灰分儀工作原理

放射性核素在自然界中是普遍存在的，比如巖石和土壤中都有一定量的天然放射性元素（如鈾、釷和鉀等），煤炭也不例外，并且燃煤中的礦物質（灰分）比有機質（揮發分）含有更多的放射性元素。這些放射性元素可以認為是一些微小的放射源，當它們發射的天然γ射線與周圍物質（如煤中的礦物質和有機質）相互作用時，天然γ射線的能量就向低能方向聚集，從而形成“低能峰”，這種“低能峰”的譜線形狀和峰面積與煤的成分構成有關。

利用這一信息，采用高靈敏度的γ射線探測器，探測特征γ射線的粒子通量，即可對煤炭灰分進行快速監測。如將天然放射性信息與膠帶輸送機單位長度上的料厚或料厚測量信號相結合，可使在線灰分監測的置信度進一步提高。

無源灰分儀

智能化系統和儀器需求旺盛并呈放大趨勢：當前我國已經明確了碳達峰和碳中和時間表，煤炭利用的旺盛需求和碳排放的總量限制之間的矛盾勢必會對煤炭企業的提質增效提出更高的要求。隨著行業協會和業內各大煤炭集團出臺智能化建設的標準和規范，智能化的概念已經深入人心，簡單的自動化控制技術改造已經無法滿足工人和生產經營管理者的需要。智能化系統和儀器在業內的應用獲得了極高的接受度，成為煤炭企業生產提質增效的選擇。

灰分儀的應用背景

在一些大型煤炭生產、運輸企業中，由于其煤炭運輸量很大，為了提高輸煤皮帶強度，增加壽命和安全性，往往采用內嵌鋼絲皮帶。普遍使用的在線煤灰分儀應用在鋼絲皮帶上，其測量結果會受鋼絲影響，將產生很大的誤差。本廠品利用特殊的設計解決了這個難點，可以應用在鋼絲皮帶運輸煤炭的系統上，測量灰分不受皮帶中鋼絲的影響。

無源灰分儀的原理及結構

(1) 原理。無源在線測灰儀不使用放射源，通過檢測煤中自身所含的放射性元素 ( 如鉀、釷、銣等) 所發出的天然 γ 射線量，利用其與灰分的相關性，經數據篩選，結合稱重量，對實時灰分進行擬合推斷。

(2) 結構。無源在線測灰儀由 γ 射線探測器、

環境射線屏蔽體、能譜分析儀表、膠帶電子秤等測量探測裝置組成，如圖 1 所示。

(3) 主要部件作用。γ 射線探測器包括閃爍晶體、光電倍增管等探測元件，其作用是將入射的 γ射線轉換為可供測量的電信號后供能譜分析儀使用; 環境射線屏蔽體由多塊防輻射合金板組成，其作用為可減少本底環境輻射對探測器的影響; 能譜分析儀對能譜信號進行分析、運算、顯示并實現人機交互功能。