灰分测量仪

灰分测量系统用于煤碳输送过程中，对原煤的灰分、进行在线检测、计量和控制。用来控制选煤和配煤，以便最大限度地利用优质煤源，满足质量规范要求，减少交货煤质的差异性，控制灰熔点，并提高选煤厂的效率。对于煤矿和电厂中那些对实时煤质数据要求很高的场合，包括定量装车站，螺旋采样和电厂煤仓上煤系统。例如，在洗煤厂中的典型应用有：
?????? 火车装煤及电厂卸煤时快速测量煤的灰分
?????? 配煤监测和控制
?????? 监测灰分的变化
伯托公司生产的灰分测量系统具有在线、非接触、安装简单、结果准确可靠等优势。
1、测量原理
当煤的组成极为复杂，但根据其元素分析数据，煤可分为两部分，一是以碳为代表的低原子序数元素；一是以硅为代表的高原子序数元素。而煤灰主要由煤中高原子序数元素的氧化物组成（硫除外）。采用双能透射法测量灰分，即利用两种可放射不同能量射线的放射源来构成“双透射通道”，来进行测量。
对低能射线，煤中各元素的质量衰减系数各不相同，随着原子序数的增大而增加；而对中能射线，煤中各种元素的质量衰减系数基本相等，参考右边图一 。
第一透射通道：241Am放射源发出的γ射线能量较低(59.5kev)，物质的原子序数越大，对241Am放射的γ射线的吸收越强（穿透煤被探测器探测到的γ射 线越少），而煤中灰分部分的原子序数比煤本身要大，因此，煤中的灰分含量越高，穿过煤的γ（241Am）射线越少，同时，灰分对241Amγ射线的衰减还与煤的 厚度有关，不能单从低能γ（241Am）射线的衰减完全确定煤中灰分的含量。因此，采用了第二通道。
第二透射通道：利用放射较高能量γ射线的放射源137Cs(661.7kev)来进行透射测量，因为煤本身和灰分对137Csγ的吸收基本一样，因此，穿过煤后的137Csγ信号就只与煤的 厚度有关。
因此，从中能量γ射线的强度变化可以反映出煤的厚度，以此可以修正煤的厚度变化引起的低能衰减的变化，而利用修正后的低能射线的衰减可求出煤中高原子序数元素的含量，从而求出煤灰分。用低能和中能两种射线透射同一煤层，经理论推导可得：

????????????? Ca = [A（lnI0-LnI）/（lnj0-lnj）]+B
　　
其中，Ca为测量煤样的灰分值，I、I0分别为有和无煤情况下低能γ的强度；J、J0分别为有和无煤情况下中能量γ的强度，A、B是与煤炭组成有关的常数。在放射源活度和机械结构一定的情况下，J０、I0和是可以预先确定的常数，由 上式可知，只要测量出I和J，就可求出煤灰分

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图一：灰分仪测量原理示意图（点击放大）
2、测量方案
下图是测量方案示意图：
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??????????????????????????????? 图二：测量方案示意图

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