BG3000礦石品位在線檢測系統(tǒng)(放射監(jiān)測系統(tǒng))

BG3000礦石品位在線檢測系統(tǒng)(放射監(jiān)測系統(tǒng))是一套針對鈾礦山設(shè)計(jì)開發(fā)的，具有品位實(shí)時(shí)檢測和上傳，數(shù)據(jù)保存和查詢等功能。系統(tǒng)采用多組高靈敏度伽瑪探測器安裝于礦車通道上方，對通行的礦車進(jìn)行不停車掃描，可快速準(zhǔn)確對礦石品位進(jìn)行定值。

系統(tǒng)組成

整個(gè)檢測系統(tǒng)外形包含鋼結(jié)構(gòu)門架和控制機(jī)柜兩部分。系統(tǒng)硬件主要包括：3組大體積NaI伽馬探測器與數(shù)字能譜采集電路組合、紅外對射車速檢測裝置、現(xiàn)場LED顯示屏、現(xiàn)場照明燈、礦車ID號(hào)識(shí)別、現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)（嵌入式工控機(jī)）、遠(yuǎn)距離數(shù)傳電臺(tái)、發(fā)電機(jī)或太陽能發(fā)電站等。系統(tǒng)硬件分別安裝于鋼結(jié)構(gòu)門架上和控制機(jī)柜內(nèi)部。

技術(shù)參數(shù)

1）、檢測模式：現(xiàn)場不停車檢測；

2）、礦車通行速度：5～10km/h勻速；

3）、系統(tǒng)檢測結(jié)果誤差：對同一礦車的重復(fù)性檢查（無裝卸操作），其誤差在7.5%以內(nèi)。

4）、礦石含量區(qū)分能力：準(zhǔn)確區(qū)分礦車中礦石的6級含量：廢石（0～75ppm），次經(jīng)濟(jì)品位礦石（75～150ppm），低含量礦石（150～400ppm），中等含量礦石（400～700ppm），高含量礦石（700～1000ppm），含量礦石（>1000ppm）。可消除釷含量影響。

5）、系統(tǒng)刻度與校準(zhǔn)方式：礦車滿載三種以上不同等級均勻標(biāo)準(zhǔn)礦樣進(jìn)行刻度，系統(tǒng)具備自校準(zhǔn)功能。

6）、具備現(xiàn)場車速檢測、礦車ID號(hào)識(shí)別、LED屏顯、聲光提示、故障自檢、現(xiàn)場照明、數(shù)據(jù)上傳等功能；

7）、檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式：可移動(dòng)單門架結(jié)構(gòu)，可快速轉(zhuǎn)場，可定制框架尺寸；

8）、轉(zhuǎn)場恢復(fù)時(shí)間：不超過4小時(shí)；

9）、系統(tǒng)供電：自備電源，可24小時(shí)連續(xù)工作；

10）、系統(tǒng)工作環(huán)境：溫度-30～＋55℃；濕度：20%～95%RH。

11）、系統(tǒng)防護(hù)等級：IP55

12）、系統(tǒng)抗震能力：可抗非直接撞擊和非直接跌落。

技術(shù)特色

1）、本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，可進(jìn)行參數(shù)定制：

2）、采用蒙特卡羅模擬，對礦車裝載模型進(jìn)行了深入的仿真分析研究。對不通車型和車斗在滿載情況下，礦石堆積形態(tài)一定時(shí)，針對不同礦石品位和不同體積探測器的輻射響應(yīng)均做了仿真計(jì)算；此外，采用3組探測器構(gòu)成線陣，對礦車勻速通過時(shí)，探測器線陣獲取的劑量率響應(yīng)曲線也進(jìn)行了仿真計(jì)算，為系統(tǒng)探測器選型、探測器排布，以及礦石品位計(jì)算模型等關(guān)鍵要素的建立等提供了完整的設(shè)計(jì)參考。

3）、保證放射性定量測量準(zhǔn)確性的最大難題是克服環(huán)境本底輻射的干擾。本底輻射的來源、組成以及強(qiáng)度千變?nèi)f化，同時(shí)還受環(huán)境中運(yùn)動(dòng)物體的體積、總量以及運(yùn)動(dòng)速度大小變化的影響。伽馬輻射在自然界中自然產(chǎn)生，其輻射水平（輻射強(qiáng)度）也隨時(shí)變化：一是宇宙輻射，高度、緯度不同的地方其輻射強(qiáng)度不同；二是土壤表層中的放射性物質(zhì)（采礦現(xiàn)場地面礦石撒漏）也會(huì)隨機(jī)改變；三是同一地點(diǎn)由于季節(jié)、天氣等狀況不同而引起輻射水平輕微變化。本檢測系統(tǒng)要在環(huán)境本底變化如此復(fù)雜的情況下，準(zhǔn)確測定低含量鈾礦品位（如75和150PPM），消除本底輻射的變化是最主要的困難。本系統(tǒng)在空閑狀態(tài)，通過連續(xù)探測本底輻射和自動(dòng)調(diào)整參考點(diǎn)，獲取環(huán)境本底基準(zhǔn)值；而在礦車通行狀態(tài)，采用重載本底修正算法解決環(huán)境本底下降帶來的測量誤差問題。

4）、采用3組高靈敏度NaI晶體配合高穩(wěn)定性光電倍增管構(gòu)成探測器組件，并增加鉛屏蔽與準(zhǔn)直外罩，降低了本底干擾，提高了檢測靈敏度。同時(shí)采用3組探測器聯(lián)合檢測，具備對礦石裝載形態(tài)、礦車偏離中心路線的判別和修正能力。

5）、3組探測器均采用高速數(shù)字化能譜采集電路來獲取輻射總量和輻射能譜數(shù)據(jù)，使得系統(tǒng)具備全數(shù)字化能譜分析能力。也就是，所有的探測數(shù)據(jù)傳輸?shù)浆F(xiàn)場計(jì)算機(jī)后，通過能譜分析程序，可對獲取的礦石能譜進(jìn)行精細(xì)的能段分割，在建立完整的U、Th刻度參數(shù)模型后，可獲取礦石中U和Th的含量數(shù)據(jù)，為現(xiàn)場實(shí)時(shí)測定礦石U品位奠定了基礎(chǔ)。

6）、由于采用數(shù)字化能譜分析技術(shù)，該系統(tǒng)能夠有效地完成自動(dòng)穩(wěn)譜和自動(dòng)校準(zhǔn)，降低由于現(xiàn)場溫度變化對測量準(zhǔn)確性的影響。

7）、該系統(tǒng)采用紅外對射裝置來檢測礦車的駛?cè)耄瑫r(shí)測量車速。礦車的行使速度對于檢測結(jié)果有直接的影響。車速越快接收的信號(hào)密度會(huì)明顯下降。因此在現(xiàn)場設(shè)計(jì)中，不光對車速要有明確的規(guī)定，同時(shí)要在系統(tǒng)上增加車速檢測并設(shè)定報(bào)警范圍。本系統(tǒng)在一般使用條件下，要求控制車速小于10km/h。紅外對射裝置還能檢測礦車的駛?cè)牒婉偝鰰r(shí)刻，用于系統(tǒng)觸發(fā)由空閑狀態(tài)到檢測狀態(tài)的切換，同時(shí)啟動(dòng)輻射檢測、車速計(jì)算、ID號(hào)識(shí)別等一系列流程。

8）、該系統(tǒng)在檢測現(xiàn)場配備工業(yè)級嵌入式工控計(jì)算機(jī)，完成所有的數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)控制、狀態(tài)檢測和通訊收發(fā)等功能。軟件編程Windows環(huán)境，界面采用中/英文兩種模式，并按照現(xiàn)場需求提供方便、簡單的操作步驟和清晰明了的顯示頁面。系統(tǒng)與控制中心的數(shù)據(jù)交互可根據(jù)現(xiàn)場需求進(jìn)行后續(xù)設(shè)計(jì)。