DE8913238U1

DE8913238U1 - Einrichtung zur Schnellbestimmung des Aschegehaltes von Kohle oder zur Analyse anderer Mehrstoffgemische

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Publication number: DE8913238U1
Application number: DE8913238U
Authority: DE
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1989-11-09
Filing date: 1989-11-09
Publication date: 1990-01-18
Anticipated expiration: 1999-11-10

Description

VZ-PV 1/4/89 Ha/Lü

Einrichtung zur Schnellbestimmung des Aschegehaltes von Kohle oder .zgrAnalyse.anderer.Merhrstoffgemische

Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zur Schnellbestimmung insbesondere des Aschegehaltes mit Hilfe des Transmissionsverfahrens, wobei oberhalb des die Kohle transportierenden Förderbandes Strahlungsquellen und unterhalb Detektoren angeordnet sind, deren Detektorsignale in einer Auswerteeinheit ausgewertet werden.

Bei der radiometrischen Schnellbestimmung des Aschegehaltes wird die Wechselwirkung der Gammastrahlung mit Materie aufgrund des Fotoeffektes ausgenutzt. Hierbei nutzt man die starke Abhängigkeit des Absorptionskoeffizienten von der Ordnungszahl der absorbierbaren Materie (Z ...Z) zur Unterscheidung der kohlebildenden Elemente (Z: niedrig) und der bergebildenden Elemente (Z: hoch). Es wird also nicht in dem Sinne der Aschegehalt, sondern vielmehr die mit dem Aschegehalt korrelierende mittlere Ordnungszahl des Massestroms gemessen. Dieses bekannte, im wesentlichen aus der DE-OS 31 14 668 bekannte Meßverfahren versagt, wenn sich

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Anteile von Elementen in den Borgen, die eine hohe Ordnungszahl haben, signifikant verändern, da über die Abhängigkeit von Z ... Z der Absorptionskoeffizient sich hierdurch wesentlich veränddert, ohne daß der Qergeanteil variiert. Messungen des Eisenanteils mit der Röntgenfluoreszenzanalyse haben sich als nicht repräsentativ genug erwiesen, da die Röntgenfluoreszenzenergie des Eisens mit 1,9 Kev zu niedrig ist, um eine wesentliche Materialschicht zu durchdringen. Es erfolgen somit lediglich punktuelle und damit nicht repräsentative Messungen an der Oberfläche des Massestroms, wodurch sich ein solches Verfahren für den Dauerbetrieb als sehr unsicher erweist. Bei dem aus der DE-OS 31 14 668 bekannten Verfahren und der zur Durchführung vorgesehenen Einrichtung wird zur Optimierung vorgeschlagen, der jeweiligen Messung der Intensität von Röntgenstrahlen wenigstens eine weitere Messung aus einem anderen Energiebereich gegenüberzustellen, um so eine Kontrolle zu erleichtern. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß eine solche Messung sehr aufwendig und sehr genau vorgenommen werden muß, um die notwendigen erheblichen Unterschiede und damit eine entsprechende Kontrolle jeweils zu ermöglichen. Treten die Unterschiede an beiden Energiebereichen auf, erfolgt keine einwandfreie Messung mehr und damit ergeben sich die gleichen Probleme wie beim Ascheschnellbestimmungsverfahren.

) Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auch bei wechselnden Elementanteilen mit hoher Ordnungszahl in den Bergen einwandfrei arbeitende Einrichtung zur Messung des Aschegehaltes zu schaffen.

Die Aufgabe wird neuerungsgemäß mit einer Einrichtung gelöst, bei der ein zusätzlicher, nach dem Streuverfahren arbeitender Detektor an dem Förderband angeordnet ist und mit einer ihrerseits mit der Auswerteeinheit verbundenen Auswerteeinrichtung in Verbindung steht. Der Detektor wird unter einem geeigneten Streuwinkel an der-

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jenigen Meßstrecke montiert, die die Messung der Zusammensetzung des Meßproduktes dient, um so die gestreute Gammastrahlung zu empfangen, aufzunehmen und die entsprechenden Signale an die Auswerteeinrichtung weiterzugeben. Diese Auswerteeinrichtung steht mit der Auswerteeinheit der nach dem Transmissionsverfahren arbeitenden Detektoren in Verbindung, um dieser das gebildete Korrektursignal des Eiseneinflusses zu übertragen. Auf diese Art und Weise ist eine genau arbeitende Anlage geschaffen.

Die gleichzeitige Messung von elastisch und unelastisch gestreu- r ter Gammastrahlung wird bereits zur Bestimmung des Fettgehaltes in Fleischeingesetzt. Die Strahlungsanteile unterliegen denselben geometrischen Bedingungen, so daß durch die Bildung des Quotienten beider Strahlungsanteile geometrische Einflußfaktoren eliminiert werden. Da beide Strahlungsanteile der gleichen Fotoabsorption unterliegen, wird der Einfluß des Fotoeffektes ebenfalls eliminiert. Es bleibt eine Abhängigkeit des Strahlungsverhältnisses von Z ' . Dieses Verfahren ist allein nicht als on-line-Meßverfahren im Kohlebergbau bzw. in der Kohleaufbereitung einsetzbar, da die geringe Strahlungsintensität sowie die aufwendige Verrechnung der Strahlungsanteile zu langen Meßzeiten und einer vergleichsweise geringen Meßgenauigkeit führen. Bei Kombination mit dem sogenannten Transmissionsverv fahren gemäß neuerungsgemäßer Einrichtung wird das Streuverfahren nicht zur Messung des Aschegehaltes, sondern vielmehr zur Korrektur des Eiseneinflusses benutzt. Der Meßeffekt bei der Detektion des variierenden Eisengehaltes ist aufgrund der Verhältnisse der Ordnungszahlen höher als beim Transmissionsverfahren. Ferner variiert der Eisengehalt in der Asche nur langsam, so daß die benötigten langen Meßzeiten für das Streuverfahren kein Problem darstellen können. Es ergibt sich so

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mit ein sehr vorteilhaft genau arbeitendes Verfahren, das auch bei laufendem Förderer ohne weiteres einsetzbar ist und sich damit für den Betrieb besonders gut eignet. Vorteilhaft ist weiter, daß bestehende Einrichtungen entsprechend ergänzt und dann in der verfahrensmäßigen Art und Weise betrieben werden können, so daß eine Umrüstung ohne großen Aufwand möglich und damit verbesserte Meßverfahren verwirklicht sind.

Je nach Gegebenheiten ist es zweckmäßig, wenn der zusätzliche Detektor ein hochauflösender Halbleiterdetektor ist. Dieser genau arbeitende Halbleiterdetektor kann ebenso wie der Szintillationsdetektor der Transmissionsstrecke einer Meßstrecke zugeordnet werden, ohne daß eine eigene Strahlungsquelle erforderlich ist.

Dort, wo der notwendige Platz vorhanden ist und wo große Mengen an Kohle gefördert werden, kann es zweckmäßig sein, mehrere zusätzliche Detektoren unter unterschiedlichen Streuwinkeln oder auch parallel anzuordnen, um so eine höhere gemessene Strahlungsintensität zu erreichen. Fehler können so vollständig eliminiert und ein genauer Betrieb der neuerungsgemäßen Einrichtung gewährleistet werden.

Vorteilhaft ist die Verwendung einer gemeinsamen Auswerteeinheit für die Korrektur- und die Aschemessung. Hierzu ist vorgesehen, daß der zusätzliche Detektor direkt mit der auch sein Signal auswertenden Auswerteeinheit verbunden ist. Damit kann eine Auswerteeinheit eingespart werden.

Die Neuerung zeichnet sich durch einen hohen technischen Fortschritt aus, der insbesondere auch darin zu sehen ist, daß auf vorhandene Anlagen zurückgegriffen werden kann, die lediglich durch die entsprechenden zusätzlichen Detektoren zu komplettieren sind. Auch bei der weitergehenden Ballastgehaltsmessung erbringt

die Einrichtung neben der höheren Meßgenauigkeit weitere Vorteile, insbesondere bei der Kalibrierung der Aschegehaltsmessung. Damit zeichnet sich die Einrichtung durch wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aus, die gerade bezüglich der für die nachfolgenden Aufarbeitungs- und Aufbereitungsschritte eine besondere Bedeutung haben.

Die vorliegende Neuerung wird anhand der einzigen Figur ergänzend erläutert.

Die Meßeinrichtung für die Aschegehaltsbestimmung ist allgemein mit 1 bezeichnet. Sie ist hier einem Förderband 2 zugeordnet, und zwar in Form zweier Meßstrecken 3, die zwei Strahlungsquellen 4, 6 und zwei Transmissionsdetektoren 5, 7 aufweisen. Die ermittelten Werte werden der Auswerteeinheit 8 zugeführt, wo sie ausgewertet und als entsprechendes Signal an weitere Einheiten weitergeleitet werden.

Während die Meßeinrichtung mit den Bezugszeichen 1 bis 8 dann genaue Werte erbringt, wenn Änderungen im Gehalt an Elementen höherer Ordnungszahl nicht auftreten, arbeitet die in Figur 1 wiedergegebene Einrichtung auch bei Änderungen des Gehaltes an Elementen höherer Ordnungszahlen unabhängig genau, weil über den ( \ zusätzlichen Detektor 9 die elastisch und unelastisch gestreute Gammastrahlung gemessen und zu einem den Gehalt an Elemente höherer Ordnungszahl berücksichtigenden Korrektursignal mit Hilfe der Auswerteeinheit 10 umgebildet wird. Dieses Korrektursignal wird der Auswerteeinheit 8 zugeführt, um hier die Genauigkeit der Aschegehaltsmessung entsprechend zu erhöhen.

Denkbar ist es auch, daß der zusätzliche Detektor 9 sein Detektorsignal unmittelbar der Auswerteinheit 8 übergibt, wo dieses Signal dann zu einem Korrektursignal ausgewertet wird.

Bei der aus Figur 1 ersichtlichen Ausführung ist ein einzelner zusätzlicher Detektor 9 vorgesehen. Hier können auch mehrere zusätzliche Detektoren 9 in paralleler Anordnung oder unter unterschiedlichen Streuwinkeln vorgesehen werden, um so die Messung insgesamt zu verbessern.

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1 Meßanlage Aschegehalt %

2 Förderband |

3 Meßstrecke v

4 Strahlungsquelle I

5 Detektor (Transmission)

6 Strahlungsquelle II

7 Detektor (Transmission) i

8 Auswerteeinheit |

9 zusätzlicher Detektor (Streuung)
Auswerteeinrichtung

Claims

Schutzansprüche

1. Einrichtung zur Schnellbestimmung insbesondere des Aschegehaltes mit Hilfe des Transmissionsverfahrens, wobei oberhalb oder unterhalb des die Kohle transportierenden Förderbandes Strahlungsquellen und unterhalb bzw. oberhalb Detektoren angeordnet sind, deren Detektorsignale in einer Auswerteeinheit ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher, nach dem Streuverfahren arbeitender Detektor (9) an dem Förderband (2) der nieder-energetischen Meßstrecke (3) unter einem geeigneten Streuwinkel angeordnet ist und mit einer ihrerseits mit der Auswerteeinheit (8) verbundenen Auswerteeinrichtung (10) in Verbindung steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Detektor (9) ein hochauflösender Halbleiterdetektor ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zusätzliche Detektoren (9) unter unterschiedlichen Streuwinkeln oder parallel eingesetzt sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Detektor (9) direkt mit der auch sein Signal auswertenden Auswerteeinheit (8) verbunden ist.