中子活化水泥元素在线分析仪

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水泥原料成分分析

2.4自动配料控制使用我公司已有的电子皮带秤及自动给料设备，针对我公司已具有简单的配料系统情况下，控制系统做了原控制系统及自动配料系统两种模式的切换功能。对模拟量输入信号采用信号一分二转换器，满足双系统需要。对模拟量输出信号采用继电转换，满足双系统需要。对开关量输入信号采用继电转换，满足双系统需要。正常生产时使用硅石、铜渣、石灰石、炉渣四组分配料，生产低碱水泥时使用硅石、钢渣、石灰石、水渣四组分配料，自动配料控制系统连接图如下：
1项目论证
1.1生产现状
石灰石矿点多，其中庙岭石灰石通过火车进厂，经过破碎进均化库均化。黄旗、拉古石灰石通过小火车和汽运进厂，不经过均化直接经皮带进联合储库。上料时，庙岭石灰石与黄旗、拉古石灰石合流进石灰石调配库。其它原料通过汽车进厂，直接卸进联合储库，通过抓车上料进入调配库。原料成分波动大，生料配料困难。
图1 自动配料控制系统连接图 3运行情况设备4月初开始进行生料自动配料控制，从使用DF-5701水泥多元素在线分析仪时与原控制模式下的生料，尤其是熟料的合格率、标准偏差等对比，表明使用DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪能有效进行质量控制。在使用DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪之前，质量控制由人工取样根据化验室数据进行原料配比调整，化验数据受取样代表性、样品污染等因素影响，控制周期为一小时，且滞后一个半小时，极易造成出磨生料连续不合格，导致熟料质量波动。另外人为调整原料配比是受操作人员的接受能力，知识结构，专业水平，对质量控制的能力等因素的影响，不同的操作员在调整配比时人为因素的影响相当明显。若使用荧光分析和配料优化系统进行控制，也存在分析滞后、调整不及时等因素影响。而使用DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪进行质量控制时，分析仪对生料磨前通过输送皮带的所有物料进行检测，每分钟给出以此分析结果，自动进行优化配料。每小时分析、控制可达60次。使用DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪实现了生料磨前的各种原料配料自动化，减少了生料成分波动，窑台时产量提高10% 左右，出窑熟料三率值合格率、f-CaO 合格率达到90%以上，熟料三天强度提高2-3MPa ，稳定并提高了熟料质量。

水泥元素在线分析仪

东方测控水泥元素在线分析仪一、产品概述DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪(图1-1)是跨皮带式水泥物料在线检测装置。

用于料堆管理、生料配料过程中元素成分的在线检测。

DF-5701的装置为模块化结构，不需切割皮带，可绕皮带安装。

DF-5701运行时，皮带从测量装置内托槽上滑过，对流经的所有物料进行检测，整个检测过程不接触物料，不影响皮带运行。

DF-5701每分钟给出一次检测结果，精确分析出各元素含量以及相关的质量控制参数。

根据分析仪实时检测信息，对生产过程进行有效控制，改良生产工艺，降低生产成本,提高产品质量。

图1-1 DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪装置二、产品结构DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪由测量装置、中子源、探测器、信号处理柜以及主机五个部分构成。

(图2-1)图2-1 DF-5701结构图1.测量装置测量装置采用模块式框架结构。

包含支持测量过程中核相互作用的关键部件，同时对射线进行辐射防护，使装置周围剂量率达到辐射安全国家标准，保证工作人员的健康安全。

2.中子源中子源安装于测量装置的下部，位于物料皮带的正下方，内部装有一个或多个不锈钢封装的252Cf源芯。

252Cf的半衰期为2.6年，放射性活度随着持续发射中子减小，约二年半时间，需补充新的中子源芯达到初始源强度。

3.探测器探测器安装于测量装置的上部，位于物料皮带的正上方，用于接收物料被中子作用后发出的射线。

探测器外包有射线抑制体和恒温部件。

其中，射线抑制体用于抑制干扰射线，并由恒温部件对探测器进行恒温。

4.信号处理柜信号处理柜内有探测器外围部件，电子信号处理部件和温度控制部件。

探测器外围部件为探测器运行提供高、低压电源。

电子信号处理部件的主要功能是将来自探测器的模拟信号，通过ADC转换为数字信号。

温度控制部件用于控制探测器温度和柜内温度。

信号处理柜可以安装在墙上或支架上，与探测器相连接的电缆线长度标准为25米。

5.主机主机由硬件和软件组成，主要采集来自电子信号处理单元的数字信号，并对这些数字信号进行解析，计算出元素成分含量及相关的质量控制参数，指导和控制水泥生产。

中子活化水泥元素在线分析仪

中子活化水泥元素在线分析仪
导读：中子活化水泥元素在线分析仪用于水泥生产过程中需要对物料成分进行测量的各相关环节。

特别适用于生料配料及预均化堆场。

不需取样，直接测量通过皮带的大宗物料，即时给出成分结果，参与自动控制，提高产品合格率。

中子活化水泥元素在线分析仪用于水泥生产过程中需要对物料成分进行测量的各相关环节。

特别适用于生料配料及预均化堆场。

不需取样，直接测量通过皮带的大宗物料，即时给出成分结果，参与自动控制，提高产品合格率。

原理：
中子活化水泥元素在线分析利用中子活化瞬发γ分析（PGNAA）技术。

原子核俘获中子后处于激发态，退激时发出与核素相对应的特征γ射线，分析γ能谱，得出被测物料成分含量。

性能指标：
1、同时测量SiO
2、CaO、Fe2O
3、Al2O3、MgO含量，并计算出三率值KH、n、p；
2、测量控制周期为一分钟；
3、静态重复性：
产品特点：
1、全面：测量通过的所有物料，代表性强；
2、快速：每分钟给出一次成分数据；
3、有效：为生产提供关键参数数据，以便进行有效控制；
4、稳定：双环控温、自动稳谱，长期稳定运行；
5、安全：更为有效的屏蔽体，装置周围辐射剂量好于国外同类产品。

在线分析仪简介(刘启元)

在线分析仪简介在线分析仪，即跨带式CBX中子激活瞬发γ—射线活化分析设备，在1983年研发成功，2003年开始在中国水泥工业中使用，由于它性能可靠、优点突出，已得到令人满意的效果，使用范围正在稳步扩大。

现介绍如下：1．结构简介本设备是一个可露天设臵的龙门式设备，横跨在需要测定物料化学成分的带式输送机上，主要结构为：1.1 壳体：为龙门式隧道状，为内部设备挡雨，故本设备可以露天放臵。

1.2 中子源：放臵在回程胶带之上的承载物料胶带的下方。

1.3 探测器：设臵在承载物料胶带之上的门形框架上梁的底部。

1.4 处理器：可以与龙门框架分离，设臵在建筑物的室内。

1.5 配料微机：一般放在中控室。

2．工作原理2．1 中子源中有重量不低于38μg的锕系元素锎，元素符号Cf，常见的锎原子量251，半衰期900年，但其同位素252Cf，半衰期为2.64年，我们在线分析仪使用的是同位素252Cf。

它能自发裂变，产生中子，可作高通量中子源，但在操作巡检人员活动范围，这射线对人体是安全的。

这中子源产生的中子流可以穿透皮带和500~800mm厚块状物料层。

热中子轰击被测物料，被测物料原子核吸收中子后，处于不稳定状态，瞬发出γ射线。

不同元素在γ射线能谱上有着不同的位臵，如Ca为4.42MeV和6.42MeV；Si为3.70MeV和4.9MeV，而脉冲值表现其相对含量。

用这一原理，该分析仪可测物料CaO，SiO2，Al2O3，Fe2O3，MgO，K2O，Na2O，SO3，Cl-，MnO2，TiO2等化学成分。

2.2 探测器即内有碘化钠的闪光探测器，设臵在载料皮带上方，可以收集物料产生的γ射线，光脉动能谱，并传递到处理器。

2.3 处理器：对收集到的γ—射线光脉冲能谱进行放大，并用计算机进行识别、统计、积分计算，与标准模块对比、修正。

最后用数字显示被测物料各种元素及氧化物含量的质量百分比。

整个过程只需1/100秒的时间。

反应非常迅速，并及时反馈给配料微机，也可以同时将各种原料化学成分含量的结果一分钟更新一次显示画面，显示在屏幕上。

中子活化水泥元素在线分析仪在水泥厂的应用

中子活化水泥元素在线分析仪在水泥厂的应用中子活化在线分析仪主要应用于水泥厂内生料配料过程控制与矿山进场原材料的检测。

本文介绍了中子活化水泥元素在线分析仪的基本原理，重点介绍了在线分析仪在水泥厂的实际应用和针对现场实际情况的改进。

标签：水泥生料自动配料;中子活化水泥元素在线分析仪原理;原材料1 引言水泥作为建筑工业的基础材料，随着时代的发展，广泛应用于海上、地下、深水、严寒、干热、腐蚀、辐射等多种环境下，为了满足在不同环境下的适应性，需要对水泥质量进行严格控制。

为了使工作效率更高、质量更好，就需要一个安全、可靠、稳定的配料系统。

随着中子活化水泥元素在线分析仪在水泥行业的深入应用和发展，在线分析仪中子活化技术也更加严密、稳定、高效，为水泥生料配料开启了新的发展道路，下面以华新迪庆现场使用的中子活化水泥元素在线分析仪為例，分析水泥元素在线分析仪在水泥生料配料中的应用。

2 分析仪工作原理该仪器采用中子活化瞬发γ分析（PGNAA）技术，利用中子及高能γ的贯穿能力，能对大宗散装物料进行元素成分的在线检测，可一分钟得出测量结果，不需改动生产工艺，检测过程不需取样，对整个料流进行检测，检测结果代表性强。

3 分析仪的组成测量装置（测量装置采用模块式框架结构，包含测量过程中增强中子轰击物料原子核的关键部件，同时对射线进行辐射防护，使装置周围剂量率达到辐射安全国家标准，保证工作人员的健康安全。

）、中子源（采用锎252同位素，能够与物料发生中子俘获反应。

）探测器（安装在测量装置上部，用于采集物料被中子作用后发出的γ射线，探测器外包有射线抑制体和恒温部件使用探测器保持最佳工作状态。

）、信号处理柜（包含能谱采集单元、温度控制器、信号转换模块，对探测器采集γ射线进行处理。

）、主机（由硬件和软件组成，主要采集来自信号处理柜的数字信号，并对这些数字信号进行解析，计算出元素成分含量及相关的质量控制参数，通过PLC实现自动控制。

）。

DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪使用Cf252放射源安全分析报告

DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪使用Cf-252放射源安全分析报告一、DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪正常工况剂量水平描述DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪系统通常是远程操作，正常运行时操作人员不需要在分析仪附近。

分析仪在正常运行时，系统设计分析仪周围的可出入区域的剂量水平低于10μSv/小时。

这个区域包括人员访问通道，如图1-1所示。

图1-1.分析仪周围可出入区域二、DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪正常工况剂量水平分析DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪要求进行全面的辐射调查，要测量分析仪在装载放射源最大量时周围环境的剂量率。

我们分别对距在线分析仪30cm和100cm处的要求点位的伽马和中子剂量率进行监测和记录，并以监测数据来判定屏蔽装置的完整性，以确认在线分析仪的顶部、周边和开放的传送带处的最大剂量水平。

监测数据见表1-1，我们分别测量了空传送带的辐射剂量和传送带载约覆盖有约15厘米厚的物料时的辐射剂量。

图1-2辐射剂量监测位置表1-1分析仪辐射剂量监测位置空传送带传送带上有物料30cm100cm30cm100cm 132.612.916.88.227.9 2.57 2.53 3.3 2.4 3.3 2.44 4.9 2.5 3.8 2.4注：剂量率单位：μSv/h；监测对象：中子和伽马由监测数据可知，物料的加载降低了所有位置的剂量率监测值，但是由于传送带通过DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪的进口和出口较大，导致进口和出口位置的监测值偏高。

工作人员受到的总辐射剂量与在在线分析仪周围进行的工作有关。

我们对四种不同的在在线分析仪周围工作的场景进行了累计剂量的估算，计算四种场景在空传送带条件下的剂量率如下：（1）日常检查传送带隧道：直接查看传送隧道所受的最大剂量率是：32.6μSv/h检查时间：10秒=0.0028小时剂量率：32.6μSv/h X0.0028小时X365天=33.3μSv/a（2）站在在线分析仪上面工作站在在线分析仪上面工作所受的最大剂量率是：4.9μSv/h工作时间：1小时，每年4次剂量率：4.9μSv/h X1小时X4天=19.6μSv/a（3）每天路过在线分析仪10次站在在线分析仪旁边工作所受的最大剂量率是：3.3μSv/h最长时间：15秒=0.0042小时剂量率：3.3μSv/h X0.0042小时X10天X365天=50.6μSv/a（4）惰轮组件维护站在第一个最近的惰轮组件处工作所受的最大剂量率是：7.9μSv/h工作时间：0.5小时，每年12次剂量率：7.9μSv/h X0.5小时X12天=47.4μSv/a年剂量限值总结：（1）每日检查传送隧道：33.3μSv（2）站在在线分析仪上面工作：19.6μSv（3）每天路过在线分析仪10次：50.6μSv（4）惰轮组件维护：47.4μSv（5）若一名工作人员负责上述所有工作，则其一年受到的最大剂量：150.9μSv（约0.15mSv）根据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002），对职业照射的剂量限值有如下规定，应对任何工作人员的职业照射水平进行控制，使之不超过下述限值；（1）由审管部门决定的连续5年的年平均有效剂量（但不可作任何追溯性平均），20mSv；（2）任何一年中的有效剂量，50mSv（3）眼晶体的年当量剂量，150mSv（4）四肢、手和足，或皮肤的年当量剂量，500mSv根据实际工作场景，工作人员每天都检查传送隧道是没有必要的，而且操作人员也不会站在在线分析仪上面工作。

中子活化水泥元素在线分析仪

中子活化水泥元素在线分析仪1 范围本标准规定了中子活化水泥元素在线分析仪的术语和定义、测量原理、组成、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、随行文件、运输和贮存。

本标准适用于利用中子活化原理对水泥原材料进行元素成分检测的中子活化水泥元素在线分析仪（以下简称分析仪）。

2 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

2.1瞬发γ中子活化分析 prompt gamma neutron activation analysis(PGNAA)利用热中子束轰击靶样品中各种元素的原子核，使之俘获热中子后受激生成激发态复合核，在退激过程中释放出特征γ射线。

根据特征γ射线峰的能量（道址）和强度（峰计数）对元素进行定性和定量分析，可测量水泥原材料中主要元素的含量。

2.2中子活化水泥元素在线分析仪 on-line elemental analyzer for cement based on neutron activation analysis利用瞬发γ中子活化分析原理，对水泥原材料中元素成分进行在线分析的检测系统。

2.3标准样品 reference sample化学成分准确、稳定，物理性质稳定的测试样品。

2.4分析仪示值 analyzer value用分析仪对一个试验单元进行试验得到的特定的测量值。

2.5参比值 reference value用参比试验方法对一个试验单元进行试验得到的一个特定的测量值，该值作为参比用于与分析仪示值进行比对。

2.6准确度 accuracy分析仪对标准样品进行测量的示值与参比值之间的一致程度。

2.7重复性 repeatability分析仪对标准样品进行重复测定所得的示值相互间的一致程度。

3 测量原理利用热中子束轰击靶样品中各种元素的原子核，使之俘获热中子后受激生成激发态复合核，在退激过程中释放出特征γ射线。

根据特征γ射线峰的能量（道址）和强度（峰计数）对元素进行定性和定量分析。

4 组成4.1 总述分析仪由测量及防护主体、中子源、探测器、信号处理柜和主机五部分组成，如图1所示。

DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪使用Cf252放射源安全分析报告

分析仪在正常运行时，系统设计分析仪周围的可出入区域的剂量水平低于10μSv/小时。

这个区域包括人员访问通道，如图1-1所示。

监测数据见表1-1，我们分别测量了空传送带的辐射剂量和传送带载约覆盖有约15厘米厚的物料时的辐射剂量。

工作人员受到的总辐射剂量与在在线分析仪周围进行的工作有关。

中子活化水泥元素在线分析仪的团体标准

■质量检测Q uality & Inspection中子活化水泥元素在线分析仪的团体标准鹿晓泉\李楠楠2,王伟1(1.中国建材检验认证集团股份有限公司，北京100024 ;2.中冶建筑研究总院有限公司，北京100088)摘要：随着分析仪在水泥行业的广泛应用，如何评价分析仪各项指标以及使用效果，目前国内乃至国际上还没有该产品的统一标准。

该文主要规范了在线分析仪的要求，提供了评价分析仪在准确性、重复性、率值控制等性能的方法，对验评在线分析仪提供了有力的数据支撑，使得用户有客观、公正的数据可供参考，为仪器厂商对产品进行性能提升与升级改进提供了思路，促进了国产科学仪器品牌影响力、用户认可度和市场销量的提升。

关键词：中子活化水泥；在线分析中图分类号：TQ172.16 文献标识码：B文章编号：1671—8321 (2019) 12—0096—040引言水泥生产过程质量控制中生料质量控制是一个很重要的部分，它是保证生产优质熟料、确保水泥质量的基础。

传统的过程质量控制均为事后检验，预先控制、调整滞后，质量波动大，往往给生产控制带来被动局面，特别是大型化、自动化的干法水泥生产，对水泥生产过程质量控制提出更高的要求，传统的质量控制方法逐渐显示出它的局限性。

以上这些问题的根本原因是缺少有效的检测手段，无法进行有效控制。

中子活化水泥元素在线分析仪能直接植入到水泥生产过程中，类似于窑操作系统中的温度、压力、电流等参数的在线检测，可用于在线检测石灰石矿或磨前生料混合料中各成分含量，实时计算各质量参数，控制生产过程。

主要用途有：石灰石开采，生料配料。

第一台应用于水泥行业的中子活化分析仪诞生于上世纪80年代，我国水泥行业在90年代末开始接触到中子活化分析仪，引进其用于石灰石预均化前和原料人磨前在线分析。

目前国外主要有美国Thermo Fisher公司，美国 Sabia公司，澳大利亚Scantech公司等几家公司有相关产品，但价格昂贵，供货周期长，现场适应性差。

252Cf中子活化水泥元素在线分析仪应用中的辐射安全浅析

收稿日期：２０１９－０３－２３作者简介：沈泽飞（１９８８－），男，汉族，云南省昆明市人，从事辐射环境监测工作。

２５２Ｃｆ中子活化水泥元素在线分析仪应用中的辐射安全浅析沈泽飞（云南核瑞环境检测有限公司，云南昆明６５００３４）摘　要：对２５２Ｃｆ中子活化水泥元素在线分析仪进行γ辐射空气吸收剂量率及中子剂量当量率监测，根据监测结果估算职业人员年受照剂量。

监测结果表明，该仪表周围辐射剂量率满足含密封源仪表的放射卫生防护要求限值，个人受照剂量满足职业人员年剂量限值。

关键词：２５２Ｃｆ中子；γ辐射空气吸收剂量率；中子剂量当量率；辐射安全中图分类号：Ｘ８３７文献标志码：Ａ文章编号：１６７３－９６５５（２０２０）增－０１４３－０３近年来，伴随科技的日益发展与迅速普及，放射源已在我国工业、农业及医疗等领域获得普遍应用，其中密封放射源在工业中的应用提高了产品质量及工业自动化程度，为经济建设与发展带来了可观效益。

但是其带来的辐射环境安全隐患也不可忽略，尤其是存在多种射线的密封放射源（如２５２Ｃｆ）的核技术利用项目，无论从仪表自身的辐射防护，还是个人受照剂量防护，均应引起高度重视，避免由于使用、管理不善使放射源对环境造成污染，对职业人员及公众造成危害，因此对含密封源仪表的辐射环境监测显得尤为重要。

２５２Ｃｆ中子活化水泥元素在线分析仪由中子源放出平均能量为２１３ＭｅＶ的快中子，快中子被测量装置慢化为热中子，热中子照射水泥物料并与物料中各元素原子核发生热中子俘获反应，放射出不同能量及强度的特征γ射线，通过检测特征γ射线的能量辨识物料中元素的种类，通过检测特定能量γ射线的强度得出元素含量。

２５２Ｃｆ在放射中子的过程中，同时伴随γ射线，因此，在监测过程中必须对γ辐射空气吸收剂量率及中子剂量当量率进行监测，在考虑防护方面需要同时考虑中子防护及γ射线防护。

１　监测的内容和方法１１　监测内容γ辐射空气吸收剂量率；中子剂量当量率。

使用在线中子活化分析仪实现水泥生产质量前馈控制

作的系统记录本、参考标准。该分析仪的中子源位于皮带下面，中子源透过输送皮带活化皮带上的物料，物料产生的射线照射到
图１石灰石质量控制图
维普资讯
琢璐等使用在线中子活化分忻１义变现水泥生产质量馈控制
石灰石质量控制是生产过程质量控制的第一
关。在线中子活化分析仪安装在预均化堆场石灰石进料皮带输送机上（见图ｌ，１可以保证石灰石质量稳定均匀．同时也可以指导矿山合理开采，合利用综
石衷矿山
石
打印机、用于分析结果的操作控制台和用于射线工
期
２０００—０１２０００—０２２Ｏ一３ ∞ ６
２０００—０４
生产含泥灰石龟／ｔ
５５
在线中子活化分析仪的分析是连续的．每分钟１个分斫结果， “ 以当前分析值 ” “ 、滚动平均” “ 、累计平均 ” “日隔平均” 、『】４种形式显示在屏幕上，二同时还可以将当前料堆质量和产量显示在屏幕上．将分析仪的显示数据反馈到矿山调度．据料堆石灰石质量控制指根标和ｊ前料堆分析结果的加权平均值，整铲区满足调料堆均化的需要用在线中子活化分析仪控制进厂使石灰质量与未使用时有明显提高见表ｌ
文章编号：０２— ８７２０１２０５０１０９７ｌ０２００４３
水泥生产过程质量控制中生料质量控制是一个很重要的部分，是保证生产优质熟料、它确保水泥质量的基础．传统的过程质量控制均为事后检验，．预先控制，调整滞后，质量渡动大，往往给生产控制带来被动局面．特别是大型化、自动化的干法水泥生产，对水

中子活化水泥元素在线分析仪在水泥厂的应用

中子活化水泥元素在线分析仪在水泥厂的应用作者：张伟孙常安来源：《山东工业技术》2019年第03期摘要：中子活化在线分析仪主要应用于水泥厂内生料配料过程控制与矿山进场原材料的检测。

本文介绍了中子活化水泥元素在线分析仪的基本原理，重点介绍了在线分析仪在水泥厂的实际应用和针对现场实际情况的改进。

关键词：水泥生料自动配料;中子活化水泥元素在线分析仪原理;原材料1 引言水泥作为建筑工业的基础材料，随着时代的发展，广泛应用于海上、地下、深水、严寒、干热、腐蚀、辐射等多种环境下，为了满足在不同环境下的适应性，需要对水泥质量进行严格控制。

为了使工作效率更高、质量更好，就需要一个安全、可靠、稳定的配料系统。

随着中子活化水泥元素在线分析仪在水泥行业的深入应用和发展，在线分析仪中子活化技术也更加严密、稳定、高效，为水泥生料配料开启了新的发展道路，下面以华新迪庆现场使用的中子活化水泥元素在线分析仪为例，分析水泥元素在线分析仪在水泥生料配料中的应用。

）、中子源（采用锎252同位素，能够与物料发生中子俘获反应。

）探测器（安装在测量装置上部，用于采集物料被中子作用后发出的γ射线，探测器外包有射线抑制体和恒温部件使用探测器保持最佳工作状态。

）、信号处理柜（包含能谱采集单元、温度控制器、信号转换模块，对探测器采集γ射线进行处理。

中子活化多元素分析仪

中子活化多元素分析仪中子活化多元素分析仪是一种用于测定材料中多种元素含量的科学仪器。

它通过利用核反应中子与目标样品原子核相互作用产生核反应，进而测定样品中不同元素的含量。

中子活化多元素分析仪具有快速、非破坏性、准确性高等特点，在许多领域中被广泛应用。

中子活化多元素分析仪的工作原理是利用中子与目标样品原子核发生反应，产生放射性核素，再通过测量核素的放射性衰变来确定原样中不同元素的含量。

中子源一般采用核反应堆或加速器产生。

样品放置在中子源附近，中子与样品发生核反应，产生新的核素，这些核素通过不同的衰变方式放出特定的射线，根据射线的特征可以确定原样中元素的含量。

中子活化多元素分析仪可以广泛应用于各种材料的分析，如土壤、水样、岩石、金属等。

在环境科学领域中，中子活化多元素分析仪可以用来测定土壤中的重金属含量，评估土壤的污染状况。

在地质学领域中，可以用来确定岩石中的元素含量，研究地质过程和岩石的形成与演化。

在冶金学和材料科学领域中，可以用来分析金属样品的成分，评估材料的纯度和质量。

中子活化多元素分析仪具有许多优点。

首先，它具有快速测定的特点，通常只需要数分钟到几十分钟，可以同时测量多个元素。

其次，中子活化多元素分析仪是一种非破坏性分析方法，样品在分析过程中不需要任何处理，可以保留样品的完整性。

此外，中子活化分析的结果准确性高，测量误差通常在1%以下。

然而，中子活化多元素分析仪也存在一些局限性。

首先，中子活化多元素分析仪需要专门的设备和设施，如中子源和辐射防护措施，操作和维护成本较高。

其次，中子活化分析的样品制备和处理比较复杂，需要一定的技术和经验。

此外，由于中子活化分析使用放射性核素，对实验室环境和操作人员的辐射安全要求较高。

总之，中子活化多元素分析仪是一种快速、非破坏性、准确的分析方法，具有广泛的应用前景。

在科学研究和工程领域中，它可以用于分析和研究各种材料的元素组成和含量，为科学研究和工程设计提供可靠的数据支持。

丹东东方测控技术股份有限公司在线分析仪生料配料技术方案

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二、DF-5701 中子活化水泥元素在线分析仪自动配料系统
（一）实现优化智能配料
在线分析仪安装在入磨原料皮带机上，每一分钟检测出入磨原料的化学成分(SiO2、 Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、SO3)等，计算机系统根据入磨原料产量累计积分和对应批次的化学成分，计算入磨混合料 KH、SM、IM 三个率值的检测值，通过和生料质量计算机控制系统 KH、SM、IM 三个率值的设定值（目标值）比较，通过优化计算，连续不断地调节各原料下料配比。通过控制装置调节各原料下料，使得入窑原料的 KH、SM、IM 三个率值不断地逼近设定值。由于这个闭环控制几乎是实时进行的，这就使得出磨生料的 KH、SM、 IM 三个率值控制非常稳定。控制框图、配料系统操作界面及系统连接如下。
图 8 系统硬件连接示意图
（二）信号接口
在应用企业已具有简单的配料系统情况下，系统对模拟量输入信号采用信号一分二转换器，满足双系统需要。系统对模拟量输出信号采用继电转换，满足双系统需要。系统对开关量输入信号采用继电转换，满足双系统需要。
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图 9 模拟量输入信号处理图 10 模拟量输出信号处理图 11 开关量输入信号处理
（4）信号处理柜
信号处理柜内有探测器外围部件，电子信号处理部件和温度控制部件。探测器外围部件为探测器运行提供高、低压电源。电子信号处理部件的主要功能是将来自探测器的模拟信号，通过 ADC 转换为数字信号。
主机控制柜采用了排风与加热装置，自动对温度进行检测和控制。在较高温度下工作时，启动排风装置将控制柜内设备产生的热量排出，以免内部设备过热，影响设备可靠性。在较低温度下工作时，启动加热装置对控制箱内部进行加热，祛湿、防凝露。测量电路可以在-40℃～60℃环境下可靠工作。

中子活化在线元素分析仪在水泥生产中的应用

中子活化在线元素分析仪在水泥生产中的应用摘要中子活化在线元素分析仪是跨皮带式物料在线检测系统，可用于在线实时检测石灰石矿或粉磨前生料混合物料中各化学元素含量，计算质量参数控制生产过程。

本文介绍了中子活化在线元素分析仪的基本原理和组成，重点介绍了在线元素分析仪在水泥生产中的实际应用效果以及安装调试和运行中遇到的问题。

关键词中子活化在线元素分析仪；水泥生料自动配料0 引言水泥作为建筑工业的基础材料应用广泛，随着时代的发展，对水泥质量提出更多新的要求。

水泥生产企业传统的配料方式是人工配料，人工取样制样，以荧光分析方法检测生料成分，再进行人工手动调整配比。

人工配料检测速度慢，滞后时间长，检测结果易受人为因素和检测误差干扰，容易造成出磨生料成分波动大、生料三率值合格率低。

为进一步稳定生料成分提高熟料质量，我公司引进中子活化在线元素分析仪用于生料配料。

下面以我公司实际使用情况为例，介绍中子活化在线元素分析仪在水泥生产中的应用。

1 在线元素分析仪的分析原理在线元素分析仪的分析原理是采用中子活化技术瞬间激发γ射线进行探测分析。

慢化后的热中子照射通过分析仪测量装置的物料，物料中各元素原子核与中子发生热中子俘获反应，放射出不同能量的特征γ射线，通过检测特征γ射线的能量辨别物料中元素种类，并通过检测γ射线的强度得出各元素含量。

2 在线元素分析仪的组成在线元素分析仪主要由测量装置、中子源、探测器、信号处理柜和主机几个部分组成。

探测器安装于测量装置的上部，接收来自物料活化后发出的特征γ射线，中子源安装于测量装置的下部。

信号处理柜的电子信号处理单元将来自探测器的模拟信号，通过 ADC 转换为数字信号传送给主机。

主机对这些数字信号进行解析，计算出各元素含量。

水泥生产企业根据生产需求在分析仪主机配料控制系统中设定生料三率值目标值，配料控制系统根据每分钟通过测量装置的物料化学成分探测结果实时调整各组分物料配比，通过OPC通讯实现自动控制。

中子活化分析

DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪一、产品概述DF-5701中子活化水泥元素在线分析仪(图1-1)是跨皮带式水泥物料在线检测装置。

用于料堆管理、生料配料过程中元素成分的在线检测。

DF-5701的装置为模块化结构，不需切割皮带，可绕皮带安装。

DF-5701运行时，皮带从测量装置内托槽上滑过，对流经的所有物料进行检测，整个检测过程不接触物料，不影响皮带运行。

DF-5701每分钟给出一次检测结果，精确分析出各元素含量以及相关的质量控制参数。

根据分析仪实时检测信息，对生产过程进行有效控制，改良生产工艺，降低生产成本,提高产品质量。

(图2-1)图2-1 DF-5701结构图1.测量装置测量装置采用模块式框架结构。

包含支持测量过程中核相互作用的关键部件，同时对射线进行辐射防护，使装置周围剂量率达到辐射安全国家标准，保证工作人员的健康安全。

2.中子源中子源安装于测量装置的下部，位于物料皮带的正下方，内部装有一个或多个不锈钢封装的252Cf源芯。

252Cf的半衰期为2.6年，放射性活度随着持续发射中子减小，约二年半时间，需补充新的中子源芯达到初始源强度。

3.探测器探测器安装于测量装置的上部，位于物料皮带的正上方，用于接收物料被中子作用后发出的射线。

探测器外包有射线抑制体和恒温部件。

其中，射线抑制体用于抑制干扰射线，并由恒温部件对探测器进行恒温。

4.信号处理柜信号处理柜内有探测器外围部件，电子信号处理部件和温度控制部件。

探测器外围部件为探测器运行提供高、低压电源。

电子信号处理部件的主要功能是将来自探测器的模拟信号，通过ADC转换为数字信号。

温度控制部件用于控制探测器温度和柜内温度。

信号处理柜可以安装在墙上或支架上，与探测器相连接的电缆线长度标准为25米。

中子活化水泥元素分析仪在某水泥公司自动配料过程的应用

中子活化水泥元素分析仪在某水泥公司自动配料过程的应用作者：张伟张海涛来源：《科技风》2019年第03期摘要：为了有效提高生料和熟料质量，增加企业效益，经多方考察与对比，该水泥有限公司采购东方测控DF.5701.Ⅲ中子活化在线分析仪2台用于生料自动配料，长期的使用效果证明中子活化在线分析仪的应用大幅提高了生料质量，进而提高了熟料质量、降低了熟料生产消耗，进而降低了熟料生产成本。

关键词：中子活化在线分析仪；生料自动配料；生料标准偏差；熟料标准偏差一、未使用中子活化在线分析仪前现场的生料制备工艺情况该水泥有限公司是一条熟料日产量为5000吨的水泥生产线，由两台立磨共同为一窑供应生料。

现场设有石灰石预均化堆场，但石灰石破碎后沿堆场内固定的布料口单点下料，石灰石预均化堆场实际未发挥均化作用，石灰石品质波动较大，生料制备过程中石灰石配料配方会在75%.95%之间变化，再加上现场采用每小时一次的X荧光质量数据指导生料配料生产，使用X 荧光质量数据指导生产存在着取制样误差和时间迟滞等问题，所以导致现场的出磨生料合格率较低，入窑生料成分波动较大，窑系统的稳定性不强等问题。

二、现场针对自身工艺情况所寻求的解决办法现场在展会上见到了由丹东东方测控技术股份有限公司自主研发的“中子活化水泥元素在线分析仪”这款产品，并在业内早已听闻这款产品已经在很多水泥厂广泛成功应用，现场了解到中子活化水泥元素在线分析仪采用中子活化瞬发γ分析（PGNAA）技术，采用跨皮带的安装方式，能对通过皮带的混合料实时进行全元素无接触在线检测，并且整个检测过程无需采样、制样和化验，每分钟就能輸出一次检测结果，中子活化自动配料系统会根据每分钟的检测结果自动计算出每台生料配料秤的下料量，高科技的检测控制系统完全实现了自动化的闭环配料控制体系。

中子活化水泥元素在线分析仪在行业内的广泛成功应用已经证明它可以彻底解决进厂原料成份波动大和配料不稳定的问题，所以现场决定采购此款设备来解决自己水泥厂生料配料方面存在的诸多问题，通过对各在线分析仪厂家的考察对比和业内咨询，丹东东方测控自主研发的设备理念较为先进，检测分析系统的自动配料系统均为自主开发，并坚持为企业量身定制，且决定在线分析仪性能的元器件均选用国际专业制造商的产品，最终选则定购了丹东东方测控DF.5701.Ⅲ中子活化在线分析仪两套。

东方测控中子活化水泥元素在线分析仪现场观摩会成功召开

96Enterprise企业7月26日，伴着轻柔的夏风，东方测控中子活化水泥元素在线分析仪现场观摩会在吉林省长春市喜来登酒店成功举行，这是水泥企业的一场盛大聚会，也是东方测控展现民族品牌力量的华丽秀场。

本次观摩会，共有来自30余家国内大型水泥企业的60余位代表以及诸多行业专家、协会领导参加。

会议首先在丹东东方测控技术股份有限公司董事长兼总裁包良清热情洋溢的欢迎辞中拉开序幕。

包良清董事长代表主办方对前来参加本次会议的嘉宾表示感谢。

他指出，“东方测控创立伊始便立足于冶金矿山行业，但是我们关注水泥行业已有十年，关注中子活化技术有八年，用了五年的时间推出了分析仪，我们不甘心落后于国外产品，又用了三年全力攻关，升级后，实验结果令人满意，现场应用效果赶超国外产品。

本次会议的举行，便是想用事实说话，加深水泥行业对东方测控认识，加强各位对国产产品的信心。

”辽源渭津金刚水泥有限公司总调度长冯良仁同与会嘉宾分享了辽源金刚水泥生产现场应用在线分析仪质量控制的情况。

他从辽源金刚水泥现场的生产条件入手，讲述了使用分析仪的必要性，客观地介绍了中外分析仪在辽源金刚水泥现场的应用情况，“东方测控在线仪与国外在线仪相比，整体运行效果相当、略好于国外。

东方测控在线仪最初运行时出磨生料KH 合格率低于国外5~10%，在进行升级改造之后运行合格率高于国外5~%，整体运行比较稳定。

东方测控技术人员对现场认真负责的态度和对现场使用的钻研精神给我们的印象深刻，公司也对东方测控产品的运行效果非常满意。

”同时他也对东方测控提出了新的希望，“希望东方测控能持续进行产品的升级研发，为我们水泥企业提供更优质的产品服务。

”丹东东方测控技术股份有限公司产品研发负责人李岩峰介绍东方测控，并就中子活化技术的发展、在线分析仪的应用原理、技术特点、应用工艺点、应用现场等方面展示了东方测控中子活化水泥元素在线分析仪。

随后，李振宇介绍了东方测控石灰石矿山配矿管理系统。