灰分檢測儀的作用
2019-04-16 14:33:42??????點(diǎn)擊：
灰分檢測儀的工作原理
在線灰分檢測儀是近年來發(fā)展起來的一種自動(dòng)化檢測儀器。其工作原理為：射源發(fā)出的γ射 線照射到被測物體上，在物體內(nèi)經(jīng)過多次反射和散射后射出。射線能量的衰減程度隨被測 物體組成成分原子序數(shù)的變化而變化。煤可以看作由可燃物和非可燃物(礦物質(zhì))兩部分 組成。其中，可燃物主要是碳、氫、氮、硫等，平均原子序數(shù)約為6，非可燃物成分主要是 硅、鋁、鈣、鎂、鐵等，平均原子序數(shù)約為13。當(dāng)煤的灰分含量變化時(shí)必然引起其平均原子 序數(shù)的變化。因此，通過測量穿過煤層的γ射線強(qiáng)度就可以確定煤中灰分的多少。
A=B0+B1×［（IAM/IOAM）/（ICS/I0CS） ］
A——通過在線測灰儀測得的灰分值；
B0——進(jìn)行灰分靜態(tài)標(biāo)定時(shí)，測得該函數(shù)直線在Y軸上的截距；
B1——進(jìn)行灰分靜態(tài)標(biāo)定時(shí)，測得該直線的斜率。
IAM、I0AM分別為帶式輸送機(jī)上有煤和無煤時(shí)放射性镅元素透過的強(qiáng)度；
ICS、I0CS分別為帶式輸送機(jī)上有煤和無煤時(shí)放射性銫元素透過的強(qiáng)度。
2東灘煤礦煤質(zhì)檢測工作的現(xiàn)狀
要生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，必須有合格的技術(shù)檢查工作。因?yàn)橹挥薪柚恍z測手段對(duì)生產(chǎn)過程加 以指導(dǎo)和控制，才能有效預(yù)防不合格品的發(fā)生。眾所周知，選煤生產(chǎn)是一個(gè)連續(xù)的、大規(guī)模 的 作業(yè)過程，假如沒有技術(shù)檢查所提供的參數(shù)與數(shù)據(jù)來及時(shí)有效地進(jìn)行控制和指導(dǎo)，那么整個(gè) 生 產(chǎn)過程就會(huì)處于盲目混亂狀態(tài)，就不可能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。以前對(duì)煤炭產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)主 要是通過人工測灰的方法來完成的。從煤樣采取、制備到化驗(yàn)得出分析結(jié)果，一般快灰煤樣 至少也需50min（如果用緩慢法測定則需2h多），這還是以煤樣子樣數(shù)目少、采樣時(shí) 間短（不大于5min）來計(jì)算的，假如采樣時(shí)間較長，如火車煤樣，還需要更長時(shí)間。檢 驗(yàn)結(jié)果的嚴(yán)重滯后，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不適應(yīng)現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。東灘煤礦投產(chǎn)以來一直采用人工測灰 的方法來指導(dǎo)選煤生產(chǎn)和配煤裝車，由于檢查結(jié)果的滯后使技術(shù)檢查工作發(fā)揮不了“瞄準(zhǔn) 鏡”、“過濾器”的實(shí)時(shí)檢驗(yàn)指導(dǎo)作用，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程不能進(jìn)行有效的質(zhì)量控制，因而產(chǎn) 品質(zhì)量不能充分得以保證；特別是在配煤生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量更難控制（配煤產(chǎn)品的最佳效 益區(qū)間合格率一直徘徊在50%左右）。
3 在線灰分儀檢測的優(yōu)點(diǎn)
?。?）在線灰分儀能夠?qū)Ρ粶y產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測，能快速及時(shí)得出檢測結(jié)果 ，可以及時(shí) 指導(dǎo)生產(chǎn)。調(diào)整灰分儀參數(shù)“TM”為5，“TIME”為12，可以使灰分儀每隔1min就顯示一個(gè) 瞬時(shí)值。
?。?）可以進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)計(jì)，保證產(chǎn)品整體質(zhì)量的合格。在線灰分儀每隔0.5h或1h 顯示一個(gè) 當(dāng)前平均值，當(dāng)一個(gè)生產(chǎn)班結(jié)束后立即給出整個(gè)班的產(chǎn)品質(zhì)量情況。因此當(dāng)質(zhì)量偶爾出現(xiàn)波 動(dòng)（瞬時(shí)值偏大或偏?。塾?jì)平均質(zhì)量符合質(zhì)量控制目標(biāo)值時(shí)，不必馬上對(duì)實(shí)際生 產(chǎn)進(jìn)行大幅調(diào)整，從而大大減少了對(duì)生產(chǎn)過程的無謂調(diào)整。在線灰分儀用于指導(dǎo)配煤生產(chǎn)時(shí) ，當(dāng) 一節(jié)車皮裝完，“Reset”復(fù)位可給出該節(jié)車煤的平均灰分，當(dāng)整列火車裝完進(jìn)行“COALSCA N Reset”復(fù)位即可給出該整列車煤的平均質(zhì)量情況。
?。?）檢測結(jié)果準(zhǔn)確無誤，大大消除了人工檢查誤差，可以有效指導(dǎo)選煤和配煤生產(chǎn)，確保 產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)合格。為保證灰分儀測值的準(zhǔn)確性，靜態(tài)標(biāo)定試驗(yàn)采用了大量標(biāo)準(zhǔn)煤樣，幾 乎每個(gè)050%灰分范圍內(nèi)都有2～3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)煤樣，因而標(biāo)定方程的參數(shù)“B0”、“B1”準(zhǔn) 確 性高；日常使用中定期對(duì)COALSCAN灰分儀進(jìn)行皮帶空運(yùn)轉(zhuǎn)1～2h校準(zhǔn)，以消除皮帶磨損 、儀器 老化等引起的分析誤差（由于ZZ-89A型灰分儀自身帶有標(biāo)準(zhǔn)塊，無煤時(shí)可以自動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)， 所以ZZ-89A型灰分儀不需要人工校準(zhǔn)），外界因素影響小。另外質(zhì)檢人員能及時(shí)對(duì)銷售 產(chǎn)品的質(zhì)量結(jié)果和在線灰分儀測量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比，不用定期校正灰分儀測值的準(zhǔn)確性 ，必要時(shí)則進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定調(diào)整誤差。
?。?）在線灰分儀現(xiàn)場應(yīng)用效果好。為了能夠及時(shí)有效地指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)，東灘煤礦先后引進(jìn) 了4臺(tái)澳大利亞MCI公司生產(chǎn)的COALSC AN2500型、1臺(tái)COALSCAN2100型和1臺(tái)清華大學(xué)研制的ZZ-89A型在線測灰儀，分別安裝在 產(chǎn)品入倉和裝車皮帶上進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢測。
由于在線灰分儀靈敏度高、測值準(zhǔn)確，避免了工人采樣的不均勻性及結(jié)果嚴(yán)重滯后的狀況， 所以使用后能及時(shí)有效地指導(dǎo)和控制跳汰操作和配煤生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量得到迅速提高，配煤 產(chǎn)品的最佳效益區(qū)間合格率也一躍上升為80%左右。
應(yīng)用在線灰分儀后，對(duì)保證煤質(zhì)、促進(jìn)礦井經(jīng)濟(jì)效益很有意義。
4使用在線灰分儀的經(jīng)濟(jì)效益
?。?）東灘煤礦利用灰分儀控制選煤生產(chǎn)，杜絕了產(chǎn)品質(zhì)量過盈和不合格品的發(fā)生，充分保 證了產(chǎn)品質(zhì)量（見表1）。
表1商品煤質(zhì)量與灰分儀測值對(duì)照檢查表 %（略）
產(chǎn)品質(zhì)量的提高，一方面大大增強(qiáng)了“東灘煤”的信譽(yù)，提高了品牌效益，為擴(kuò)大市場 創(chuàng)造了 有利條件；另一方面也有利促進(jìn)了礦井經(jīng)濟(jì)效益的增長，2000年5～10月礦井共生產(chǎn)原煤339 3593t，出口精煤1455713t，創(chuàng)利過億元。
?。?）在線灰分儀應(yīng)用于自動(dòng)配煤生產(chǎn)，可以準(zhǔn)確控制配煤操作，合格生產(chǎn)出了多種不同質(zhì) 量規(guī) 格的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，滿足了市場上不同用戶的需求，提高了產(chǎn)品的市場競爭能力，為礦井的可持 續(xù)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
在線灰分檢測儀是近年來發(fā)展起來的一種自動(dòng)化檢測儀器。其工作原理為：射源發(fā)出的γ射 線照射到被測物體上，在物體內(nèi)經(jīng)過多次反射和散射后射出。射線能量的衰減程度隨被測 物體組成成分原子序數(shù)的變化而變化。煤可以看作由可燃物和非可燃物(礦物質(zhì))兩部分 組成。其中，可燃物主要是碳、氫、氮、硫等，平均原子序數(shù)約為6，非可燃物成分主要是 硅、鋁、鈣、鎂、鐵等，平均原子序數(shù)約為13。當(dāng)煤的灰分含量變化時(shí)必然引起其平均原子 序數(shù)的變化。因此，通過測量穿過煤層的γ射線強(qiáng)度就可以確定煤中灰分的多少。
A=B0+B1×［（IAM/IOAM）/（ICS/I0CS） ］
A——通過在線測灰儀測得的灰分值；
B0——進(jìn)行灰分靜態(tài)標(biāo)定時(shí)，測得該函數(shù)直線在Y軸上的截距；
B1——進(jìn)行灰分靜態(tài)標(biāo)定時(shí)，測得該直線的斜率。
IAM、I0AM分別為帶式輸送機(jī)上有煤和無煤時(shí)放射性镅元素透過的強(qiáng)度；
ICS、I0CS分別為帶式輸送機(jī)上有煤和無煤時(shí)放射性銫元素透過的強(qiáng)度。
2東灘煤礦煤質(zhì)檢測工作的現(xiàn)狀
要生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，必須有合格的技術(shù)檢查工作。因?yàn)橹挥薪柚恍z測手段對(duì)生產(chǎn)過程加 以指導(dǎo)和控制，才能有效預(yù)防不合格品的發(fā)生。眾所周知，選煤生產(chǎn)是一個(gè)連續(xù)的、大規(guī)模 的 作業(yè)過程，假如沒有技術(shù)檢查所提供的參數(shù)與數(shù)據(jù)來及時(shí)有效地進(jìn)行控制和指導(dǎo)，那么整個(gè) 生 產(chǎn)過程就會(huì)處于盲目混亂狀態(tài)，就不可能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。以前對(duì)煤炭產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)主 要是通過人工測灰的方法來完成的。從煤樣采取、制備到化驗(yàn)得出分析結(jié)果，一般快灰煤樣 至少也需50min（如果用緩慢法測定則需2h多），這還是以煤樣子樣數(shù)目少、采樣時(shí) 間短（不大于5min）來計(jì)算的，假如采樣時(shí)間較長，如火車煤樣，還需要更長時(shí)間。檢 驗(yàn)結(jié)果的嚴(yán)重滯后，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不適應(yīng)現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。東灘煤礦投產(chǎn)以來一直采用人工測灰 的方法來指導(dǎo)選煤生產(chǎn)和配煤裝車，由于檢查結(jié)果的滯后使技術(shù)檢查工作發(fā)揮不了“瞄準(zhǔn) 鏡”、“過濾器”的實(shí)時(shí)檢驗(yàn)指導(dǎo)作用，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程不能進(jìn)行有效的質(zhì)量控制，因而產(chǎn) 品質(zhì)量不能充分得以保證；特別是在配煤生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量更難控制（配煤產(chǎn)品的最佳效 益區(qū)間合格率一直徘徊在50%左右）。
3 在線灰分儀檢測的優(yōu)點(diǎn)
?。?）在線灰分儀能夠?qū)Ρ粶y產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測，能快速及時(shí)得出檢測結(jié)果 ，可以及時(shí) 指導(dǎo)生產(chǎn)。調(diào)整灰分儀參數(shù)“TM”為5，“TIME”為12，可以使灰分儀每隔1min就顯示一個(gè) 瞬時(shí)值。
?。?）可以進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)計(jì)，保證產(chǎn)品整體質(zhì)量的合格。在線灰分儀每隔0.5h或1h 顯示一個(gè) 當(dāng)前平均值，當(dāng)一個(gè)生產(chǎn)班結(jié)束后立即給出整個(gè)班的產(chǎn)品質(zhì)量情況。因此當(dāng)質(zhì)量偶爾出現(xiàn)波 動(dòng)（瞬時(shí)值偏大或偏?。塾?jì)平均質(zhì)量符合質(zhì)量控制目標(biāo)值時(shí)，不必馬上對(duì)實(shí)際生 產(chǎn)進(jìn)行大幅調(diào)整，從而大大減少了對(duì)生產(chǎn)過程的無謂調(diào)整。在線灰分儀用于指導(dǎo)配煤生產(chǎn)時(shí) ，當(dāng) 一節(jié)車皮裝完，“Reset”復(fù)位可給出該節(jié)車煤的平均灰分，當(dāng)整列火車裝完進(jìn)行“COALSCA N Reset”復(fù)位即可給出該整列車煤的平均質(zhì)量情況。
?。?）檢測結(jié)果準(zhǔn)確無誤，大大消除了人工檢查誤差，可以有效指導(dǎo)選煤和配煤生產(chǎn)，確保 產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)合格。為保證灰分儀測值的準(zhǔn)確性，靜態(tài)標(biāo)定試驗(yàn)采用了大量標(biāo)準(zhǔn)煤樣，幾 乎每個(gè)050%灰分范圍內(nèi)都有2～3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)煤樣，因而標(biāo)定方程的參數(shù)“B0”、“B1”準(zhǔn) 確 性高；日常使用中定期對(duì)COALSCAN灰分儀進(jìn)行皮帶空運(yùn)轉(zhuǎn)1～2h校準(zhǔn)，以消除皮帶磨損 、儀器 老化等引起的分析誤差（由于ZZ-89A型灰分儀自身帶有標(biāo)準(zhǔn)塊，無煤時(shí)可以自動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)， 所以ZZ-89A型灰分儀不需要人工校準(zhǔn)），外界因素影響小。另外質(zhì)檢人員能及時(shí)對(duì)銷售 產(chǎn)品的質(zhì)量結(jié)果和在線灰分儀測量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比，不用定期校正灰分儀測值的準(zhǔn)確性 ，必要時(shí)則進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定調(diào)整誤差。
?。?）在線灰分儀現(xiàn)場應(yīng)用效果好。為了能夠及時(shí)有效地指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)，東灘煤礦先后引進(jìn) 了4臺(tái)澳大利亞MCI公司生產(chǎn)的COALSC AN2500型、1臺(tái)COALSCAN2100型和1臺(tái)清華大學(xué)研制的ZZ-89A型在線測灰儀，分別安裝在 產(chǎn)品入倉和裝車皮帶上進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢測。
由于在線灰分儀靈敏度高、測值準(zhǔn)確，避免了工人采樣的不均勻性及結(jié)果嚴(yán)重滯后的狀況， 所以使用后能及時(shí)有效地指導(dǎo)和控制跳汰操作和配煤生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量得到迅速提高，配煤 產(chǎn)品的最佳效益區(qū)間合格率也一躍上升為80%左右。
應(yīng)用在線灰分儀后，對(duì)保證煤質(zhì)、促進(jìn)礦井經(jīng)濟(jì)效益很有意義。
4使用在線灰分儀的經(jīng)濟(jì)效益
?。?）東灘煤礦利用灰分儀控制選煤生產(chǎn)，杜絕了產(chǎn)品質(zhì)量過盈和不合格品的發(fā)生，充分保 證了產(chǎn)品質(zhì)量（見表1）。
表1商品煤質(zhì)量與灰分儀測值對(duì)照檢查表 %（略）
產(chǎn)品質(zhì)量的提高，一方面大大增強(qiáng)了“東灘煤”的信譽(yù)，提高了品牌效益，為擴(kuò)大市場 創(chuàng)造了 有利條件；另一方面也有利促進(jìn)了礦井經(jīng)濟(jì)效益的增長，2000年5～10月礦井共生產(chǎn)原煤339 3593t，出口精煤1455713t，創(chuàng)利過億元。
?。?）在線灰分儀應(yīng)用于自動(dòng)配煤生產(chǎn)，可以準(zhǔn)確控制配煤操作，合格生產(chǎn)出了多種不同質(zhì) 量規(guī) 格的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，滿足了市場上不同用戶的需求，提高了產(chǎn)品的市場競爭能力，為礦井的可持 續(xù)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
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