專利名稱：防爆γ射線探測儀和礦用煤灰分儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及煤質檢測技術，特別涉及一種防爆y射線探測儀和礦用煤灰分儀。
背景技術：
隨著煤礦采掘深度的延伸，煤炭生產成本也在逐步攀升。煤灰分是煤品質的重要指標，其是指煤在一定溫度下充分、完全灼燒后，高原子序數氧化物殘渣所占的質量分數。煤灰分與煤的發(fā)熱量密切相關，也是現階段我國制定煤炭出廠價格的基本依據。因此，有效控制煤的灰分是增加企業(yè)經濟效益的重要手段，必須做好煤質控制，對煤中灰分的含量進行測定。
目前廣泛采用根據y射線透射原理制成的煤灰分儀在地面對煤灰分進行實時在線檢測，控制煤的質量。但是，地面測出的煤灰分數據對井下的采煤作業(yè)控制具有很大的滯后性，不能及時指導井下采煤工作面的生產，不能適應現代化礦井生產的需求。而如果將煤灰分儀應用于煤礦井下，必須將煤灰分測量設備做成防爆型并符合國標GB3836-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備的要求。
但是，現有技術的地面煤灰分儀不能應用于含有瓦斯爆炸性氣體環(huán)境的煤礦井下，因為其存在以下技術缺陷
如果將煤灰分儀應用于井下，煤灰分儀中的y射線探測儀必須裝在防爆殼中。防爆殼要達到防爆要求，其外殼的鋼板厚度不小于3mm;而3mm厚的鋼板對低能y射線具有較大的衰減作用，對低能y射線的衰減是94.1%，造成裝在防爆殼中的防爆y射線探測儀對低能y射線的計數接近天然本底計數，導致礦用煤灰分儀不能正常工作。如果通過加大低能y射線輸出器中的源強來加大防爆y射線探測儀的計數值，又會大大增加放射源的成本和防護的難度。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種防爆Y射線探測儀和礦用煤灰分儀，解決現有煤灰分儀應用于井下時，煤灰分儀中防爆Y射線探測儀的防爆殼對低能Y射線大幅衰減的問題，實現防爆Y射線探測儀對低能Y射線具有較高的通透性，礦用煤灰分儀能夠應用于煤礦井下環(huán)境。
本發(fā)明提供了 一種防爆Y射線探測儀，包括防爆殼和位于所述防爆殼內的Y射線接收器，所述防爆殼的接收所述Y射線一側的防爆端蓋上開有通孔，所述通孔處"i殳置有用于將所述Y射線從所述防爆殼外部引入所述防爆殼內部的Y射線接收器的射線透窗。
本發(fā)明提供了一種礦用煤灰分儀，包括防爆Y射線探測儀、Y射線輸出器和信號處理單元，其中，防爆Y射線探測儀可以采用本發(fā)明提供的防爆Y射線探測儀；所述Y射線輸出器用于輸出射向被測煤層的Y射線；所述防爆
Y射線探測儀用于接收穿透所述被測煤層后的Y射線信號，并將所述Y射線信號輸出至所述信號處理單元；所述信號處理單元用于對所述防爆Y射線探測儀接收到的所述Y射線信號進行分析處理得出煤灰分。
本發(fā)明防爆Y射線探測儀和礦用煤灰分儀通過在防爆Y射線探測儀的防爆殼上設置由對低能Y射線具有較高通透性材料制成的射線透窗，可以解決現有煤灰分儀應用于井下時，煤灰分儀中的防爆Y射線探測儀的防爆殼對低能Y射線大幅衰減的問題，實現了防爆Y射線探測儀的防爆殼對低能Y射線具有較高的通透性，礦用煤灰分儀能夠應用于井下環(huán)境，適應現代化礦井生產的需求。


圖1為本發(fā)明防爆Y射線探測儀實施例的結構示意圖；圖2為本發(fā)明礦用煤灰分儀實施例的結構示意圖。
具體實施例方式
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本發(fā)明防爆Y射線探測儀實施例的結構示意圖，如圖1所示，本實施例的防爆Y射線探測儀包括防爆殼1和y射線接收器2。其中，防爆殼1的厚度不小于3mm，本實施例中可以為6mm。在防爆殼1的接收y射線的一側設置有防爆端蓋3,該防爆端蓋3正對Y射線輸出器，用于接收Y射線輸出器輸出的穿透被測煤層的Y射線。防爆端蓋3上的中部與Y射線輸出器相對的部分開有通孔，該通孔處設置有射線透窗4,射線透窗4的直徑不小于18mm。該射線透窗4用于將Y射線從防爆殼1外部引入防爆殼1內部的Y射線接收器2,從Y射線輸出器射出的Y射線可以通過該射線透窗4射入防爆Y射線探測儀內部，被Y射線接收器2接收。進一步地，該防爆端蓋3上還可以設置壓盤5,壓盤5可以通過螺栓固定在防爆端蓋3上，對射線透窗4與防爆端蓋3的接縫處形成密封。具體實施中，該壓盤5的材料可以為鋼板或者鑄鐵。
其中，射線透窗4由對于Y射線具有較高通過率的材料組成，該材料對Y射線中的低能Y射線的衰減率為10%-60%;上述材料的防爆性能必須符合GB3836要求，通過國家防爆檢驗部門認證，在此基礎上，對低能Y射線的衰減較小，可以允許大部分的低能Y射線通過。如可以選用鋼化玻璃、鋁合金等。具體實施中，可以采用不低于10mm厚的鋼化玻璃，例如采用10mm厚的鋼化玻璃，其首先必須滿足GB3836的防爆要求，而且該鋼化玻璃對低能Y射線的通過率可以高達60。/。。通過在防爆殼1上設置射線透窗4，使得防爆Y射線探測儀同時具有防爆性能和低能Y射線高通透性能。相比現有技術中的通過加大低能Y射線輸出器中241Am源的源強來加大y射線探測儀的計數值的方法，本實施例的防爆Y射線探測儀可以節(jié)省》文射源的成本，因為加大源強會大大增加放射源的成本和防護的難度。本實施例的防爆Y射線探測儀在用以接收低能Y射線的使用中，低能Y射線可以以高達60 %的通過率通過防爆殼上的射線透窗4,從而滿足了礦用煤灰分儀對防爆y射線探測儀接收低能Y射線計數的要求，保證了礦用煤灰分儀的測量精度。本實施例的防爆Y射線探測儀為隔爆兼本安型，可以有意地限制危險區(qū)域電路的電能，使任何可能產生的電路火花或熱點都變得極弱小而不至于引爆氣體。
需要說明的是，本領域技術人員通常認為，質量厚度(Y射線穿過物質的厚度與物質的密度的乘積)大的物質對Y射線的衰減量大，質量厚度小的物質對Y射線的衰減量小。比如10mm鋼化玻璃的質量厚度為2.7g/cm2， 3mm鋼板的質量厚度為2.34g/cm2,理論上10mm厚的鋼化玻璃對低能y射線的衰減量應大于3mm厚鋼板的衰減量。但是，發(fā)明人在實現本發(fā)明的過程中發(fā)現，鋼化玻璃對Y射線實際衰減量不是向通常認為的那樣，而是可以對低能y射線具有較低的衰減量，具有較高的通透性，而且透過率可以高達60%;克服了該技術的偏見，取得了預料不到的技術效果，從而解決了礦用煤灰分儀研發(fā)中的核心技術難題，而且不需要采用前述的增大源強的方法，可以節(jié)省放射源成本，使得本實施例的防爆Y射線探測儀既滿足防爆性能要求，又可以滿足防爆Y射線探測儀接收低能Y射線計數的要求，保證礦用煤灰分儀的測量精度，為將礦用煤灰分儀應用于井下環(huán)境創(chuàng)造了條件，使得礦用煤灰分儀具有廣闊的應用前景，可以實時指導井下采煤工作面的生產，適應現代化礦井生產的需求。
本實施例防爆Y射線探測儀通過在防爆Y射線探測儀的防爆殼上設置對低能Y射線具有較高通透性的射線透窗，實現不僅滿足其防爆性能要求，可以應用于井下實時在線測量煤灰分，滿足煤炭行業(yè)現代化生產的迫切需要；而且還使得防爆殼對低能Y射線具有較高的通透性，保證了礦用煤灰分儀的正常工作和測量精度。
圖2為本發(fā)明礦用煤灰分儀實施例的結構示意圖，如圖2所示，本實施例的礦用煤灰分儀包括Y射線輸出器6、防爆Y射線探測儀7以及與防爆y射線探測儀7連接的信號處理單元8。其中，Y射線輸出器6用于輸出射向被測煤層的Y射線；防爆Y射線探測儀7用于接收穿透被測煤層后的Y射線信號，并將Y射線信號輸出至信號處理單元8;信號處理單元8用于對防爆y射線探測儀7接收到的Y射線信號進行分析處理得出煤灰分。防爆Y射線探測儀 7具有和Y射線探測儀實施例所述的Y射線探測儀相同的結構，在此不再贅 述。
本實施例的礦用煤灰分儀工作時，防爆Y射線探測儀7可以設置在與Y 射線輸出器6相對的位置，Y射線輸出器6和防爆Y射線探測儀7中間為被 測煤層，Y射線輸出器6輸出的Y射線穿透被測煤層后，被防爆Y射線探測 儀7接收，通過防爆Y射線探測儀7防爆殼上的射線透窗進入。該Y射線中 包括低能Y射線，低能Y射線穿透煤層時由于煤層中的灰分作用會有一定的 衰減，防爆Y射線探測儀接收該衰減后的低能Y射線后將其輸出至信號處理 單元8，具體實施中，該信號處理單元8可以為計算機等處理控制模塊或裝 置，由該信號處理單元8通過分析^f氐能Y射線穿透凈皮測煤層后的衰減量得出 該被測煤層中的灰分含量。其中，防爆Y射線探測儀7防爆殼上的射線透窗
對Y射線中的低能Y射線具有高通透性，大部分的低能Y射線都能通過。例 如，具體實施中，其可以采用10mm厚的鋼化玻璃，使得低能y射線的通過 率可以高達60%。防爆Y射線探測儀7接收到Y射線后，將光信號轉換成電 信號，并輸出至信號處理單元8進行信號的分析處理，計算得出煤灰分值。 煤灰分值是根據穿透被測煤層后低能Y射線的衰減來得出的，煤中的灰分對 穿透該煤層的低能Y射線具有吸收作用，會造成低能Y射線的衰減，灰分越 高，低能Y射線衰減量越大；煤灰分儀的測量原理即為根據低能Y射線的衰 減來計算得出煤灰分值。礦用煤灰分儀對防爆y射線探測儀接收低能y射線 計數有要求，而現有技術中防爆Y射線探測儀的防爆殼對低能Y射線大幅衰 減后會使得防爆Y射線探測儀對低能Y射線的計數接近天然本底計數，會導 致礦用煤灰分儀不能正常工作。由于本實施例中的防爆Y射線探測儀7對低 能Y射線具有較高的通透性，就可以滿足防爆Y射線探測儀7接收低能Y射 線的計數要求，保證礦用煤灰分儀的測量精度，從而使得該礦用煤灰分儀既 具有防爆性，又能夠對透過被測煤層的低能Y射線正常計數，保證測量精度， 可以應用于井下，滿足煤炭行業(yè)現代化生產的迫切需要，具有廣闊的應用前景。
本實施例礦用煤灰分儀通過在防爆Y射線探測儀的防爆殼上設置對低能 Y射線具有較高通透性的通透材料，實現不僅具有防:曝性，可以應用于井下 實時在線測量煤灰分，滿足煤炭行業(yè)現代化生產的迫切需要；而且還使得防 爆殼對低能Y射線具有較高的通透性，保證了礦用煤灰分儀的正常工作和測 量精度。
最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其進 行限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技 術人員應當理解其依然可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換， 而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術方案脫離本發(fā)明技術方案的 精神和范圍。
權利要求
1、一種防爆γ射線探測儀，包括防爆殼和位于所述防爆殼內的γ射線接收器，其特征在于，所述防爆殼的接收所述γ射線一側的防爆端蓋上開有通孔，所述通孔處設置有用于將所述γ射線從所述防爆殼外部引入所述防爆殼內部的γ射線接收器的射線透窗。
2、 根據權利要求1所述的防爆Y射線探測儀，其特征在于，所述射線透 窗由對所述Y射線中的低能Y射線的衰減率為10%-60%的材料制成。
3、 根據權利要求2所述的防爆Y射線探測儀，其特征在于，所述材料為 鋼化玻璃或者鋁合金。
4、 根據權利要求1所述的防爆Y射線探測儀，其特征在于，所述射線透 窗的直徑應不小于18mm。
5、 根據權利要求1所述的防爆Y射線探測儀，其特征在于，還包括用于 對所述射線透窗與所述防爆端蓋的接口處起防爆密封作用的壓盤，所述壓盤 固定于所述防爆端蓋上。
6、 根據權利要求5所述的防爆Y射線探測儀，其特征在于，所述壓盤的 材料為鋼板或鑄鐵。
7、 一種包括權利要求1 ~ 6任一所述的防爆Y射線探測儀的礦用煤灰分 儀，其特征在于，還包括Y射線輸出器和信號處理單元；所述Y射線輸出 器用于輸出射向被測煤層的Y射線；所述防爆Y射線探測儀用于接收穿透所 述被測煤層后的Y射線信號，并將所述Y射線信號輸出至所述信號處理單元； 所述信號處理單元用于對所述防爆Y射線探測儀接收到的所述Y射線信號進 行分析處理得出煤灰分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防爆γ射線探測儀和礦用煤灰分儀，其中，防爆γ射線探測儀包括防爆殼和位于所述防爆殼內的γ射線接收器，所述防爆殼的接收所述γ射線的防爆端蓋上開有通孔，所述通孔處設置有用于將所述γ射線從所述防爆殼外部引入所述γ射線接收器的射線透窗。本發(fā)明防爆γ射線探測儀和礦用煤灰分儀實現不僅具有防爆性，而且還使得防爆殼對低能γ射線具有較高的通透性，保證了礦用煤灰分儀的正常工作和測量精度，可以應用于煤礦井下實時在線測量煤灰分，滿足了煤炭行業(yè)現代化生產的迫切需要。
文檔編號G01T1/00GK101551460SQ20091008398
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月13日 優(yōu)先權日2009年5月13日
發(fā)明者任安祥, 李江生, 王文清, 田柏林 申請人:北京市煤炭礦用機電設備技術開發(fā)公司