一種自動控制礦漿品位儀的製作方法
2024-02-08 19:05:15 1
專利名稱：一種自動控制礦漿品位儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種元素檢測裝置，具體說是一種用射線在線檢測礦漿品位的裝置。
背景技術：
目前，隨著在線無損檢測技術的大規模使用，利用超聲、紅外、微波、x射
線、Y射線等非接觸式測量技術在線檢測物料的品位、水分、灰分等各種非接觸 式成分分析儀表越來越廣泛的應用在與冶金、礦山、運輸和發電等行業。礦漿品 位在現場檢測過程中由於受到現場檢測條件的影響遇到很多問題如礦漿流通性 差、流通道易堵塞、易沉積，取樣代表性差等；已有品位檢測設備安裝環節較多， 安裝過程複雜；安裝時需要考慮各安裝部件的相對位置差等因素。
發明內容
針對現有礦漿品位檢測存在的問題，本發明提出一種安裝簡便、流通道不 易堵塞、測量穩定、精確的自動控制礦漿品位儀。
完成上述發明目的，所採取的具體技術措施是 一種自動控制礦漿品位儀 由管道取樣器(l)、 Y射線測量裝置(2)、工控機(3)、 PLC控制櫃(4)組成，其各 裝置結構及連接關係是管道取樣器的結構如圖2所示在取樣器體一端制有取 樣器入口(l-l)，另一端制有取樣器出口(l-8)，在取樣器體上裝有取杼器氣動閨
(1-2)，取樣器氣動(l-2)—端連接傳動刮刀(l-3),在取樣器體內置有多口取樣刀 (1-4),在取樣器體下方裝有上衝水氣動閥(l-5)，在上衝水氣動閥(l-5)下端裝有 進礦氣動閥(1"6)，在進礦氣動閥(l-6)下端裝有下衝水氣動閥(l-7)，下衝水氣動 閥(l-7)連接下料管，下料管另一端連接Y射線測量裝置(2)的進礦口(2-2),取 樣器氣動閥(l-2)、上衝水氣動閥(l-5)、進礦氣動閥(1"6)、下衝水氣動閥(l-7) 通過導氣管分別連接電磁閥盒(2-14)內對應的控制電磁閥；Y射線測量裝置(2) 的結構是在Y射線測量裝置櫃體(2-1)上部制有進礦口(2-2),另一端制有出礦 口(2-18)和溢礦口(2-16),進礦口(2-2)—側裝有緩衝板(2-3),在另一側裝有液
位報警器(2-15)，進礦口(2-2)下部制有緩衝箱(2-5)，在緩衝箱(2-5)上部裝有 過濾網(2-4)，在過濾網(2-4)上面裝有高壓水管(2-10)，在高壓水管(2-IO)上裝 有網衝洗電磁閥，在緩衝箱(2-5)底部連接測量管道(2-8),在測量管道(2-8)外 裝有管道屏蔽層(2-7)，在測量管道(2-8)上裝有高壓水管(2-10)，高壓水管(2-10) 上裝有反衝水氣動閥，在測量管道(2-8)後端裝有取樣管氣動閥，取樣管氣動閥 連接取樣管(2-13)，在取樣管(2-13)上方，在測量管道(2'-8)上裝有出礦氣動閥 (2-12)。網衝洗氣動閥、反衝水氣動閥、取樣管氣動閥、出礦氣動閥分別連接電 磁閥盒(2-14)內對應的控制電磁閥，在測量管道(2-8)—側置有銫探測裝置 (2-6)，在銫探測裝置(2-6)下方置有銫放射源(2-9)，在銫放射源(2-9)外側置有 鋂放射源(2-11)，在鋂放射源(2-11)上方裝有鋂探測裝置(2-17)，探測裝置信號 輸出端聯接工控機(3)。管道取樣器(l)、 Y射線測量裝置(2)上的電磁閥控制線 聯接PLC控制櫃體(4) ， PLC控制櫃體(4)內可編程序控制器信號通過485-232電 纜聯接工控機(3)。
在PLC控制櫃(4)內的可編程序控制器內裝有程序控制軟體1流道衝洗子程 序、2停止子程序、3標定子程序、4取樣子程序、5反衝洗子程序、6測量子程 序。
在工控機內按以下常規公式進行結果計算
PW=y4._!_ + 5.Z(1 + C 式中，X=^
Zl
當兩路射線的吸收厚度不同的情況下，令
H —' '
Zw(/ 2力 一 丄w(w2) L2= -~
//l一-Cs的吸收厚度，cm; //2~~Am的吸收厚度，cm;
nls-^Cs路容器裝滿水時，測到的射線計數；
w2s—Am路容器裝滿水時，測到的射線計數；
"l一容器充滿礦漿時，測到CS的射線計數；
"2—容器充滿礦漿時，測到Am的射線計數； /) = 45.9
j、 5、 C為待定係數
本發明的有益效果
1. 由於增加自動控制裝置，使測量狀態更加穩定，自動衝洗等功能確保了產品 檢測的長期穩定和精確。
2. 取樣器、y射線測量裝置整體配套，安裝容易，管道連接方便，節省安裝時間。
3. 採用自動控制進行清理維護，長期流通不堵塞，能長時間連續工作，維護方 便，節省人力。
圖1是本發明的結構示意圖 圖2是圖1中取樣器結構示意圖 圖3是圖2中A向視圖 圖4是圖1中y射線測量裝置結構示意圖
具體實施例方式
結合附圖詳細說明本發明的結構 一種自動控制礦漿品位儀見圖l，由管 道取樣器l、 Y射線測量裝置2、工控機3、 PLC控制櫃4組成，其各裝置結構及 連接關係是管道取樣器的結構如圖2所示，在取樣器體一端制有取樣器入口 1-1，另一端制有取樣器出口 1-8,通過法蘭直接連接到輸礦管道上。在取樣器體 上裝有取樣器傳動裝置1-2,取樣器傳動裝置1-2 —端連接傳動刮刀1-3，傳動刮 刀1-3對取樣器內多口取樣刀14的取樣口起清理作用。在取樣器體內置有多口 取樣刀14,取樣刀口迎向礦流方向，取樣刀貫穿整個取杼裝置，防止料流出現分 層情況,保證取樣的代表性。當取樣器傳動裝置1-2啟動時，傳動刮刀1-3在多 n取樣刀14的刀口間來回刮動如圖3所示，取樣刀口數量，根據現場實際需要 設定。在取樣器體下方裝有上衝水氣動閥1-5,在上衝水氣動閥1-5下端裝有進 礦氣動閥1-6,在進礦氣動閥1"6下端裝有下衝水氣動閥1-7,下沖水氣動閥17 連接下料管，下料管另一端連接y射線測量裝置2的進礦口2-2。取樣器氣動閥 1-2、上衝水氣動閥1-5、進礦氣動閥1-6 、下衝水氣動閥l-7通過導氣管分別連 接電磁閥盒2-14內對應的控制電磁閥，由電磁閥的開關控制導氣管中氣體的導
通，從而控制氣動閥的動作。Y射線測量裝置的結構如圖3所示Y射線測量裝 置2的結構是在Y射線測量裝置櫃體2-1上制有進礦口 2-2，另一端制有出礦
口 2-18和溢礦口 2-16。進礦口 2-2 —側裝有緩衝板2-3，在另一側裝有液位報 警器2-15，進礦口 2-2下部制有緩衝箱2-5，在緩衝箱2-5上部裝有過濾網2-4， 過濾網視現場情況制定。礦漿首先到達緩衝部位,緩衝裝置對料流起緩衝作用， 減輕礦漿的衝擊作用，更主要的是去除礦漿中氣泡，使料液均勻的作用。經過緩 衝裝置的料流平滑的流到過濾網上.過濾網對礦漿起到過濾作用，將礦漿中的雜 質剔除,防止雜質堵塞測量主管道，影響測量精度。在過濾網2-4上面裝有高壓水 管，在高壓水管2-10上裝有網衝洗電磁閥，利用高壓水衝洗過濾網。在緩衝箱
2-5底部連接測量管2-8,測量管道為聚氨酯型管道。與不鏽鋼"Z"型測
量管道相比，新的測量管道內壁更光滑，易加工，質量輕，方便安裝，設計更符 合流通要求，並且管道材料耐磨性更好，在測量管道2-8外裝有管道屏蔽層2-7， 在測量管道2-8下部連有高壓水管，高壓水管2-IO上裝有反衝水氣動閥。在測 量管道2-8後端裝有取樣管氣動閥，取樣管氣動閥連接取樣管2-13。在取樣管 上方，測量管道2-8上裝有出礦氣動閥2-12。網衝洗氣動閥、反衝水氣動閥、 取樣管氣動閥、出礦氣動闕分別連接電磁閎盒2-14內對應的控制電磁閥，由電 磁閥的開關控制導氣管中氣體的導通，從而控制氣動閥的動作。在測量管道2-8 一側置有銫探測裝置2-6,在銫探測裝置下方置有銫放射源2-9,銫源Csl37活 度為20mci或25mci， Y射線的穿透能力遠大於X螢光。物料對準直Y射線束的 衰減能力和物料的質量厚度成線性關係，當液層厚度遠大於物料顆粒度時，衰減 量和粒度大小沒有關係，所以用Y吸收法測量元素的含量不會受到物料的粒度、 濃度等因素的影響。在銫放射源上方裝有探測器，使用智能式的能譜分析探測器 和新型的雙能量自動穩峰技術，使射線計數率的重複性和長期穩定性<0.1%。 在銫放射源2-9外側置有鋂放射源2-11,鋂源Am241活度為50mci。在鋂放射 源2-11上方裝有鋂探測裝置2-17,探測裝置為高靈敏、高效率的閃爍探測器， 大大降低了放射源用量。探測裝置信號輸出端聯接工控機3。管道取樣器1、 Y 射線測量裝置2上的電磁閥控制線聯接PLC控制櫃體4， PLC控制櫃體4內可編 程序控制器信號通過485-232電纜聯接工控機3。
可編程序控制器採用西門子S7-200作為主控CPU,編譯各流程的控制程序；
信號釆集與分析處理過程在信號變送器和工控機3中進行；工控機3與PLC控制 櫃4採用RS485-RS232建立通訊,通過工控機3的主控界面控制PLC程序的運行。 Y射線測量裝置的外殼採用5mm厚的鐵板，可將射線全部擋住，保證了使用環 境的輻射安全性能。
自動控制程序如下
1、 流道衝洗子程序
關閉取樣器閥，打開上衝水、下衝水、網衝水、反衝水和取樣刀閥，分別對 取樣器、下礦管、過濾網、測量管道和取樣刀進行清洗。防止堵塞和管道掛壁的 情況出現，保證檢測的正常進行，確保測量初始條件不發生改變，保證測量精度。
2、 停止子程序
關閉取樣閥，打開下衝水、網衝水和反衝水，對下礦管、過濾網和測量管道 進行清洗，防止殘留在管道內部的礦漿出現掛壁情況，改變測量初始條件影響測 量精度。
3、 標定子程序
關閉取樣閥，打開下衝水、網衝水和反衝水，對下礦管、過濾網和測量管道 進行清洗，保證測量管道內壁清潔。關閉測量管閥，確保管道內充滿清水後關閉 清水，然後對靜態水零點進行標定。
4、 取樣子程序
需要對礦漿進行取樣標定時，打開取樣閥對管道流通的料流進行截取，保存 樣本供標定使用。
5、 反衝洗子程序
當液位出現報警時，執行報警反衝洗子程序。反覆執行反衝洗次數為3次， 可根據實際需要進行更改。首先，將下料閥門和出料閥門進行關閉，然後執行衝 洗，包括下衝水、網衝水和反衝水。3次衝洗完成後如果液位報警解除，程序將 直接切換到測量子程序，如果液位警報未解除，提示進行人工處理。
6、 測量子程序
測量子程序是整個程序的主要執行部分，正常是工作在測量狀態，但定時會 對測量管道、過濾篩網及取樣器的清洗操作，以保證測量狀態的連續與狀態穩定。 非接觸式測量方式，探測器和礦漿不發生接觸，長期使用不損壞。不須對礦
漿進行定量取樣和任何加工處理。可直接對輸礦管道、輸礦槽、溢礦盤等進行測 量。實現真正的在線檢測，測量結果代表性強。由於準確測定了礦漿的濃度，勿 須對礦漿進行定量取樣就可準確求得總固體量,鐵含量和總固體量的比值就是鐵 品位。從而鐵品位的測量不受物料粒度、濃度和成分變化的影響，使得此儀表測 量鐵品位時，對現場條件和物料狀況有極好的適應能力，具有很高的準確度和穩 定性。
其結果計算在工控機內按以下公式進行
抓x=f
當兩路射線的吸收厚度不同的情況下，令
丄l一—丄yi(zil)
丄2= I"("2s) —1"("2)
/n—Cs的吸收厚度，cm; 祀"^Am的吸收厚度，cm; wk-"Cs路容器裝滿水時，測到的射線計數； "25^Am路容器裝滿水時，測到的射線計數；
Wl—容器充滿礦漿時，測到CS的射線計數；
"2—容器充滿礦漿時，測到Am的射線計數； j、 fl、 C為待定係數。
權利要求
1.一種自動控制礦漿品位儀，其特徵在於由管道取樣器(1)、γ射線測量裝置(2)、工控機(3)、PLC控制櫃(4)組成，其各裝置結構及連接關係是管道取樣器的結構如圖2所示在取樣器體一端制有取樣器入口(1-1)，另一端制有取樣器出口(1-8)，在取樣器體上裝有取樣器氣動閥(1-2)，取樣器氣動閥(1-2)一端連接傳動刮刀(1-3)，在取樣器體內置有多口取樣刀(1-4)，在取樣器體下方裝有上衝水氣動閥(1-5)，在上衝水氣動閥(1-5)下端裝有進礦氣動閥(1-6)，在進礦氣動閥(1-6)下端裝有下衝水氣動閥(1-7)，下衝水氣動閥連接下料管，下料管另一端連接γ射線測量裝置的進礦口(2-2)；取樣器氣動閥(1-2)、上衝水氣動閥(1-5)、進礦氣動閥(1-6)、下衝水氣動閥(1-7)通過導氣管分別連接電磁閥盒(2-14)內對應的控制電磁閥；γ射線測量裝置(2)的結構是在γ射線測量裝置櫃體(2-1)上部制有進礦口(2-2)，另一端制有出礦口(2-18)和溢礦口(2-16)，進礦口一側裝有緩衝板(2-3)，在另一側裝有液位報警器(2-15)，進礦口(2-2)下部制有緩衝箱(2-5)，在緩衝箱上部裝有過濾網(2-4)，在過濾網上面裝有高壓水管(2-10)，在高壓水管上裝有網衝洗電磁閥，在緩衝箱(2-5)底部連接測量管道(2-8)，在測量管道外裝有管道屏蔽層(2-7)，在測量管道(2-8)下部裝有高壓水管(2-10)，高壓水管上裝有反衝水氣動閥，在測量管道(2-8)後端裝有取樣管氣動閥，取樣管氣動閥連接取樣管(2-13)，在取樣管(2-13)上方，在測量管道上裝有出礦氣動閥(2-12)；網衝洗氣動閥、反衝水氣動閥、取樣管氣動閥、出礦氣動閥通過導氣管分別連接電磁閥盒(2-14)內對應的控制電磁閥，在測量管道(2-8)一側置有銫探測裝置(2-6)，在銫探測裝置(2-6)下方置有銫放射源(2-9)，在銫放射源(2-9)外側置有鋂放射源(2-11)，在鋂放射源(2-11)上方裝有鋂探測裝置(2-17)，探測裝置信號輸出端聯接工控機(3)；管道取樣器(1)、γ射線測量裝置(2)上的電磁閥控制線聯接PLC控制櫃體(4)，PLC控制櫃體(4)內可編程序控制器信號通過485-232電纜聯接工控機(3)。
2、根據權利要求1所述的一種自動控制礦漿品位儀，其特徵在於測量管道(2-8)為聚氨酯"("型管道。
全文摘要
一種自動控制礦漿品位儀由管道取樣器(1)、γ射線測量裝置(2)、工控機(3)、PLC控制櫃(4)組成。使用獨立的管道取樣器和採用兩種不同能量的γ射線吸收作為測量檢測裝置，取樣器、γ射線測量裝置整體配套，不但減少了安裝的環節和安裝所需的空間及安裝費用，而且通過利用自動控制來完成儀表的水零點標定、衝洗、取樣及日常維護功能，長期流通不堵塞，能長時間連續工作，維護方便，節省人力。自動控制為礦漿品位儀現場適應性增強和工藝控制參與提供了有利保證。由於增加自動控制裝置，使測量狀態更加穩定，自動衝洗等功能確保了產品檢測的長期穩定和精確。
文檔編號G01N35/00GK101368917SQ200810228109
公開日2009年2月18日 申請日期2008年10月16日 優先權日2008年10月16日
發明者叢浩傑, 於景旦, 劉家勇, 健 吳, 李俊峰, 李曉紅, 楊學謙, 林春強, 王佔華, 肖憲東, 蔣寶慶, 賈東升, 鑫 金, 閻玉峰, 陶俊濤, 巖 高, 高桂勇 申請人:丹東東方測控技術有限公司