专利名称：便携式热值快灰仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用Y射线测量煤灰份和发热量的测量仪器。
背景技术：
传统的化验煤灰分的方法是采用人工取样、制样、实验室化验，工作量大、 效率低。当煤量达到一定程度后，传统的方法就只能采取抽样化验方法，这样 会产生很多漏洞。
利用Y射线反散射法测量煤炭质量在90年代国内外就有相关报道，但应用
的相当少，近年来(2001年)国内才有少量应用。应用中存在以下问题
1、 现在实际应用中存在校正偏差较大的问题，随着环境条件改变，校正道 没有将所有的偏差消除。部分原因是因为采用6个或4个脉冲幅度鉴别器，而 造成了测量道和校正道的离散偏差，所以有校正偏差。
2、 采用双源时造成的2个谱峰干扰。
3、 探头放射源控制机构结构稳定性、抗震性较差。
4、 只能测量、显示灰分，而传统上用户习惯的是发热量。使用中不符合习惯。
5、 现场测量后人工手动存贮，当用户测量任务重时就显得效率低。传输方 式问题没有解决。
发明内容
本实用新型的目的就在于提供一种可在现场快速检测和显示的便携式热值 快灰仪。
本实用新型的目的可通过以下措施来实现
本实用新型包括插入器、Y放射源、放射源控制机构、套筒、主控制电路 和电源，套筒固定在探头上，套筒一端设操作面板，操作面板上设显示器，探 头与套筒连接处设底板，放射源控制机构固定在底板上，Y放射源设在放射源 控制机构内，套筒内设传感器和主控制电路，传感器与主控制电路相连接，主 控制电路与操作面板连接，电源分别连接传感器、主控制电路和电源总开关。
上述的便携式热值快灰仪，所述的套筒包括下套筒、中套筒和上套筒，下 套筒固定在探头上，中套筒由转法兰与下套筒相连，中套筒由手柄环与上套筒 连接，上套筒的另一端设上盖，上盖上设操作面板，操作面板上设有显示器，在手柄环的面板上设电源总开关，探头与下套筒连接处设底板，放射源控制机 构固定在底板上，Y放射源设在放射源控制机构内，传感器设在下套筒内，传 感器与上筒内的主控制电路相连接，主控制电路与上盖的操作面板连接，上套 筒内的电源分别连接传感器、主控制电路和电源总开关。
上述的便携式热值快灰仪，在手柄环的面板上还设数据接口，主控制电路 与数据接口相连接，在手柄环的一侧设固定手柄，在固定手柄的端部设充电孔， 主控制电路与固定手柄端部的充电孔相连接。
上述的便携式热值快灰仪，在固定手柄的端部还设有端盖，在操作面板上 还设有防尘环。
上述的便携式热值快灰仪，在手柄环的另一侧设可拆卸手柄。 上述的便携式热值快灰仪，在上筒内还设有非接触式IC卡电路和无线传输 电路，非接触式IC卡电路与主控制电路相连，无线传输电路与主控制电路相连， 电源分别与非接触式IC卡电路和无线传输电路连接。
上述的便携式热值快灰仪，所述的主控制电路包括放大电路、切换控制电 路、脉冲鉴别电路、中控处理电路和汉显电路，传感器连接到放大电路上，放 大电路连接到切换控制电路、切换控制电路连接到脉冲鉴别电路、脉冲鉴别电 路与中控处理电路相连，中控处理电路连接到放大电路，中控处理电路还连接 到切换控制电路，中控处理电路与汉显电路相连接，中控处理电路连接数据接 口电路。
上述的便携式热值快灰仪，所述的操作面板上还设有天线，天线与主控制 电路相连接。
上述的便携式热值快灰仪，所述的放射源控制机构包括控制电机，控制电 机上连射线座套转轴，射线座套转轴内设放射源腔，射线座套转轴上设射线孔 和放射源封盖，射线孔与放射源腔相通，射线座套转轴上装有轴承和封套，封 套上设放射孔和较正孔，放射孔和较正孔与射线孔在同一平面上，放射孔和较 正孔形成一夹角，射源控制机构是转内筒结构，内筒是指射线座套转轴，当射 线座套转轴的放射孔转到校正孔时是校正位置，转到测量孔时是测量位置。
上述的便携式热值快灰仪，所述的放射孔和较正孔的夹角是90度，所述的 套筒通过内外丝固定在探头。
本实用新型采用以上结构电脑可以连接到串口 ，把现场自动跟踪记录的数 据传输到电脑上形成管理文件。非接触IC卡传输可包含用户需求的所有信息， 信息量更广泛，可实现无纸化办公。无线传输使工作人员在现场的测量数据可 立即传送到有关领导办公室，可方便地实现实时监控。该功能的实现通过在操 作面板上安装了一个仅有10CM的小天线，结构非常小巧、便携、实用。本实用新型机械结构在设计时充分考虑外观简约、.美观、实用。所以在设 计时力求小巧，尽量减少外表的螺丝、连接孔数量。
1、 整体仪器为一个十字形状，没有笨重、复杂的外形，这样设计的前提是 用最小的外形结构合理的放置最多的功能�？�。
2、 打印、电脑连接口使用同一个串口，充电孔放置在手柄上，外面有一个 端盖，这样从外观上看好象没有这个孔。
3、 无线传输�？榈奶寤闲。隹诮鲈谝瞧鞯牟僮髅姘迳嫌幸缓苄〉奶煜�
插孔，天线的尺寸也只有10公分长。
4、 非接触IC卡�？榘ㄌ煜叨挤胖迷谔酵返墓芸悄冢⒖ㄊ敝恍杞獻C卡 靠近仪器外壳的特定位置即可。
5、 仪器放射源控制机构采用转内筒的结构，即有减小了体积，又增加了机
构的稳定性、灵敏度。本实用新型由于采用上述结构，具有以下优点1、可测 算、显示热值，符合常规习惯；2、增加整体仪器便携性；3、增加仪器的测量 稳定性、抗震性；4、解决仪器测量数据的便捷传输问题。
图1是本实用新型结构示意图2是本实用新型的另一种结构示意图3是图1A-A向剖视图4是本实用新型的电路框图5是本实用新型电路图。
具体实施方式
本实用新型
以下结合附图和实施例作以详细的描述
如图l、所示，本实用新型包括插入器l、 Y放射源4、主控制电路20和电 源40，套筒2固定在探头1上，套筒2 —端设操作面板18，操作面板18上设 显示器，插入器1与套筒2连接处设底板3，放射源控制机构5固定在底板3上， Y放射源4设在放射源控制机构5内，套筒2内设传感器9和主控制电路20， 传感器9与主控制电路20相连接，主控制电路20与操作面板18连接，电源40 分别连接传感器9、主控制电路20和电源总开关13。
具体地说如图2、图3和图4所示，本实用新型所述的套筒包括下套筒8、 中套筒24和上套筒21，下套筒8用内外丝固定在探头1上，中套筒24由转法 兰10与下套筒8相连，中套筒24由手柄环14与上套筒21连接，上套筒21的 另一端设上盖16，上盖16上设操作面板18，操作面板18上设有显示器，在手 柄环14的面板上设电源总开关22，插入器l与下套筒8连接处设底板3，放射 源控制机构5固定在底板3上，Y放射源4设在放射源控制机构5内，传感器9设在下套筒8内，传感器9与上筒内的主控制电路20相连接，主控制电路20 与上盖的操作面板18连接，上套筒内的电源40分别连接传感器9、主控制电路 20和电源总开关13。本实用新型在手柄环14的一侧设固定手柄13，在固定手 13的端部设充电孔12，在固定手柄12的端部还设有端盖11，在操作面板18上 还设有防尘环17，在手柄环14的另一侧设可拆卸手柄15，在上筒21内还设有 非接触式IC卡电路37和无线传输电路36，非接触式IC卡电路37与主控制电 路20相连，无线传输电路36与主控制电路20相连，控制电路20与固定手柄 13端部的充电孔12相连接，电源40分别与非接触式IC卡电路37和无线传输 电路36连接。所述的主控制电路20包括放大电路31、切换控制电路32、脉冲 鉴别电路33 、中控处理电路34和汉显电路，传感器9连接到放大电路31上， 放大电路31连接到切换控制电路32、切换控制电路32连接到脉冲鉴别电路33、 脉冲鉴别电路33与中控处理电路34相连，中控处理电路34连接到放大电路31 ， 中控处理电路34还连接到切换控制电路32，中控处理电路34与汉显电路35相 连接，数据接口电路39连接中控处理电路34，所述的操作面板18上还设有天 线19，天线19与主控制电路20相连接，放射源控制机构5包括控制电机27， 控制电机27上连射线座套转轴38，射线座套转轴3S内设放射源腔28，射线座 套转轴38上设射线孔29和放射源封盖26，射线孔29与放射源腔28相通，射 线座套转轴38上装有轴承6和封套25，封套25上设放射孔30和较正孔7 ， 放射孔30和较正孔7与射线孔29在同一平面上，放射孔与较正孔成垂直设置。
本实用新型的工作原理如下把插入器插入煤中，打开电源总开关，在操 作面板上输入所测批次煤的设定水分，放射源控制机构在测量的时间内自动控 制放射源打开，Y光子入射到煤中，反散射后被光子传感器接收到，并把信号 传送到主控制电路上(原理图上右侧标"信号"处)，经过处理显示在操作面板 的显示器，同时数据存贮到主控电路上，把仪器带回办公室用数据线连接数据 接口，把测得的数据输出到电脑上，还可以通过无线电波把测得的数据传输到 领导办公室，同时还可以通过IC卡读取仪器测得的数据。
电路连接如图5所示，放射源控制机构在测量的时间内自动控制放射源打 开，Y光子入射到煤中，反散射后被光子传感器接收到，并把信号传送到主控 制电路上(原理图上右侧标"信号"处)，被由Max428及外围器件组成的放大 器进行2级放大。由Max428及外围器件组成的放大器是一个受控的2级放大器， 其放大倍数由VI上的电压决定，这个电压又由89C55单片机输出，经TLC5615 进行D/A转换，再经TL072进行放大，送至V1的控制极进行电压控制，VI是一 个场效应管，改变其控制电压就可以改变其源漏极间的电阻，这样就可控制放 大器的放大倍数。经放大的脉冲信号由MAX428—7输出送到2个脉冲幅度鉴别器的输入端，脉冲幅度鉴别器把特定范围高度的脉冲鉴别并输出至89C55的T0、 Tl脚，这样就可以对特定范围内的脉冲进行计数。
图5中MAX883、 C12、 C13、 C14、 C15、 C17、 C18组成一个可控稳压电源， 5脚输入电源电压(6—12V)， 4脚输出稳定的5V电压供电路各器件使用。4011 组成一个RS触发器，用于控制883的开关。ADM660组成一个负5V电压器，REF195 和ADM660组成一个精密的+5V电压源，R22、 R23、 R24、 R25、 RV4、 RV5、 RV6、 RV7组成4个分压器，分别输出至4066的4个数控开关的输入端，4个数控开 关的输出端两两并接，输出到2个脉冲幅度鉴别器的参考电压输入端，4个数控 开关由89C55的P1.3脚控制，用74HC04反相控制，用以保证4个数控开关的 正确时序，这样就可用2个脉冲幅度鉴别器分时使用，同时使用于测量道和校 正道。
24C04是一个串口存贮器，SDA、 SCL分别接于P2. 7和P2.5端，用于存贮 参数和现场的测量数据。
89C55的串口按一个MAX323电路，形成一个串口，用于和电脑通讯，这样
可把现场自动跟踪记录的测量信息通过串口传送到电脑上，用于查询、打印、 管理。
89C55的PO. 0、 P2. 4脚接于IC卡读写�？椋糜诮殖〔饬康拇罅啃畔⑷� 测量灰分、测量发热量、测量时间、车号、扣重信息、司磅单号等信息传输到 非接触IC卡上，用于现场无纸化办公管理。
89C55的P0.1、 P0.2、 P0.3脚接于无线通讯�？椋山殖〔饬康男畔⑼�
过无线的方式实时地传至有关领导办公室，用于实现对煤炭的实时监控管理。
89C55的P1.5、 P1.7用于控制串口汉显模块，用于实现人机交流、显示现 场信息。汉显�？榛勾幸桓黾炭冢庋涂梢栽黾拥テ淖试蠢寐剩� 用2根口线就实验了显示和键盘的问题，而且也减少了硬件的故障率。 P2 口的前四位用于驱动放射源控制机构电机。
在设计时尽量减少硬件， 一个是为减小电路体积，再一个可以减少故障率。 所以采用了�？榛杓疲捎昧舜罅康拇谕ㄑ赌？槿鏘C卡通讯模块、无线 通讯�？�、汉显�？�、存贮器、D/A转换器、时钟芯片。这样有效利用了单片机 资源，减少了硬件电路，为减少整体仪器体积打下了基础。
本实用新型A、通过串口可以连接电脑，把现场自动跟踪记录的数据传输 到电脑上形成管理文件。B、非接触IC卡传输可包含用户需求的所有信息，信 息量更广泛，可实现无纸化办公。C、无线传输使工作人员在现场的测量数据可 立即传送到有关领导办公室，可方便地实现实时监控。该功能的实现通过在操作面板上安装了一个仅有10CM的小天线，结构非常小巧、便携、实用。
机械结构在设计时充分考虑外观简约、美观、实用。所以在设计时力求小 巧，尽量减少外表的螺丝、连接孔数量。
1、 整体仪器为一个十字形状，没有笨重、复杂的外形，这样设计的前提是 用最小的外形结构合理的放置最多的功能�？�。
2、 打印、电脑连接口使用同一个串口，充电孔放置在手柄上，外面有一个
端盖，这样从外观上看好象没有这个孔；
3、 无线传输模块的体积较�。隹诮鲈谝瞧鞯牟僮髅姘迳嫌幸缓苄〉奶煜� 插孔，天线的尺寸也只有10公分长。
4、 非接触IC卡�？榘ㄌ煜叨挤胖迷谔酵返墓芸悄冢⒖ㄊ敝恍杞獻C卡 靠近仪器外壳的特定位置即可。
5、 仪器放射源控制机构采用转内筒的结构，即有减小了体积，又增加了机 构的稳定性、灵敏度。
权利要求1、一种便携式热值快灰仪，包括插入器(1)、套筒(2)、γ放射源(4)、主控制电路(20)和电源(40)，其特征在于套筒(2)固定在插入器(1)上，套筒(2)一端设操作面板(18)，操作面板(18)上设显示器，插入器(1)与套筒(2)连接处设底板(3)，放射源控制机构(5)固定在底板(3)上，γ放射源(4)设在放射源控制机构(5)内，套筒(2)内设传感器(9)和主控制电路(20)，传感器(9)与主控制电路(20)相连接，主控制电路(20)与操作面板(18)连接，电源(40)分别连接传感器(9)、主控制电路(20)和电源总开关(13)。
2、 根据权利要求1所述的便携式热值快灰仪，其特征在于所述的套筒包括 下套筒(8)、中套筒(24)和上套筒(21)，下套筒(8)固定在探头(1)上，中套筒(24) 由转法兰(10)与下套筒(8)相连，中套筒(24)由手柄环(14)与上套筒(21)连接，上 套筒(21)的另一端设上盖(16)，上盖(16)上设操作面板(18)，操作面板(18)上设 有显示器，在手柄环(14)的面板上设电源总开关(22)，插入器(1)与下套筒(8)连 接处设底板(3)，放射源控制机构(5)固定在底板(3)上，Y放射源(4)设在放射源 控制机构(5)内，传感器(9)设在下套筒(8)内，传感器(9)与上筒内的主控制电路 (20滩连接，主控制电斷20)与上盖的操作面板(18)连接，上套筒内的电源(40) 分别连接传感器(9)、主控制电路(20)和电源总开关(13)。
3、 根据权利要求2所述的便携式热值快灰仪，其特征在于在手柄环(14)的面 板上还设数据接口(23)，主控制电路(20)与数据接口(23)相连接，在手柄环(14) 的一侧设固定手柄(13)，在固定手柄(13)的端部设充电孔(12)，主控制电路(20) 与固定手柄(13)端部的充电孔(12)相连接。
4、 根据权利要求3所述的便携式热值快灰仪，其特征在于在固定手柄(12) 的端部还设有端盖(ll)，在操作面板(18)上还设有防尘环(17)。
5、 根据权利要求4所述的便携式热值快灰仪，其特征在于在手柄环(14)的另 一侧设可拆卸手柄(15)。
6、 根据权利要求l、 2、 3、 4或5所述的便携式热值快灰仪，其特征在于在 上筒(21)内还设有非接触式IC卡电路(37)和无线传输电路(36)，非接触式IC卡 电路(37)与主控制电路(20)相连，无线传输电路(36)与主控制电路(20)相连，电 源(40)分别与非接触式IC卡电路(37)和无线传输电路(36)连接。
7、 根据权利要求6所述的便携式热值快灰仪，其特征在于所述的主控制电 路(20)包括放大电路(31)、切换控制电路(32)、脉冲鉴别电路(33)、中控处理电 路(34)和汉显电路(35)，传感器(9)连接到放大电路(31)上，放大电路(31)连接 到切换控制电路(32)、切换控制电路(32)连接到脉冲鉴别电路(33)、脉冲鉴别电 路(33)与中控处理电路(34)相连，中控处理电路(34)连接到放大电路(31)，中控处理电路(34)还连接到切换控制电路(32)，中控处理电路(34)与汉显电路(35)相 连接，中控处理电路(34)连接数据接口电路(39)。
8、 根据权利要求7所述的便携式热值快灰仪，其特征在于所述的操作面板(18) 上还设有天线(19)，天线(19)与主控制电路(20)相连接。
9、 根据权利要求8所述的便携式热值快灰仪，其特征在于所述的放射源控 制机构(5)包括控制电机(27;)，控制电机(27)上连射线座套转轴(38)，线座套转轴 (38)内设放射源腔(28)，线座套转轴(38)上设射线孔(29)和放射源封盖(26)，射线 孔(29)与放射源腔(28)相通，线座套转轴(38)上装有轴承(6)和封套(25)，封套(25) 上设放射孔(30)和较正孔(7)，放射孔(30)和较正孔C7)形成一夹角。
10、 根据权利要求10所述的便携式热值快灰仪，其特征在于所述的放射孔(30) 和较正孔(7)的夹角是90度，所述的套筒(2)通过内外丝固定在插入器(1)。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式热值快灰仪，包括插入器、γ放射源、放射源控制机构、套筒、主控制电路和电源，套筒固定在探头上，套筒一端设操作面板，操作面板上设显示器，探头与套筒连接处设底板，放射源控制机构固定在底板上，γ放射源设在放射源控制机构内，套筒内设传感器和主控制电路，传感器与主控制电路相连接，主控制电路与操作面板连接，电源分别连接传感器、主控制电路和电源总开关。本实用新型具有以下优点1.可测算、显示热值，符合常规习惯。2.增加整体仪器便携性。3.增加仪器的测量稳定性、抗震性。4.解决仪器测量数据的便捷传输问题。
文档编号G01N23/00GK201159721SQ200820069309
公开日2008年12月3日 申请日期2008年2月3日 优先权日2008年2月3日
发明者涛 何, 李志强, 郝正闯 申请人:郑州科富锐科技有限责任公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
