一、所属领域

本专利技术属于煤炭检测领域，用于在线测量煤炭灰分，可应用于煤矿、洗煤厂的输煤皮带等场合。

二、项目介绍

1. 痛点问题

煤炭作为一种重要的能源，长期以来被人们广泛的使用在工业及生活中。在将煤炭投入使用之前，需要对煤质进行检测。目前广泛采用的在线煤质检测方法是采用2个放射源向煤流方向发射出2中不能能量的伽马射线，通过检测透过煤流的这2种不同能量的伽马射线的强度，实现对煤质的相关参数(如灰分)的测量。但是，放射源管理严格，在一定程度上限制了利用放射源实现煤炭灰分测量技术的应用，并且放射源的生产、退役都会对环境产生一定影响。

2. 解决方案

本技术采用X射线装置替代伽马放射源，在安全与管理上存在优势，X射线源可以人工控制其开关，也没有退役回收问题。采用一个或多个射线输出可控的X射线源，透射煤流，使用一个或多个射线探测器，测量X射线被煤流的衰减情况，根据X射线源输出的多种能量射线的不同衰减程度，计算出煤的灰分。

3. 竞争优势分析

本技术的对标技术是“双能量伽马射线透射煤灰分测量技术”，该技术较为成熟，在国内有几百套的应用，主要应用于洗煤厂，用来控制煤炭产品的质量。但由于它使用放射源，应用过程中带领诸多不便。本技术采用X射线装置替代伽马放射源，就是为了解决这些不便。

为使本专利技术实际应用，除了整体软硬件设计外，还需要解决一些关键性技术问题：

（1）由于X射线装置是通过电路控制其输出射线的能量与强度，其稳定性无法和放射源比较，根据双能量灰分仪经验，源强度长期稳定性应好于3‰，这一点对目前的X光机较困难，目前能得到的高能X光机的管电压和管电流的综合长期稳定性实际在1%左右。需要解决长期稳定性问题，才能更好地使用本技术。

（2）X射线管输出的射线能量是连续的，而放射源输出的射线能量是单能的，分析X射线装置的输出能谱要复杂得多，加之煤流厚度变化对能谱形状影响很大，其计算模型远比双能量伽马射线技术复杂，需要研究专门的方案解决能谱测量问题。

4. 市场应用前景

主要应用于煤矿和洗煤厂等输煤量大，需要检测、控制煤质，并且煤质较单一的场合。我国上规模的煤矿和洗煤厂分别约有几千家，市场前景很好。

5. 发展规划

在本专利技术的基础上，需要完成产品化的研究工作，需要现场的实验测试、规律总结与分析、系统验证，最终完成产品的定型。然后生产与推广。

6. 知识产权情况

本项目已申请1项专利，并获得授权。

三、合作需求

本项目拟对专利权进行转让，或与能提供研发资金、并联系应用现场进行实验、在煤炭生产领域具有较好市场资源的企业合作。

四、团队介绍

本项目科研团队着眼于企业迫切需要，研究将辐射型工业检测技术应用于产生重大经济和社会价值的项目。目前重点研究：

（1）各种射线探测技术。如用X射线管替代放射源，需要测量高通量X射线的能谱，而现有的探测器无法测量，我们从探测器结构设计入手，寻找解决方案，从而满足工业检测的需求；

（2）应用方案的计算机模拟和实验数据处理方法的研究与应用。利用计算机模拟，来快速验证方案的可行性、选择合适的参数和模型，将大大提高技术研发进度，提高研发项目的成功概率。实验数据处理方法、射线源、探测技术是辐射型工业检测的3个核心技术；

（3）物料成分的在线或快速分析。

五、联系方式

E-mail：ott@tsinghua.edu.cn

成果编号：2022069

注：所有成果发布内容未经授权，请勿转载！

授权请联系yaoxiahan@tsinghua.edu.cn