一种钾盐成分在线检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种钾盐成分在线检测装置，包括用于钾盐表面平整化处理的物料整形机构；用于钾盐元素成分测量的带有测距传感器的X荧光元素在线测量机构；用于钾盐水分测量的在线水分测量机构；以及用于系统控制和数据分析的工业控制计算机系统；本实用新型专利技术采用物料整形机构对钾盐物料表面进行削峰压平处理，使得物料表面光滑平整，降低基体效应对于X荧光检测精度的影响；采用高机械强度和高X射线透过率的窗口薄膜，保障X射线高透过率，并结合吹扫系统，保持窗口及周围清洁，结构设计合理；利用低功率运行的X射线光管和恒温控制装置，提高了设备的稳定性并延长X射线管的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种钾盐成分在线检测装置
本技术涉及工业物料成分检测领域，尤其涉及的是一种钾盐成分在线检测装置。
技术介绍
中国的可溶性钾盐资源严重匮乏，已探明的储量主要是氯化钾，大部分矿床具有建设条件差、钾品位低，开发成本高等劣势。世界上有95％的钾盐用作肥料，中国是农业大国，对于钾肥消耗量较大，一直以来主要依靠进口来维持需求。近年来，随着钾盐工业的发展，国产钾盐自给率不断提高，但对于高品位钾盐仍然是过多依赖于进口供应。为了提高可溶性钾资源的利用率，各个国家都致力于对钾盐生产工艺技术的提升，同时，为了配合在提纯过程中对氯盐成分的实时监控，需要发展一种简单、快捷、准确的钾盐成分检测方法。一方面，以在线检测为代表的感知检测设备的应用，可以为钾盐工业提供质量监测大数据，已成为改善工艺和实现智能制造的基础。另一方面，工业分析这一独特领域，追求的是在最短时间内的经济效益最大化。因此，相比于其他应用领域，其最急需一种能够进行实时在线分析的技术。对钾盐成分测定的常规方法主要有以下几种：四苯硼钠重量法、火焰原子吸收分光光度法、导数分光光度法、电感耦合等离子体发射光谱法和X射线荧光分析方法。四苯硼钠重量法是检测钾元素的国家标准方法，属于化学方法，实验操作繁琐；火焰原子吸收分光光度法操作简便，但耗时长，不能多元素同时分析；导数分光光度法提高光谱的分辨率，能从重叠的吸收光谱中分离出各自的吸收峰，并能获得较高的定量准确度，但计算过程耗时太长；电感耦合等离子体发射光谱法分析速度快，检出限低，精度高，但设备和操作费用较高且对钾盐中的氯元素优势不明显。X射线荧光分析又称X荧光分析方法，是利用样品被X射线照射后放出的X射线荧光的能量和强度来分析确定样品的成分和含量，具有分析速度快，多元素同时分析，检测精度高，操作和维护简便的优势。以上这五种方法在检测时间、检出限、使用范围等方面各有优势，其中四苯硼钠重量法和台式X荧光分析仪已普遍应用于钾盐厂的化验车间，但是以上五种方法均依赖于人工取样送检制样过程，不仅需要大量的人力而且存在取样代表性的问题，并且局限于化验室内使用，难以实现对工业生产现场的实时在线检测。目前工业在线检测领域中的瞬发伽马中子活化分析(PGNAA)和激光诱导击穿光谱技术(LIBS)备受关注，瞬发伽马中子活化分析技术，具有高灵敏度、非破坏性、适用于大块样品在线分析的显著优势，但是该技术受反应截面限制对于钾元素的检测优势不明显，并且运行及维护成本昂贵且技术复杂，中子管和中子源寿命1至2年，更换中子管和中子源都需要办理环保许可证，增加了维护成本。激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种激光烧蚀光谱分析技术，可以快速简单的对样品中元素进行定量分析和定性分析，能够应用在工业在线分析领域中，但是目前该技术尚未成熟，要使它发展成为一项成熟的具有高灵敏度的、高检测限的定量分析技术，还有大量的研究工作要做，比如解决激光的功率密度、第三元素的干扰、待分析样品的物理和化学性质、环境气体的压力以及样品表面几何和机械特性等影响问题，现阶段LIBS主要适用于表面较坚硬样品如钢铁和冶金领域，而对于输送带上松散的粉末状钾盐很容易在激光烧蚀过程中发生飞溅，影响该类设备的测量准确性。钾盐的质量监管执行中华人民共和国国家标准(GB6549-2011)，其中按照工农业技术要求分为Ⅰ类和Ⅱ类钾盐，氯化钾的含量(折合为氧化钾或者钾元素含量)是该等级分类标准的最重要技术指标，也是影响产品品质和销售的关键因素，此外由于盐湖钾肥取自盐湖卤水在生产过程经过过滤、浮选、离心等工艺之后，仍然具有一定的水分，因此该技术标准中明确了钾盐含水率是钾盐品质分级的一项重要指标。水分也是除氯化钾含量以外另一个能够监测钾肥生产工艺的重要参数，因此对钾肥中氯化钾成分和水分的同时在线检测显得尤为重要。
技术实现思路
本技术提供一种钾盐成分在线检测装置。可实现钾盐元素成分和水分的同时高精度在线测量，并解决钾盐物料不平整，料量不稳定，以及水分波动对于X荧光元素测量精度的影响。为钾盐工业提供准确的质量监测大数据，助力稳定及改善生产工艺。本技术采用以下技术方案：一种钾盐成分在线检测装置，包括用于钾盐表面平整化处理的物料整形机构；用于钾盐元素成分测量的带有测距传感器的X荧光元素在线测量机构；用于钾盐水分测量的在线水分测量机构；以及用于系统控制和数据分析的工业控制计算机系统；物料整形机构、X荧光元素在线测量机构、在线水分测量机构三者从前往后依次布置在钾盐输送皮带机的上方；所述的钾盐成分在线检测装置，所述物料整形机构包括高位刮板1、低位刮板2和活动刮板3，用于钾盐表面平整化处理；所述的高位刮板1、低位刮板2和活动刮板3为沿着钾盐输送方向依次设置在输送机上方，高位刮板1的前端为三角形结构、底部敞开、用于钾盐较高的料层削峰，低位刮板2为三角形结构、底部敞开、安装高度低于高位刮板1，位于高位刮板1后端且间距大于50cm处、用于钾盐物料表面的进一步削峰刮平，活动刮板3为长方形板状结构、顶端连接轴承固定在低位刮板2的后端、带有配重、用于钾盐物料的压平处理。所述的钾盐成分在线检测装置，X荧光元素在线测量机构包括X射线管4、X射线准直器5、高压电源6、X荧光探测器7、数字化多道谱仪8、组合位移调节台9、测量窗体10、吹扫气泵11、CCD数字相机12、X荧光校准装置13、恒温控制装置14、冷凝水收集装置15、以太网通信模块16、屏蔽防护体17、测距传感器18；在X荧光元素在线测量机构中X射线管4、X射线准直器5、高压电源6、X荧光探测器7、数字化多道谱仪8、组合位移调节台9、测量窗体10、吹扫气泵11、CCD数字相机12、X荧光校准装置13、恒温控制装置14、冷凝水收集装置15、以太网通信模块16均布置在屏蔽防护体17内部；所述X射线准直器5与X射线管4相接，且X射线准直器5中心线与钾盐的表面夹角为不低于50°。所述的钾盐成分在线检测装置，所述的组合位移调节台9是由X、Y、Z轴平移台和α轴角位移台组合而成，与X荧光探测器7相连接，用于调节X荧光探测器7探头的中心线与钾盐的表面夹角为不低于55°。所述的钾盐成分在线检测装置，X荧光探测器7的探头中心和X射线准直器5的出口中心位于同一水平面并与测量窗体10的上表面相距5mm，X射线准直器5和X荧光探测器7两者的中心轴相交于测量窗体10中心轴线，交点位于测量窗体10下方，X射线准直器5的中心线与钾盐表面的夹角为55°；X荧光探测器7被安装在组合位移调节台9上，X荧光探测器7的中心线与钾盐表面的夹角为55°。所述的钾盐成分在线检测装置，所述的测量窗体10位于在屏蔽防护体17的底板中心处，包括带有吹扫气孔道的聚醚醚酮边圈结构和聚酰亚胺薄膜，吹扫孔道与吹扫气泵11相连，对薄膜表面吹扫清灰。所述的钾盐成分在线检测装置，X荧光校准装置13包括标准304不锈钢片和步进电机驱动的平移台，平移台连接标准304不锈钢片，驱动标准304不锈钢片平移；当不锈钢片被平移驱动到测量窗体10上表面时，测量窗体10上表面被遮挡，X射线管4放出的源级X射线直接照射到该不锈钢片上，利用X荧光校准装置13可实现对X荧光元素在线测量机构定量计算模型的定期校准和功能性故障的检测。所述的钾盐成分在线检测装置，恒温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钾盐成分在线检测装置，其特征在于，包括用于钾盐表面平整化处理的物料整形机构；用于钾盐元素成分测量的带有测距传感器的X荧光元素在线测量机构；用于钾盐水分测量的在线水分测量机构；以及用于系统控制和数据分析的工业控制计算机系统；物料整形机构、X荧光元素在线测量机构、在线水分测量机构三者从前往后依次布置在钾盐输送皮带机的上方。

【技术特征摘要】
1.一种钾盐成分在线检测装置，其特征在于，包括用于钾盐表面平整化处理的物料整形机构；用于钾盐元素成分测量的带有测距传感器的X荧光元素在线测量机构；用于钾盐水分测量的在线水分测量机构；以及用于系统控制和数据分析的工业控制计算机系统；物料整形机构、X荧光元素在线测量机构、在线水分测量机构三者从前往后依次布置在钾盐输送皮带机的上方。2.根据权利要求1所述的钾盐成分在线检测装置，其特征在于，所述物料整形机构包括高位刮板(1)、低位刮板(2)和活动刮板(3)，用于钾盐表面平整化处理；所述的高位刮板(1)、低位刮板(2)和活动刮板(3)为沿着钾盐输送方向依次设置在输送机上方，高位刮板(1)的前端为三角形结构、底部敞开、用于钾盐较高的料层削峰，低位刮板(2)为三角形结构、底部敞开、安装高度低于高位刮板(1)，位于高位刮板(1)后端且间距大于50cm处、用于钾盐物料表面的进一步削峰刮平，活动刮板(3)为长方形板状结构、顶端连接轴承固定在低位刮板(2)的后端、带有配重、用于钾盐物料的压平处理。3.根据权利要求1所述的钾盐成分在线检测装置，其特征在于，X荧光元素在线测量机构包括X射线管(4)、X射线准直器(5)、高压电源(6)、X荧光探测器(7)、数字化多道谱仪(8)、组合位移调节台(9)、测量窗体(10)、吹扫气泵(11)、CCD数字相机(12)、X荧光校准装置(13)、恒温控制装置(14)、冷凝水收集装置(15)、以太网通信模块(16)、屏蔽防护体(17)、测距传感器(18)；在X荧光元素在线测量机构中X射线管(4)、X射线准直器(5)、高压电源(6)、X荧光探测器(7)、数字化多道谱仪(8)、组合位移调节台(9)、测量窗体(10)、吹扫气泵(11)、CCD数字相机(12)、X荧光校准装置(13)、恒温控制装置(14)、冷凝水收集装置(15)、以太网通信模块(16)均布置在屏蔽防护体(17)内部；所述X射线准直器(5)与X射线管(4)相接，且X射线准直器(5)中心线与钾盐的表面夹角为不低于50°。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾文宝，张新磊，单卿，陈通，王燕飞，刘海亭，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32