γ射线检测在箕斗卸载中的应用研究

论文摘要

多绳摩擦箕斗提升机，是矿井开采关键设备，提升机安全可靠的运行历来得到人们的重视。而箕斗的卸载状态对提升机的安全运行有很大影响。箕斗卸载有曲轨自动卸载和立式闸门气动、液动卸载，由于井筒截面的限制，箕斗通常为一个横截面较小的长方体容器，大容量箕斗长度尺寸更大。无论是曲轨卸载还是动力卸载，在箕斗卸载过程中由于箕斗的结构特点和提运煤炭物料粒(块)度、所含水分的变化，有时会发生箕斗内煤炭堵塞、卸料不净，出现重斗下放的提升工况，重斗下放，减速制动或安全制动时，最容易出现打滑，造成事故。提升系统的事故，通常都是灾难性的。这种事故的产生，将会严重影响安全生产。鉴于此，使用动力卸载箕斗提升系统的煤矿，提升过程中，装卸载主要靠人工观察操作，可靠性直接受人的工作状况、精神状态等主观因素的影响，易造成负载未卸完的现象，从而造成提升机重力下放的运行状态。因此，实现装卸载设备的自动化监测是很必要和现实的。本文介绍了γ射线料位计在监测箕斗卸载中的应用。在对γ射线检测物料料位机理和γ射线计数原理研究的基础上，确定了箕斗卸载检测系统的设计方案；在实验室里，通过一系列的相关实验，确定了检测系统中甄别器的阈值电压及相关参数，实现了检测系统的硬件设计和软件设计，在实验室内对γ射线检测系统进行测试，结果表明，用γ射线检测法，能够真实准确地检测箕斗的卸载状态，具有测量精度高、抗干扰性能好、成本低、操作简便等特点。本设计的监测系统主要是由上位机和下位机两部分组成。上位机采用PC机实现，下位机采用PLC来实现。本检测系统以Windows为开发平台，以面向对象的编程工具Visual Basic 6.0为开发工具，实现了整个系统的软件编程。利用VB 6.0作为软件的编程环境，实现了箕斗卸载实时数据的采集、实时曲线和历史曲线的绘制，完成了对箕斗卸载状态的检测。本系统具有界面友好、操作简单、人机交互性能好、自动化程度高等特点，具有广阔的使用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.1.1 矿井提升系统介绍
• 1.1.2 箕斗重斗下放的危害
• 1.2 课题研究的背景及意义
• 1.3 国内外研究动态
• 1.4 课题研究的内容
• 第二章 系统检测方案的确定
• 2.1 箕斗卸载检测的特点
• 2.2 几种测量方法的比较
• 2.2.1 超声波传感器
• 2.2.2 电容式传感器
• 2.2.3 称重式传感器
• 2.2.4 γ射线检测仪
• 2.3 检测方案的确定
• 2.3.1 通过密度直接判断箕斗卸载状态
• 2.3.2 通过密度和质量来判断箕斗卸载状态
• 2.3.3 通过密度和卸载时间来判断箕斗卸载状态
• 第三章 γ射线检测的理论研究
• 3.1 射线式传感器相关知识介绍
• 3.1.1 核辐射
• 3.1.2 射线式传感器
• 3.1.3 放射性辐射的防护
• 3.2 煤密度的表示形式
• 3.3 煤的组成及特征参数
• 3.4 γ射线的工业应用
• 3.5 利用γ射线检测的基本原理
• 3.5.1 密度测量原理
• 3.5.2 密度公式的确定
• 3.5.3 密度公式参数μ的确定
• 3.5.4 在箕斗卸载检测中密度公式的应用
• 3.6 实验过程和数据分析
• 第四章 检测系统的原理及设计
• 4.1 光子计数原理
• 4.1.1 光电倍增管的噪声性能
• 4.1.2 光子发射的泊松分布
• 4.1.3 光电子脉冲堆积效应
• 4.2 光子计数器
• 4.2.1 光电探测器
• 4.2.2 前置放大器
• 4.2.3 甄别器
• 4.2.4 计数方式
• 4.3 系统的抗干扰设计
• 4.3.1 干扰源分析
• 4.3.2 光电耦合隔离措施
• 4.3.3 光电耦合器的选择
• 第五章 检测系统的硬件设计
• 5.1 检测系统硬件组成
• 5.2 主要硬件设备介绍
• 5.2.1 放射源
• 5.2.2 探测器
• 5.2.3 光电隔离电路板
• 5.2.4 PCL-836计数卡
• 5.2.5 信号调理与整形电路
• 5.2.6 门控信号的设定
• 第六章 检测系统的软件开发
• 6.1 上位机选型
• 6.2 软件组成
• 6.3 软件开发工具
• 6.3.1 Visual Basic的发展
• 6.3.2 Visual Basic的特点
• 6.4 系统界面设计
• 6.4.1 界面设计的基本原则及使用方法
• 6.4.2 程序界面的设计
• 6.5 系统程序设计
• 第七章 结论
• 7.1 结论分析
• 7.2 问题分析
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文