BG3000矿石品位在线检测系统

BG3000矿石品位在线检测系统

BG3000矿石品位在线检测系统是一套针对铀矿山设计开发的，具有品位实时检测和上传，数据保存和查询等功能。系统采用多组高灵敏度伽玛探测器安装于矿车通道上方，对通行的矿车进行不停车扫描，可快速准确对矿石品位进行定值。

系统组成

整个检测系统外形包含钢结构门架和控制机柜两部分。系统硬件主要包括：3组大体积NaI伽马探测器与数字能谱采集电路组合、红外对射车速检测装置、现场LED显示屏、现场照明灯、矿车ID号识别、现场数据处理计算机（嵌入式工控机）、远距离数传电台、发电机或太阳能发电站等。系统硬件分别安装于钢结构门架上和控制机柜内部。

技术参数

1）、检测模式：现场不停车检测；

2）、矿车通行速度：5～10km/h匀速；

3）、系统检测结果误差：对同一矿车的重复性检查（无装卸操作），其误差在7.5%以内。

4）、矿石含量区分能力：准确区分矿车中矿石的6级含量：废石（0～75ppm），次经济品位矿石（75～150ppm），低含量矿石（150～400ppm），中等含量矿石（400～700ppm），高含量矿石（700～1000ppm），含量矿石（>1000ppm）。可消除钍含量影响。

5）、系统刻度与校准方式：矿车满载三种以上不同等级均匀标准矿样进行刻度，系统具备自校准功能。

6）、具备现场车速检测、矿车ID号识别、LED屏显、声光提示、故障自检、现场照明、数据上传等功能；

7）、检测系统结构形式：可移动单门架结构，可快速转场，可定制框架尺寸；

8）、转场恢复时间：不超过4小时；

9）、系统供电：自备电源，可24小时连续工作；

10）、系统工作环境：温度-30～＋55℃；湿度：20%～95%RH。

11）、系统防护等级：IP55

12）、系统抗震能力：可抗非直接撞击和非直接跌落。

技术特色

1）、本系统采用模块化设计，可进行参数定制：

2）、采用蒙特卡罗模拟，对矿车装载模型进行了深入的仿真分析研究。对不通车型和车斗在满载情况下，矿石堆积形态一定时，针对不同矿石品位和不同体积探测器的辐射响应均做了仿真计算；此外，采用3组探测器构成线阵，对矿车匀速通过时，探测器线阵获取的剂量率响应曲线也进行了仿真计算，为系统探测器选型、探测器排布，以及矿石品位计算模型等关键要素的建立等提供了完整的设计参考。

3）、保证放射性定量测量准确性的最大难题是克服环境本底辐射的干扰。本底辐射的来源、组成以及强度千变万化，同时还受环境中运动物体的体积、总量以及运动速度大小变化的影响。伽马辐射在自然界中自然产生，其辐射水平（辐射强度）也随时变化：一是宇宙辐射，高度、纬度不同的地方其辐射强度不同；二是土壤表层中的放射性物质（采矿现场地面矿石撒漏）也会随机改变；三是同一地点由于季节、天气等状况不同而引起辐射水平轻微变化。本检测系统要在环境本底变化如此复杂的情况下，准确测定低含量铀矿品位（如75和150PPM），消除本底辐射的变化是最主要的困难。本系统在空闲状态，通过连续探测本底辐射和自动调整参考点，获取环境本底基准值；而在矿车通行状态，采用重载本底修正算法解决环境本底下降带来的测量误差问题。

4）、采用3组高灵敏度NaI晶体配合高稳定性光电倍增管构成探测器组件，并增加铅屏蔽与准直外罩，降低了本底干扰，提高了检测灵敏度。同时采用3组探测器联合检测，具备对矿石装载形态、矿车偏离中心路线的判别和修正能力。

5）、3组探测器均采用高速数字化能谱采集电路来获取辐射总量和辐射能谱数据，使得系统具备全数字化能谱分析能力。也就是，所有的探测数据传输到现场计算机后，通过能谱分析程序，可对获取的矿石能谱进行精细的能段分割，在建立完整的U、Th刻度参数模型后，可获取矿石中U和Th的含量数据，为现场实时测定矿石U品位奠定了基础。

6）、由于采用数字化能谱分析技术，该系统能够有效地完成自动稳谱和自动校准，降低由于现场温度变化对测量准确性的影响。

7）、该系统采用红外对射装置来检测矿车的驶入，同时测量车速。矿车的行使速度对于检测结果有直接的影响。车速越快接收的信号密度会明显下降。因此在现场设计中，不光对车速要有明确的规定，同时要在系统上增加车速检测并设定报警范围。本系统在一般使用条件下，要求控制车速小于10km/h。红外对射装置还能检测矿车的驶入和驶出时刻，用于系统触发由空闲状态到检测状态的切换，同时启动辐射检测、车速计算、ID号识别等一系列流程。

8）、该系统在检测现场配备工业级嵌入式工控计算机，完成所有的数据处理、系统控制、状态检测和通讯收发等功能。软件编程Windows环境，界面采用中/英文两种模式，并按照现场需求提供方便、简单的操作步骤和清晰明了的显示页面。系统与控制中心的数据交互可根据现场需求进行后续设计。