一种钾肥在线检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种钾肥在线检测系统及方法，属于钾肥检测技术领域，包括传送机构、采样机构、用于对钾肥样品进行探测的β射线检测器、处理器和平台支架；平台支架上设有滑动机构，滑动机构上放置进样筒，通过滑动机构运动以带动进样筒运动，进样筒前进位移上依次有采样工位、检测工位和出样工位，采样工位上方和检测工位上方分别对应设置有采样机构和β射线检测器，出样工位位于β射线检测器后方；采样机构的采样端位于传送机构上方、出样端位于所述采样工位上方，β射线检测器输出端与处理器连接，β射线检测器将钾肥样品检测信号发送至处理器供处理器进行钾含量检测。本方案对钾肥在线采样、制样和检测，缩短了检测时间，可及时提供检测结果。

An On-line Detection System and Method for Potassium Fertilizer

The invention discloses an on-line detection system and method for potassium fertilizer, belonging to the technical field of potassium fertilizer detection, including a transmission mechanism, a sampling mechanism, a beta-ray detector, a processor and a platform support for detecting potassium fertilizer samples; a sliding mechanism is arranged on the platform support, and a sampling cylinder is placed on the sliding mechanism to drive the movement of the sampling cylinder through the sliding mechanism, and the sampling cylinder moves forward. Sampling station, testing station and sampling station are arranged on the displacement in turn. Sampling mechanism and beta-ray detector are respectively arranged above sampling station and above detection station, and sampling station is located behind beta-ray detector. Sampling terminal of sampling mechanism is located above transmission mechanism, sampling terminal is located above said sampling station, output terminal of beta-ray detector is connected with processor, beta-ray detector is emitted. The line detector sends the detection signal of potassium fertilizer sample to the processor for potassium content detection. In this scheme, on-line sampling, sample preparation and detection of potassium fertilizer can shorten the detection time and provide the test results in time.

【技术实现步骤摘要】
一种钾肥在线检测系统及方法
本专利技术涉及钾肥检测
，特别涉及一种钾肥在线检测系统及方法。
技术介绍
钾是植物生长的三大营养元素之一，能够促进农作物光合作用和提高抗病能力，充足的钾肥施肥量是对农业粮食产量的重要保证。目前，钾肥生产中钾的检测流程主要是生产线采样、实验室制样，最后利用四苯硼化纳重量法检测钾含量。这种方法的检测准确度较高，但存在测定周期长、操作繁琐以及不能及时提供结果等缺点，不能满足钾肥在线生产的需求。自然界中的钾有三种同位素，即39K、40K和41K，其中40K具有放射性。40K在衰变过程中能释放出具有连续光谱的、最大能量为1.33MeV的β粒子和能量为1.46MeV的γ量子。平均每克钾1分钟放射1650个β粒子和180个γ量子。40K的半衰期很长(1.25×109年)，可以认为它在钾元素中的含量是固定的。因此可以利用40K的β或γ辐射的方法来测定样品中的钾含量。由于在40K衰变过程中放射的β粒子远多于γ量子，所以检测其β辐射要比γ辐射更灵敏。β射线射程短(几个毫米)，只要样品厚度大于β辐射的射程，测量不受样品体积的影响。γ射线易受宇宙射线和其它放射性元素的γ射线的干扰，必须采用可靠的铅屏蔽，且γ射线穿透能力强，易受样品体积影响。国外公司的放射性检测仪器只能用在特定的场合且测量精度难以达到钾肥在线检测要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钾肥在线检测系统及方法，以对钾肥生产中钾含量进行快速检测，满足钾肥在线生产的质量控制需求。为实现以上目的，本专利技术采用一种钾肥在线检测系统，包括钾肥样品传送机构、采样机构、用于对钾肥样品进行检测的β射线检测器、处理器和平台支架；平台支架上设有滑动机构，滑动机构上放置进样筒，通过滑动机构运动以带动进样筒运动，进样筒前进位移上依次有采样工位、检测工位和出样工位，采样工位上方和检测工位上方分别对应设置有采样机构和β射线检测器，出样工位位于β射线检测器后方；采样机构的采样端位于传送机构上方、出样端位于所述采样工位上方，β射线检测器输出端与处理器连接，β射线检测器将钾肥样品检测信号发送至处理器供处理器进行钾含量计算。优选地，所述采样机构包括第一电机和布置在采样管支架上的采样管，采样管支架布置在所述采样工位前方，采样管的采样端位于所述传动机构上方、出样端位于所述采样工位上方，第一电机输出轴固定在采样管管身上，以驱动采样管上、下动作实现钾肥样品采样。优选地，在所述进样筒前进位移上还设有压实工位，该压实工位位于采样工位和检测工位之间，压实工位上方设置用于对运动至压实工位的进样筒内样品进行压实的制样机构。优选地，所述制样机构包括压实活塞和第二电机，第二电机的输出轴与所述压实活塞的活塞杆连接以驱动压实活塞向下运动对所述进样筒内样品进行压实。优选地，在所述平台支架且位于采样工位正后方还布置有刮板支架，刮板支架上固定有刮板，刮板下板面一端位于所述进样筒上端面上且刮板下板面与所述进样筒上端面呈锐角布置。优选地，还包括第三电机，所述第三电机与所述滑动机构连接，驱动滑动机构前后运动。优选地，还包括布置在所述滑动机构上的旋转电机，该旋转电机输出轴固定在所述进样筒筒身上以控制所述进样筒翻转。优选地，所述β射线检测器包括位于磁屏蔽筒内的塑料闪烁体、聚苯乙烯光导、光电倍增管、分压器、前置放大器、主放大器、数字多道脉冲幅值分析器、高压模块、通讯接口电路以及低压接口电路，磁屏蔽筒外周布设不锈钢外筒；塑料闪烁体四周壁及前端均包裹有铝反射膜，其后端涂有硅油且与聚苯乙烯光导前端相连，聚苯乙烯光导后端与光电倍增管连接；分压器与光电倍增管输入端连接，高压模块输出端与分压器连接，前置放大器的输入端、输出端分别与光电倍增管、主放大器连接，主放大器输出端与数字多道脉冲幅值分析器连接；低压接口电路输入端接低压接口、输出端接高压模块，通讯接口电路通过通讯接口与所述处理器连接。优选地，所述塑料闪烁体面积为0.5m2，厚度为0.5mm，其四周壁包裹的铝反射膜厚度为0.1mm、前端包裹的铝反射膜厚度为10μm。优选地，所述数字多道脉冲幅值分析器包括AD采集芯片、现场可编程逻辑门阵列以及数字处理芯片；AD采集芯片与所述主放大器的输出端连接，AD采集芯片的输出端与现场可编程逻辑门阵列连接，现场可编程逻辑门阵列的输出端与数字处理芯片连接，数字处理芯片的输出端与所述处理器连接。另一方面，提供一种钾肥在线检测方法，其特征在于，包括：采样机构对传送机构传送的钾肥样品进行采样，并将钾肥样品送入位于进样工位处的进样筒内；滑动机构带动进样筒移动至检测工位处，利用检测工位上方的β射线检测器对钾肥样品进行检测并将检测信号发送至处理器；处理器根据内置的标准曲线对探测信号进行处理，计算钾肥样品中钾的含量并显示；滑动机构带动进样筒移动至出样工位处进行出样，出样后重新移动至进样工位进行下一次取样检测。优选地，在所述进样筒移动至所述检测工位前，还包括：滑动机构带动进样筒移动至压实工位处，利用压实工位上方的制样机构对进样筒中的样品进行压实处理。优选地，所述β射线检测器对钾肥样品进行探测的过程包括：钾肥样品中的40K放射出的β射线与塑料闪烁体作用，产生光子；分压器为所述光电倍增管供电，光电倍增管对所述光子进行收集并转换成脉冲信号，该脉冲信号依次经前置放大器、主放大器进行放大后发送至数字多脉冲幅值分析器；在数字多脉冲幅值分析器中，现场可编程逻辑门阵列控制AD采集芯片对主放大器输出的脉冲放大信号进行采集；数字信号处理芯片对AD采集芯片采集的脉冲放大信号进行处理，得到能谱并输出至所述处理器。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：本专利技术中钾肥的采样、钾肥样品的制样及后续的检测、数据分析、显示检测结果等构成在线检测系统，在钾肥采样后即对钾肥样品进行制样、检测，而不同于现有技术中的生产线采样后需送往实验室进行制样、检测，缩短了检测时间，可及时提供钾肥中钾含量的检测结果。附图说明下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述：图1是一种钾肥在线检测系统的结构示意图；图2是采样机构示意图；图3是制样机构示意图；图4是β射线检测器的结构示意图；图5是一种钾肥在线检测方法的流程示意图。图中：1：传送机构；2：平台支架；3：处理器；4：进样筒；5：控制箱；6：通讯接口电路；7：低压接口电路；8：不锈钢外筒；10：采样机构；20：β射线检测器；30：制样机构；40：滑动机构；50：刮板支架；11：采样管支架；12：采样管；21：磁屏蔽筒；22：塑料闪烁体；23：聚苯乙烯光导；24：光电倍增管；25：分压器；26：前置放大器；27：主放大器；28：数字多道脉冲幅值分析器；29：高压模块；31：压实活塞；32：第二减速步进电机；41：基座；43：旋转电机；44：滑动轨道；45：第三减速步进电机；51：悬臂；52：刮板。具体实施方式为了更进一步说明本专利技术的特征，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本专利技术的保护范围加以限制。如图1至图3所示，本实施例公开了一种钾肥在线检测系统，包括：钾肥样品传送机构1、、采样机构10、用于对钾肥样品进行探测的β射线检测器20、处理器3和平台支架2；平台支架1上设有滑动机构40，滑动机构40上放置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钾肥在线检测系统，其特征在于，包括：钾肥样品传送机构、采样机构、用于对钾肥样品进行探测的β射线检测器、处理器和平台支架；平台支架上设有滑动机构，滑动机构上放置进样筒，通过滑动机构运动以带动进样筒运动，进样筒前进位移上依次有采样工位、检测工位和出样工位，采样工位上方和检测工位上方分别对应设置有采样机构和β射线检测器，出样工位位于β射线检测器后方；采样机构的采样端位于传送机构上方、出样端位于所述采样工位上方，β射线检测器输出端与处理器连接，β射线检测器将钾肥样品检测信号发送至处理器供处理器进行钾含量计算。

【技术特征摘要】
1.一种钾肥在线检测系统，其特征在于，包括：钾肥样品传送机构、采样机构、用于对钾肥样品进行探测的β射线检测器、处理器和平台支架；平台支架上设有滑动机构，滑动机构上放置进样筒，通过滑动机构运动以带动进样筒运动，进样筒前进位移上依次有采样工位、检测工位和出样工位，采样工位上方和检测工位上方分别对应设置有采样机构和β射线检测器，出样工位位于β射线检测器后方；采样机构的采样端位于传送机构上方、出样端位于所述采样工位上方，β射线检测器输出端与处理器连接，β射线检测器将钾肥样品检测信号发送至处理器供处理器进行钾含量计算。2.如权利要求1所述的钾肥在线检测系统，其特征在于，所述采样机构包括第一电机和布置在采样管支架上的采样管，采样管支架布置在所述采样工位前方，采样管的采样端位于所述传送机构上方、出样端位于所述采样工位上方，第一电机输出轴固定在采样管管身上，以驱动采样管上、下动作实现钾肥样品采样。3.如权利要求1所述的钾肥在线检测系统，其特征在于，在所述进样筒前进位移上还设有压实工位，该压实工位位于采样工位和检测工位之间，压实工位上方设置用于对运动至压实工位的进样筒内样品进行压实的制样机构。4.如权利要求3所述的钾肥在线检测系统，其特征在于，所述制样机构包括压实活塞和第二电机，第二电机的输出轴与所述压实活塞的活塞杆连接以驱动压实活塞向下运动对所述进样筒内样品进行压实。5.如权利要求1所述的钾肥在线检测系统，其特征在于，在所述平台支架且位于采样工位后方还布置有刮板支架，刮板支架上固定有刮板，刮板下板面一端位于所述进样筒上端面上且刮板下板面与所述进样筒上端面呈锐角布置。6.如权利要求1所述的钾肥在线...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪六三，王儒敬，鲁翠萍，孙恒辉，黄伟，王键，黄河，刘洋，汪玉冰，张正勇，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34