一种自动取样式水泥生料在线X荧光分析方法技术

本发明专利技术公开了一种自动取样式水泥生料在线X荧光分析方法，接料电动球阀打开，采样机构进入采样周期，减速电机正转采样，在下玻璃管内不断堆积，若料位堆积到达上料位传感器位置“料满信号”被触发，则减速电机终止正转采样，否则继续采样，若减速电机的正转次数超过上限次数仍未达到料满，则系统反馈“料未取满”，同时结束运行；当上料位传感器触发“料满信号”，接料电动球阀关闭、上通气阀关闭、上伸缩闸板同时闭合、采样机构的减速电机稍停后执行反转清样，使得铰刀螺纹间隙内的物料通过外套管前端的进料口排回空气输送斜槽内；连续循环运行，保证了用于在线X荧光测量机构的样品料量稳定且样品时效性和代表性强。

【技术实现步骤摘要】
一种自动取样式水泥生料在线X荧光分析方法
本专利技术涉及工业物料成分在线检测领域，尤其涉及的是一种用于水泥生料的在线X荧光分析方法。
技术介绍
水泥生料是水泥生产的重要源头环节，在水泥生产过程中，水泥生料在很大程度上决定了水泥熟料的产品质量，影响企业的经济效益。水泥生料的生产是由矿山开采，原料预均化堆场、生料粉磨，生料均化库四个工艺环节组成，石灰石、黏土等原材料经过生料磨机粉磨之后形成松散细粉末状的生料，利用风机气流驱动的空气输送斜槽使得生料呈悬浮状态随气流沿管道输送至生料均化库，再入窑煅烧形成水泥熟料，为了出产优质熟料、确保水泥质量，因此对生料质量的三率值(LSF、SM、IM)和稳定性的控制至关重要。X射线荧光光谱分析(X-rayfluorescenceanalysis，XRF)简称为X荧光分析是通过测量样品元素被激发后所辐射的特征X射线，根据特征X射线的能量和强度对样品中元素进行定量和定性分析。X荧光分析设备成本低、无需采用放射源，能够满足最佳的辐射安全要求，而且在水泥行业应用广泛、成熟，尤其是水泥企业在对出磨生料质量控制中普遍采用取样器+X荧光分析仪+人工配料的质量控制系统。随着智能工业的发展需要，在线检测技术能够为工业过程提高质量监测大数据以越来越受到水泥工业的重视，因此将X荧光分析技术应用于水泥生料的在线检测将具有很好的应用前景。但是，水泥行业的X荧光分析仪依赖于人工参与，导致传统的X荧光分析设备难以直接用于现场实时在线分析，首先是通常需要人工从取样口取样、缩分、研磨、压样、再进行X荧光分析，到分析出结果至少需要30min，耗时费力，检测结果滞后，此外由于生料取样口的取样过程是一段时间内的累计收集样，而不是实时采样，因此再加上取样累计耗时，控制周期一般为1小时左右，这样一个典型的长时滞后反馈控制系统，控制效果较差，其次是试样代表性差，取样和缩分过程的代表性难以保证，所以若将X荧光分析系统应用于水泥生料在线分析首先需要解决自动化的实时采样问题。其次，X荧光分析对粉末样品分析时对样品量或样品厚度有严格的要求，要求样品量适量而且料量稳定，料量波导形成的样品厚度不同，所引起的基体效应程度不同进而导致X荧光强度的波动，影响在线X荧光分析结果的稳定性和准确性，通常人工从水泥生料斜槽的取样口取样带回化验室，需要再称取固定的量放入测量料杯，然后再由人工将料杯放入X荧光分析设备中进行测试，测试完成后再由人工移出料杯。因此，若将X荧光分析系统应用于水泥生料在线分析同时需要解决定量给样和自动清样问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种自动取样式水泥生料在线X荧光分析方法，可在线实现对水泥生料的自动化采样、定量给样、X荧光测量和清样，解决传统水泥化验室X荧光分析过程对人工的依赖和时效滞后的问题。本专利技术采用以下技术方案：一种自动取样式水泥生料在线X荧光分析方法，包括以下步骤：1)开始；2)接料电动球阀打开，采样机构进入采样周期，减速电机正转采样，在下玻璃管内不断堆积，若料位堆积到达上料位传感器位置“料满信号”被触发，则减速电机终止正转采样，否则继续采样，若减速电机的正转次数超过上限次数仍未达到料满，则系统反馈“料未取满”，同时结束运行；3)当上料位传感器触发“料满信号”，接料电动球阀关闭、上通气阀关闭、上伸缩闸板同时闭合、采样机构的减速电机稍停后执行反转清样，使得铰刀螺纹间隙内的物料通过外套管前端的进料口排回空气输送斜槽内；4)执行余料排出动作；5)上通气阀打开、上伸缩闸板打开；6)下伸缩闸板打开，使得下玻璃管内固定量的生料样品落进下方的料杯中，保持一段时间后闭合，振打器与下伸缩闸板同步开启和关闭；7)若下料位传感器触发“料空信号”，则下伸缩闸板关闭，进入下一步骤8)，否则下伸缩闸板重复步骤6)的动作，若下伸缩闸板打开次数超过预设次数时，下料位传感器仍然未触发“料空信号”，则反馈“落料异常”提示，装置结束运行；8)下通气阀关闭；9)X荧光测量机构执行对料杯中样品的元素成分测量，与此同时，同步执行步骤2)、3)、4)；10)执行样品清理动作；11)下通气阀打开；跳转进入步骤5)，循环执行。所述的方法，所述步骤2)，单次正转时间30s，正转上限为5次，间隔2s。所述的方法，所述步骤2)，单个采样周期内多次采样，生料从斜槽内被采出沿着落料管道落入接料机构。所述的方法，余料排出动作：余料电动球阀打开，气动电磁阀组中与余料气力输送器连接的电磁阀打开来自压缩空气罐的压缩空气源进入余料输送器中产生高速气流、气动电磁阀组中与上玻璃管底部气嘴连通的气动电磁阀打开，使得来自压缩空气源的压缩空气，对上玻璃管底部吹气，吹散物料，上述动作保持执行一段时间，使得上伸缩闸板以上的余料被余料气力输送器产生的高速气流带出并沿着落料管道和排灰管道24排到空气输送斜槽内。所述的方法，样品清理动作：清样电动球阀打开，气动电磁阀组中与清样气力输送器连接的电磁阀打开，来自压缩空气罐的压缩空气源进入清样输送器中产生高速气流、气动电磁阀组中与料杯底部的料杯吹扫气嘴连通的电磁阀同时打开，使得来自压缩空气源的压缩空气，对料杯底部吹气，吹散样品物料，上述动作保持执行一定时间，使得料杯内的生料样品被清样气力输送器产生的高速气流带出并沿着排灰管道排回到空气输送斜槽内；当所述的清料机构执行“样品清理”动作的过程中下通气阀和下伸缩闸板均保持闭合状态。一种自动取样式水泥生料在线X荧光分析装置，包括采样机构、接料机构、X荧光测量机构和清料机构；所述的采样机构用于从水泥生料磨机后端的空气输送斜槽中匀速微量采集生料样品；所述的接料机构用于进行样品料量判断、定量取样和给X荧光测量机构送样；所述的X荧光测量机构用于水泥生料元素成分分析；所述的清料机构用于将接料机构中的余料和料杯中的测量过的样品重新排回到空气输送斜槽中；其中采样机构间歇性连续采样并与X荧光测量机构同步运行，接料机构用于定量取样和给X荧光测量机构送样，保障用于X荧光测量机构样品料量始终稳定，清料机构将接料机构中多余物料和料杯中的测量过的样品重新排回到空气输送斜槽中保障了装置内干净无余料，实现对水泥生料的在线分析。所述的自动取样式水泥生料在线X荧光分析装置，所述采样机构包括减速电机及其驱动的螺旋铰刀，安装在生料磨机之后的上游段的空气输送斜槽的侧面，以少量多次的循环方式连续采样。所述的自动取样式水泥生料在线X荧光分析装置，减速电机可正反转工作，正转取样，反转排样，正转驱动螺旋铰刀匀速带出空气输送斜槽内的生料样品，每次正转时间固定，一个采样周期内正转次数设有上限，超过上限次数反馈料未取满并结束装置运行，减速电机的反转驱动螺旋铰刀取样器排出铰刀螺纹内的物料。所述的自动取样式水泥生料在线X荧光分析装置，所述的减速电机的输出轴转速不大于25r/min；螺旋铰刀由螺杆和外套管组成，外套管后端与减速电机法兰固定并在靠近法兰位置开出料口，出料口垂直向下，使得生料能够沿着落料管道垂直落下。所述的自动取样式水泥生料在线X荧光分析装置，螺杆从侧面中下部水平深入到空气输送斜槽内部的长度不大于300mm,螺杆的螺纹深度不小于5mm；外套管与螺杆间隙不大于2mm，外套管前端开有进料槽长度不少于100mm宽度不小于15mm。所述的自动取样式水泥生料在线X荧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动取样式水泥生料在线X荧光分析方法，其特征在于，包括以下步骤：1)开始；2)接料电动球阀打开，采样机构进入采样周期，减速电机正转采样，在下玻璃管内不断堆积，若料位堆积到达上料位传感器位置“料满信号”被触发，则减速电机终止正转采样，否则继续采样，若减速电机的正转次数超过上限次数仍未达到料满，则系统反馈“料未取满”，同时结束运行；3)当上料位传感器触发“料满信号”，接料电动球阀关闭、上通气阀关闭、上伸缩闸板同时闭合、采样机构的减速电机稍停后执行反转清样，使得铰刀螺纹间隙内的物料通过外套管前端的进料口排回空气输送斜槽内；4)执行余料排出动作；5)上通气阀打开、上伸缩闸板打开；6)下伸缩闸板打开，使得下玻璃管内固定量的生料样品落进下方的料杯中，保持一段时间后闭合，振打器与下伸缩闸板同步开启和关闭；7)若下料位传感器触发“料空信号”，则下伸缩闸板关闭，进入下一步骤8)，否则下伸缩闸板重复步骤6)的动作，若下伸缩闸板打开次数超过预设次数时，下料位传感器仍然未触发“料空信号”，则反馈“落料异常”提示，装置结束运行；8)下通气阀关闭；9)X荧光测量机构执行对料杯中样品的元素成分测量，与此同时，同步执行步骤2)、3)、4)；10)执行样品清理动作；11)下通气阀打开；跳转进入步骤5)，循环执行。...

【技术特征摘要】
1.一种自动取样式水泥生料在线X荧光分析方法，其特征在于，包括以下步骤：1)开始；2)接料电动球阀打开，采样机构进入采样周期，减速电机正转采样，在下玻璃管内不断堆积，若料位堆积到达上料位传感器位置“料满信号”被触发，则减速电机终止正转采样，否则继续采样，若减速电机的正转次数超过上限次数仍未达到料满，则系统反馈“料未取满”，同时结束运行；3)当上料位传感器触发“料满信号”，接料电动球阀关闭、上通气阀关闭、上伸缩闸板同时闭合、采样机构的减速电机稍停后执行反转清样，使得铰刀螺纹间隙内的物料通过外套管前端的进料口排回空气输送斜槽内；4)执行余料排出动作；5)上通气阀打开、上伸缩闸板打开；6)下伸缩闸板打开，使得下玻璃管内固定量的生料样品落进下方的料杯中，保持一段时间后闭合，振打器与下伸缩闸板同步开启和关闭；7)若下料位传感器触发“料空信号”，则下伸缩闸板关闭，进入下一步骤8)，否则下伸缩闸板重复步骤6)的动作，若下伸缩闸板打开次数超过预设次数时，下料位传感器仍然未触发“料空信号”，则反馈“落料异常”提示，装置结束运行；8)下通气阀关闭；9)X荧光测量机构执行对料杯中样品的元素成分测量，与此同时，同步执行步骤2)、3)、4)；10)执行样品清理动作；11)下通气阀打开；跳转进入步骤5)，循环执行。2.根据权利要求1...

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