本发明涉及一种x射线检测系统及检测方法，特别涉及一种多功能x射线检测系统及检测方法。
背景技术：
煤炭是重要能源，也是冶金、化工等重要原料，被誉为“工业粮食”，煤炭一般由碳、氢、硫等可燃物质及钙、铝、硅、铁等不可燃物质组成，煤在一定温度下充分、完全燃烧后不可燃物质的残渣所占比例即为煤的灰分。选煤的原理即是根据要求灰分调整各种选煤工艺及设备的参数，洗选出对应灰分指标的产品。传统的选煤灰分控制方法一般是人工采样化验灰分，再调节选煤参数，这种人工检测方法耗时长，难以根据煤质变化及产品需求实时调节参数。随着科技水平的进步，在线灰分检测技术逐渐引起了重视，从上世纪90年代开始，陆续有γ射线在线灰分测试仪的研发，应用于选煤厂原煤或洗选产品的灰分测量，但γ射线存在安全隐患，一旦泄露，会造成极大的危害，使用和维护很不方便。
另外，对于皮带运输机，如果出现大块或异物卡料或皮带自身运转不当很容易而引起皮带撕裂；对于钢丝绳芯皮带，如果绳芯损伤不处理，很有可能导致皮带断裂，以上情况都将对生产安全及效率造成极大影响，因此需要设置皮带探伤检测皮带运转情况。现有的皮带探伤检测器多是通过光电传感器或压力传感器检测，不能保证可靠性，且功能较为单一。
技术实现要素：
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种既能检测物料成分又能检测运输皮带的损伤情况的多功能x射线检测系统及检测方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而所采取的技术方案是：一种多功能x射线检测系统，包括皮带运输机、x射线检测装置、控制装置和通信装置，所述皮带运输机包括皮带、皮带固定托辊和均料装置，所述均料装置安装在所述皮带上带面上方；所述x射线检测装置包括发射双能x射线的x射线源和接收x射线的x射线线阵探测器，所述x射线源和所述x射线线阵探测器垂直相对，所述皮带上带面位于所述x射线源和所述x射线线阵探测器之间，所述x射线源与所述均料装置水平方向错开；所述控制装置包括控制器，所述控制器，通过所述通信装置接收来自所述x射线线阵探测器和外部系统的信号，处理后输出信号至所述通信装置。
进一步地，所述均料装置设有高度调整装置。
进一步地，所述皮带为钢丝绳芯皮带或尼龙皮带。
进一步地，所述通信装置包括有线传输模块和/或无线传输模块。
本发明还提供一种多功能x射线检测方法，使发射双能x射线的x射线源和接收x射线的x射线线阵探测器垂直相对，使皮带运输机的皮带上带面位于x射线源和x射线线阵探测器之间，使x射线源发射高低双能x射线，双能x射线透过皮带和皮带上的物料后射线衰减并由x射线线阵探测器接收，同时对物料的灰分和皮带损伤进行检测。
进一步地，在皮带上带面的上方设置均料装置，使均料装置高低位置可调，在煤流层高的情况下将皮带上物料摊平，在煤流层低的情况下将物料收拢，均料装置还提供垂直带面的压力，使不同运量时物料压实程度一致或类似。
进一步地，利用朗伯比尔定律射线衰减与灰分的关系建立数学分析模型计算灰分：
k＝ln(i01/n01)/ln(i02/n02)
其中i01为高能x射线未透过物料的射线强度，i02为低能x射线未透过物料的射线强度，n01为高能x射线透过物料后的射线强度，n02为低能x射线透过物料后的射线强度；通过设定灰分系数建立k值与物料灰分的数学关系，从而运算出皮带上物料的灰分。
进一步地，通过检测皮带破损处x射线衰减程度低于其他正常部位，对皮带的撕裂情况进行检测。
本发明具有的优点和积极效果是：采用x射线检测技术，相对于γ射线工作环境安全可靠，并且大大降低了企业的管理成本；集物料灰分检测及皮带探伤功能于一体，实现了选煤厂组合式的灰分、探伤检测和系统控制，所述系统工艺简单易实现，装置结构紧凑简易，成本低，便于安装及维护；本发明还能与上下游设备控制系统衔接，自动化调节分选参数、自动检测皮带损伤并报警，实现选煤厂安全、高效生产，为企业带来环保效益。本发明是一种安全可靠的检测装置，可以检测物料灰分及皮带损伤，集物料灰分检测及皮带探伤功能于一体，实现组合式多功能检测，能够有效降低设备成本，减少设备数量，由此降低企业的管理成本，为企业带来经济效益。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图1中：1、皮带运输机；2、皮带固定托辊；3、皮带上带面；4、皮带下带面；5、均料装置；6、x射线源；7、x射线线阵探测器；8、辐射防护装置；9、控制器；10、控制系统；11、皮带运输机开关。
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参见图1，一种多功能x射线检测系统，包括皮带运输机1、x射线检测装置、控制装置和通信装置，所述皮带运输机1包括皮带、皮带固定托辊2和均料装置5，所述均料装置5安装在所述皮带上带面3上方；所述x射线检测装置包括发射双能x射线的x射线源6和接收x射线的x射线线阵探测器7，所述x射线源6和所述x射线线阵探测器7垂直相对，所述皮带上带面3位于所述x射线源6和所述x射线线阵探测器7之间，所述x射线源6与所述均料装置5水平方向错开；所述控制装置包括控制器9，所述控制器9，通过所述通信装置接收来自所述x射线线阵探测器7和外部系统的信号，处理后输出信号至所述通信装置。
x射线源6安装在皮带上带面上方或上下带面之间，发射高低两种能量的双能x射线；x射线线阵探测器7安装在皮带上下带面之间或皮带上带面上方，与x射线源6相对，接收透过皮带及物料后的x射线；辐射防护装置8将x射线源6及x射线线阵探测器7封闭，保证检测环境的安全；通信装置将来自x射线线阵探测器7的x射线检测信号传输给控制器9，控制器9通过通信装置将指令信号传输至上下游设备控制系统；控制器9采用高速运算单元，将接收到的x射线检测信号进行转化、运算，检测出物料的灰分、皮带撕裂损伤及钢丝绳芯皮带绳芯损伤情况。
进一步地，所述均料装置5可设有高度调整装置。均料装置安装在皮带上表面上方，均料装置设置高度调整装置，可调节高低位置可调，在煤流层高的情况下将皮带上物料摊平，在煤流层低的情况下将物料收拢，均料装置还能提供垂直带面的压力，使不同运量时物料压实程度一致或类似，提高检测精度；均料装置5可采用现有的皮带运输的均料装置，均料装置5可设置一主支架，主支架可包括一方形板面及分别位于所述方形板面的四个顶角处、支撑所述方形板面的四个支撑腿。
进一步地，所述皮带可为钢丝绳芯皮带或尼龙皮带。
进一步地，所述通信装置可包括有线传输模块和/或无线传输模块。有线传输模块可选485数据传输模块以及各种现场总线数据传输模块，无线传输模块可选gprs通信模块、wifi数据传输模块等无线数据传输模块。
本发明还提供一种多功能x射线检测方法的实施例，具体方法是使发射双能x射线的x射线源6和接收x射线的x射线线阵探测器7垂直相对，使皮带运输机1的皮带上带面3位于x射线源6和x射线线阵探测器7之间，使x射线源6发射高低双能x射线，双能x射线透过皮带和皮带上的物料后射线衰减并由x射线线阵探测器7接收，同时对物料的灰分和皮带损伤进行检测。
进一步地，可在皮带上带面3的上方设置均料装置5，使均料装置5高低位置可调，在煤流层高的情况下将皮带上物料摊平，在煤流层低的情况下将物料收拢，均料装置5还提供垂直带面的压力，使不同运量时物料压实程度一致或类似。
进一步地，可利用朗伯比尔定律射线衰减与灰分的关系建立数学分析模型计算灰分：
k＝ln(i01/n01)/ln(i02/n02)
其中i01为高能x射线未透过物料的射线强度，i02为低能x射线未透过物料的射线强度，n01为高能x射线透过物料后的射线强度，n02为低能x射线透过物料后的射线强度；通过设定灰分系数建立k值与物料灰分的数学关系，从而运算出皮带上物料的灰分。
进一步地，可通过检测皮带破损处x射线衰减程度低于其他正常部位，对皮带的撕裂情况进行检测。
本发明的工艺流程如下：
s1、皮带运输机对原煤或分选后的产品物料进行转运、卸料、装车等；
s2、x射线检测装置根据皮带运输机上的物料的厚度及性质，检测灰分值；根据皮带运输机上物料量的变化情况，检测皮带撕裂情况；对于钢丝绳芯皮带，根据皮带空载时x射线信号情况，检测钢丝绳芯的损伤等；
s3、控制器9接收来自x射线检测装置的信号，处理后输出信号，如判定皮带撕裂或钢丝绳芯损坏后自动停机并发送警报信号，通知工作人员处理，还能根据需求输出信号至外部系统，从而调整上游设备参数，实现皮带运输机上物料灰分调节，调节过程如下：
①x射线检测装置检测胶带上物料的灰分；
②控制器9接收来自x射线检测装置的数据，通过计算分析实测灰分与目标灰分的差异，将计算结果信号反馈至外部系统的上游设备控制系统；
③上游设备控制系统自动调整设备参数使实际灰分满足目标灰分。
本发明的工作原理：
产品物料通过皮带运输机1进行运输；在皮带运输机1上选取合适的位置安装皮带固定托辊2，皮带固定托辊2支撑皮带上带面3和皮带下带面4，并将皮带上带面3固定为平板形；在皮带上带面3上方安装可调节上下位置的均料装置5，皮带上物料较厚时，将物料摊平，皮带上物料较薄时，将物料收拢，除此之外，还提供垂直向下的压力，使不同运量时物料的压实程度一致或近似；位于皮带上带面3上下两侧的其中一侧的x射线源6发射x射线，透过物料后能量衰减，被位于皮带上带面3上下两侧的另一侧的x射线线阵探测器7吸收，通过通信装置将信号输出至智能处理器--控制器9；控制器9采用高速运算单元，将接收到的x射线信号进行转化、运算，检测出物料的灰分、皮带撕裂损伤及钢丝绳芯皮带绳芯损伤情况，并通过通信装置发送信号指令至外部的控制系统10及皮带运输机开关11；若检测到皮带存在损伤，需要检修，胶带运输及开关11则关闭皮带运输机1，并发送警报，通知工作人员；控制系统10根据灰分仪反馈的灰分实时自动调整上游设备参数，实现皮带运输机上物料灰分调节。
本发明通过x双能射线透过物料后信号的接收及运算，至少能执行以下检测：
①x射线源6发射高低双能x射线，透过物料后射线衰减，根据朗伯比尔定律射线衰减与灰分的关系建立数学分析模型计算灰分，通过标定灰分系数等可以建立k值与物料灰分的数学关系，从而运算出皮带上物料的灰分。
②当皮带被异物划伤或者自身运转不当等撕裂时，物料通过撕裂口泄漏，皮带上物料形成塌陷的凹面，通过x射线检测装置可检测出撕裂处x射线衰减程度低于其他正常部位，控制系统从而发出停机指令并报警，实现皮带的撕裂检测。
③对于钢丝绳芯皮带，钢丝绳芯接头或绳芯断裂时，x射线透过皮带被吸收能量比断裂前存在绳芯被吸收能量减少，因而x射线衰减程度低于正常部位，因此在皮带空载时，能够实现对钢丝绳芯的损伤检测。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。