие соотношения геометрических параметров:
B1 (2 4)B2, (1)
hэ/h1 (0,9 1,6)h1/h2, (2)
a1/2= (1,4-1,9)/1. (3)
Для случая контроля зольности угля на ленте конвейера величины активностей источников гамма-излучения из америция-241 и величины геометрических параметров составляют К Q2/Q1 3,5; B1 275 мм; B2 85 мм; Н 20 мм; h1 62 мм; h2 60 100 мм; hэ 40 мм; 1= 35
;; 2= 50, = 15.. При этом чувствительность к зольности составляет 2,6% изменения сигнала при изменении зольности на 1% абсолютной, а чувствительность к плотности составляет S= 0,09% .. При высокой чувствительности к зольности и низкой чувствительности к плотности и влажности устройство обеспечивает высокую точность анализа состава сыпучего материала.
Формула изобретения
hд/h1 (0,9 1,6)h1/h2;
1/2= (1,4-1,9)д/1,где B1 и B2 соответственно базовые расстояния первого и второго источников гамма-излучения от детектора;
hд, h1 и h2 соответственно расстояния от детектора, первого и второго источников гамма-излучения до слоя сыпучего материала;
д, 1 и 2 соответственно углы между коллиматорами первого и второго источников гамма-излучения и детектора и нормалью к поверхности слоя сыпучего материала. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плата в передней части имеет поперечный выступ высоту Н которого выбирают в пределах hд>H>5 мм.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000
Извещение опубликовано: 27.12.2000
