多道脉冲幅度分析器在中子活化多元素在线分析仪中的应用.pdf

第66卷第2期
色全属(矿山部分)
2014年3月
coi:10.3969/j.issn.1671-4172.2014.02.016
多道脉神幅度分析器在中子活化多元素
在线分析仪中的应用
肖宪东,龚亚林,张伟,张建,佟超,赵龙
(丹东东方测控技术股份有限公司,辽宁丹东118002)
摘要;介绍了基于脉冲幅度分析器的中子活化多元素在线分析仪中在有色金属领域的应用。中子活化多元
素在线分析仪应用到有色金属领域,可以提高生产过程的控制指标、提高生产效率、节约生产成本,对有色金属领
域的生产过程具有重要意义。
关键词:多道脉冲幅度分析器;有色金属;在线分析仪
中图分类号:TD928.9文献标志码:A文章编号:1671-4172(2014)02-0067-02
Application of multi-channel pulse amplitude analyzer in PGNAA
XIAO Xiandong, GONG Yalin, ZHANG Wei, ZHANG Jian, TONG Chao, ZHAO Long
Dandong Dongfang Measurement & Control Technology Co, Ltd, Dandong Liaoning 118002, China)
Abstract: The application of PGNAA in nonferrous metal filed is introduced, which is based on the multi-channel
ulse amplitude analyzer. The application can improve the control indicators, enhance the efficiency and reduce the
cost in the production process. It is important to the production process of nonferrous metal
Key words: multi-channel pulse amplitude analyzer; nonferrous metal; online analyzer
有色金属领域的各个生产过程中,物料的元素意义。
含量需要进行分析。传统工艺中,要对各环节物料
中子活化多元素在线分析仪是一款技术含量非
的元素成分含量进行分析,通常需要经过人工取样、常高的在线分析仪表,仪表涉及核物理与核技术、核
人工制祥、实验室化验等几个环节,才能得到最终结电子学、电子信息、计算机应用、工业仪表、机械加
果。经过这一必要环节所需的时间,少则几个小时,工、工业控制、工艺控制、安全与环保等多学科专业
多则几天。检测结果存在很大的滯后性,这对于产技术。每项技术对于中子活化多元素在线分析仪来
的工艺控制影响非常大,既耗费大量的人力、物说都非常重要,都会影响到产品的测量精度和运行
力、时间,又无法得到最佳的控制效果,是工艺控制的可靠性。
中的一大弊病。
多道脉冲幅度分析器是中子活化多元素在线分
采用中子活化多元素在线分析仪,可以很好地析仪的重要组成部分,是中子活化产品不可缺少的
解决控制过程中的时间滯后问题。因为,中子活化部件。采用多道脉冲幅度分析器,可以大幅度提高
多元素在线分析仪可以实时、连续地检测各生产过中子活化多元素在线分析仪的性能指标,从而提高
程中物料各元素的成分含量,并根据元素成分含量其在有色金属领域工业控制过程中的检测与控制精
对生产工艺进行实时控制,大大降低工艺控制中的度。通常情况下,多道脉冲幅度分析器都是应用在
时间滞后问题。可以为企业节省大量人工化验中的实验室条件下,用于核技术的应用与研究,对产品的
人カ、物力成本,同时可以显著提高企业生产效率、使用环境没有特殊要求。中子活化多元素在线分析
节约生产成本、科学合理利用资源、创造更多的经济
仪最终要应用到工业环境下,对产品部件的工作环
效益,对企业的生产及工艺控制具有革命性的重要境、体积、通信方式都有特殊要求,要能够满足工业
环境下的长期可靠运行。
基金项目:国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ240121)
作者简介:肖宪东(1979一),男,工程师,电子信息工程专业,主要从
事仪器仪表研发工作。
色全属(矿山部分)
第66卷
1技术指标
境中。
其次,针对有色领域现场复杂的电子环境,选择
根据中子活化多元素在线分析仪的使用要求,全金属外壳设计。使产品能够符合抗电磁干扰设计
本文介绍的多道脉冲幅度分析器的几项必要指标如要求,同时对产品进行了专门的接地设计。就现场
下:总道数1024道,道容量2“2,测量信号范围0~5应用情况来看,本文介绍的产品的抗电磁干扰能力
V,微分非线性<1%,积分非线性<0.025%,系统完全能够满足设计要求,产品可以安全可靠地应用
通过能力>500 kcps。
于复杂的工业环境中的。
2原理介绍
另外,针对有色金属领域的环境温度,进行恒温
设计。在中子活化多元素在线分析仪中,为了减小
多道脉冲幅度分析器的理如下:通过对探测环境温度变化对产品性能指标的不利影响,对仪表
器输出信号的幅度信息和数量信息进行采集统计、中所有电子部件进行恒温设计,使其工作环境温度
分析,最终得到被测物料的元素信息。整个系统由尽量保持在恒定的温度下
放大整形电路、甄别电路、控制电路、ADC电路、3.2数据传输
DAC电路、CP系统电路、数据存储电路、数据通
中子活化多元素在线分析仪是通过对多道脉冲
信电路几部分组成-2』。多道脉冲幅度系统的原理幅度分析器测量的谱数据进行分析,然后才能计算
框图如图1所示
出物料中各种元素的含量,然后再对生产工艺进行
别电路ADC电路
控制。因此,多道脉冲幅度分析器测量的谱数据的
Pu季完整性对于整个产品是非常重要的。如果要将多道
置放大器大整形
脉冲幅度分析器应用到工业控制中,就必须保证测
控制电路得的谱数据能够完整无误地上传给上位机
图1系统原理框图
在本应用中,从两方面设计来保证数据传输过
The functional block diagram of system
程的完整性。首先,选用光纤进行远距离传输。正
常情况下,多道脉冲幅度分析器都是安装在现场,而
关键技术
上位机主机则是安装在控制室,两者距离少则几百
将实验室条件下的多道脉冲幅度分析器应用到米,多则上千米。要想保证数据能够安全、完整地上
传到上位机,选用光纤传输是最理想的选择。在多
工业现场,特别是有色金属领域的各恶劣环境下,需道脉冲幅度分析器附近,利用光电转换器将电信号
要根据工业现场的使用要求进行改进设计,下面将从转换为光信号,然后在上位机主机附近再利用光电
几个方面介绍对多道脉冲幅度分析器的特殊设计
转换器将光信号转换为电信号,这样可以最大可能
3.1可靠性设计
地减少数据在传输过程中所受干扰的影响]。
对用于工艺控制的仪表来说,除了仪表的检测
另外,本文介绍的应用中,在谱数据进行传输之
精度要满足要求外,仪表的可靠性和稳定性也非常前,对谱数据进行了加密处理,上位机接收到谱数据
重要。对于仪器仪表来说,有色金属领域的各生产后,根据加密协议,对谱数据进行解密处理。这样