通道式元素在线分析仪制造技术

本发明专利技术公开了一种通道式元素在线分析仪，对水泥生产中的固体散装物料进行元素含量在线检测。分析仪采用中子活化分析技术，具有一个或多个测量管道，实现多物料同时检测，配套程序进行质量控制调整。本发明专利技术扩展了水泥元素在线分析技术应用工艺点，同时突破了传统在线分析技术单点检测模式，具有应用范围广、分析速度快、测量精度高、有效提升产品质量等优点。有效提升产品质量等优点。有效提升产品质量等优点。

【技术实现步骤摘要】
通道式元素在线分析仪


[0001]本专利技术涉及一种对水泥生产过程中的固体散装物料元素含量进行在线检测及质量控制的通道式分析仪。

技术介绍

[0002]水泥生产工艺中，各工艺环节元素含量是严格控制的技术指标，生料生产过程中原材料中的各元素含量变化过大，直接影响各原料的配比变化，影响水泥生料的质量稳定；生料中各元素的含量变化大，导致三率值合格率低，标准偏差大，将导致窑的操作困难以及产量降低，游离钙稳定性差，熟料质量下降。水泥中各元素含量变化过大，将影响水泥的强度、凝结时间以及易磨性。为提高水泥生产各环节产品质量，就需要对原材料、水泥生料、熟料、成品水泥等进行元素含量检测及质量控制，降低能耗，提高产品质量。
[0003]传统的元素含量测量方法是，专门的取样人员对各个工艺环节上的物料进行样品采集，将采集到的物料样品制备成测量所需要的分析样品，然后再通过化验室荧光分析或者手工化学分析的方式进行化验，最终获得物料元素含量，用作生产指导和生产考核。传统的化验方法，人员的劳动强度大、时间滞后，结果代表性不强，不能很好的指导现场生产。
[0004]中子活化分析技术是目前世界公认的效果最好的的大宗物料元素在线分析技术，应用此原理的跨皮带式元素在线分析仪投入市场已有20余年，中国、美国的几家专业公司的跨皮带式元素在线分析仪已在水泥、煤炭、冶金、矿山领域广泛应用。
[0005]水泥加工生产中物料的输运方式多样化，块状物料多采用皮带输运；粉状物料多采用空气斜槽、溜槽通道、斗式提升机等方式输运。对于皮带输运的物料可以采用跨皮带式元素在线分析仪进行检测，对于非皮带输运且需要进行元素含量控制的工艺环节，尚无有效的在线检测手段。
[0006]通常的一台在线检测设备只能实现单一物料检测，分析仪价格昂贵。在综合性水泥生产工厂，具有多条水泥生产线，需要对原材料、水泥生料、熟料、成品水泥等进行元素含量检测，采用一台分析仪实现多通道物料元素同时检测及控制，可节省投资成本。同时可提升中子源的利用效率，降低辐射对周围环境影响。
[0007]水泥生产过程中元素的实时检测及质量控制具有重要意义，目前尚无一种适应上述生产工艺条件下的通道式元素在线分析仪。

技术实现思路

[0008]本专利技术根据水泥生产工艺特点、质量控制要求、现有检测手段及控制方式的缺陷，提供一种应用范围广、分析速度快、测量精度高、质量控制效果显著的通道式元素在线分析仪。
[0009]解决上述技术问题所采用的技术方案是: 结合现场生产工艺采用通道式元素在线分析仪进行元素检测及质量控制。
[0010]分析仪特征是：
一种用于元素在线检测的通道式分析仪，对于生产中大宗物料的在线元素检测，采用中子活化分析技术是最有效的；分析仪具有符合及中子活化技术检测要求的一个或多个测量通道，可实现对多物料的同时检测；为避免通道间γ射线的相互干扰，多通道间设计有低截面重金属屏蔽体；多个物料测量通道共用中子激发源；中子源具有朝向多个测量通道一致的中子场；探测器通过屏蔽、准直设计只接受来自本测量通道的射线；分析仪通道内壁或通道腔内可以植入特殊的材料，利用特殊材料与中子产生的特定能量信号对通道内中子场进行校正；分析仪配备的密度、水分检测单元。
[0011]所述的通道式元素在线分析仪中，分析仪测量原理采用中子活化分析技术；分析仪测量通道横截面是圆形、方形或者任意形状通道，通道长度方向是竖直的、任意角度倾斜的或者弯曲的；分析仪具有符合生产工艺中一中或多种物料同时检测要求及中子活化技术检测要求的一个或多个测量通道；为避免通道间物料特征γ射线的相互干扰，通道布局进行合理设计，同时通道间设计有低截面重金属屏蔽体；多个物料测量通道共用同一中子激发源，提高中子源的利用效率；通过中子源与测量通道结构布局设计，使中子源具有朝向多个测量通道一致的中子场，使各通道具有一致的检测能力；探测器屏蔽体通过屏蔽、准直设计只接受来自本测量通道的射线；分析仪通道内壁或通道腔内可以植入特殊的材料，利用特殊材料与中子产生的特定能量信号对通道内受影响的中子场进行校正；物料密度、水分变化均会造成测量数据的偏差或波动，密度计、水分检测单元位于测量通道的上部，分析仪配备的密度计为γ射线密度计，密度计用于对检测数据的舍弃判断及修正；配备的水分检测单元，用于物料水分检测及数据修正。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是扩展了水泥元素在线分析技术应用工艺点，通过适当改造可对溜槽管道、空气斜槽、皮带等输运的物料元素均可实现在线检测。同时多通道设计可以对水泥生产中多个工艺点、多种物料、多条生产线实现同时检测。使水泥生产实现元素在线检测以及质量自动控制，稳定产品质量。
附图说明
[0013]图1是本专利技术实例提供的一种通道式元素在线分析仪的结构示意图；图1中：1.测量装置，2.信号处理柜、3.主机、4.探测器、5.中子源、6.测量通道、7.密度计、8.探测器屏蔽体、9.防护体、10.源室、11.通道屏蔽体、12.水分仪。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]如图1所示，本专利技术实施例提供一种通道式元素在线分析仪，其结构为以中子源为中心，左右对称的双通道设计。组成包括：测量装置（1）、信号处理柜（2）、主机（3）、探测器（4）、中子源（5）、测量通道（6）、密度计（7）、探测器屏蔽体（8）、防护体（9）、源室（10）、通道屏蔽体（11）、水分仪（12）。
[0016]本实例中分析仪采用双通道设计，透射式测量方式，中子源（5）位于两个测量通道
（6）的中间，两个测量通道（6）共用同一中子源（5）。每个测量通道配备一台用于接受特征γ射线的探测器（4）,探测器外部具有探测器屏蔽体（8）用于屏蔽来自其他通道物料产生的特征γ射线，并对本测量通道的特征γ射线进行准直。通过中子源（5）位置及测量通道（6）布局设计，使中子源（5）具有朝向两个测量通道一致的中子场，使两个通道具有一致的测量效果。为减少两个测量通道（6）之间特征γ射线的相互干扰，采用高原子序数、低截面通道屏蔽体（11）对两个通道的间的0MeV
‑
10MeVγ射线进行屏蔽。为消除两个测量通道（6）之间物料量或物料种类变化造成的通道内中子场变化，测量通道（6）内壁或通道腔内可以植入特殊的材料，利用特殊材料与中子产生的特定能量信号对通道内受影响的中子场进行校正。
[0017]中子源（5）采用自发裂变的Cf
‑
252同位素中子源，可持续稳定的输出中子，中子经源室（10）后，进入测量通道（6）与通道内物料各原子核发生热中子俘获反应，物料中元素原子核俘获中子后放出的特征γ射线被探测器（4）接收，探测器（4）将模拟信号传输给信号处理单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.通道式元素在线分析仪，其特征是：分析仪原理采用中子活化分析技术；分析仪具有符合检测要求的一个或多个测量通道；不同测量通道之间设计有低截面重金属屏蔽体；多个物料测量通道共用中子激发源；中子源具有朝向多个测量通道一致的中子场；探测器具有准直屏蔽体只接收本测量通道产生的特征γ射线；分析仪配备密度、水分检测单元。2.根据权利要求1所述的通道式元素在线分析仪，其特征是分析仪测量通道横截面是圆形、方形或者任意形状通道；通道长度方向是竖直的、任意角度倾斜的或者弯曲的；通道的数量为1个或者多个。3.根据权利要求1所述的通道式元素在线分析仪，其特征是当测量通道为多个时，可实现对多种物料元素含量同时检测。4.根据权利要求1所述的通道式元素在线分析仪，其特征是当测量通道为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岩峰，龚亚林，刘永超，陶俊涛，吴志强，尚庆敏，张伟，宋青锋，肖宪东，张雪，赵进，
申请(专利权)人：丹东东方测控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：