一种放射性污染物在线式检测分选系统及方法与流程

本发明涉及放射性废料处理装置技术领域，具体涉及一种放射性污染物在线式检测分选系统。

背景技术：

随着我国核技术应用的快速发展，产生了海量放射性废料，如何安全、有效地处理或者利用这些废料，已然成为越发棘手的难题，甚至已经严重制约着核能利用的可持续健康发展。

在放射性废料处理装置技术领域，国家投入大量专项资金，开展核设施退役、放射性废物处置等相关重大课题研究，其中针对批量的类均匀颗粒状放射性污染物的高性价比解控处置技术是重要的研究方向之一，聚焦放射性污染的快速、高精度检测，能将海量放射性废料中超标准、高危险的部分单独分选出口来进行特殊的专门处理，其他符合标准、低风险甚至无风险的部分分选出来进行简单处理或者再利用。

目前常规的做法通常是将物料堆放在传送装置上，而且通常是从传送装置的接料端一直流向卸料端，在中部设置探测装置，线式恒速传送、分拣，这种技术思路分选准确性很不理想，物料堆叠辐射测量也不太准确。

因此，放射性废料处理装置技术领域亟需一种测量可靠、分选准确的放射性污染物在线式检测分选系统。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的缺陷，提供一种放射性废料处理装置技术领域亟需一种测量可靠、分选准确的放射性污染物在线式检测分选系统，并据此提供一种利用前述放射性污染物在线式检测分选系统的放射性污染物在线式检测分选方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种放射性污染物在线式检测分选系统，包括由电机驱动的输送带，所述输送带长度方向的靠中位置的上方设有进料斗，所述输送带远离进料斗的下游位置的上方设有第一辐射探测器，所述第一辐射探测器的探测面与输送带平行，所述输送带卸料端的下方设有分料组件，所述分料组件出料口的下方设有转运组件，所述分料组件和转运组件协同作用可将物料分运至不同位置。

进一步的，所述转运组件包括卸料位置不同的第一转运带和第二转运带。

进一步的，所述分料组件包括单排口式分料斗，所述单排口式分料斗的进料口位于所述输送带卸料端的下方，所述单排口式分料斗的侧面设有转动机构，所述转动机构可驱动单排口式分料斗的排料口摆向第一转运带或第二转运带接料端的上方。

进一步的，所述分料组件包括双排口式分料斗，所述双排口式分料斗的进料口位于所述输送带尾端的下方，所述双排口式分料斗两个出料口分别朝向第一转运带和第二转运带接料端的上方，朝向所述第一转运带的出料口处设有可受控启闭的第一挡板，朝向所述第二转运带的出料口处设有可受控启闭的第二挡板。

进一步的，所述第一挡板由第一往复机构驱动，所述第二挡板由第二往复机构驱动。

进一步的，所述第一辐射探测器远离进料斗的探测边界与输送带卸料端卸料起始线重合。

进一步的，所述输送带远离进料斗的上游位置的上方设有第二辐射探测器，所述第二辐射探测器的探测面与输送带平行，所述第二辐射探测器的探测面积与第一辐射探测器的探测面积相等。

进一步的，所述第一辐射探测器的两端设有第一准直机构，所述第一准直机构的调校方向与第一辐射探测器的探测面垂直；所述第二辐射探测器的两端设有第二准直机构，所述第二准直机构的调校方向与第二辐射探测器的探测面垂直。

进一步的，所述进料斗与第一辐射探测器之间、靠近进料斗的位置设有可限制物料高度的铺料板。

一种放射性污染物在线式检测分选方法，利用前述的放射性污染物在线式检测分选系统，包括以下步骤：

a、启动所述电机使输送带运转，启动所述第一辐照探测器；

b、待检测分选的物料通过所述进料斗落在输送带上；

c、所述输送带将物料转运至第一辐照探测器下方；

d、第一辐照探测器判断物料是否污染，判断时长为t1，分料组件和转运组件根据判断结果确定拟将物料分运的位置；

e、输送带定距运转，运转的距离为第一辐照探测器的探测范围在输送带输送方向上的长度l；

f、所述电机停止，返回步骤d并循环。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明包括由电机驱动的输送带，输送带长度方向的靠中位置的上方设有进料斗，输送带远离进料斗的下游位置的上方设有第一辐射探测器，第一辐射探测器的探测面与输送带平行，输送带卸料端的下方设有分料组件，分料组件出料口的下方设有转运组件，分料组件和转运组件协同作用可将物料分运至不同位置，进料斗位于输送带中部，上游位置可设置第二辐射探测器进行本底测量，排除环境干扰，提高辐射探测可靠性，进料斗和第一辐射探测器之间还设有使物料摊平的机构，既能避免待测物料堆叠保证走料顺畅，还可保证待测物料厚度均匀；放射性污染物在线式检测分选方法中，通过控制电机节拍再结合分料组件和转运组件的协同作用，能保证污染物料和未污染物料准确分界，从而实现输送带定距运转、物料批序分选，进而实现放射性污染物在线式检测分选的测量可靠、分拣精确，具有极大的推广价值和广阔的应用前景。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明整体装置结构示意图；

图2为本发明分料组件和转运组件一种实施方式的左视图；

图3为本发明分料组件和转运组件另一种实施方式的左视图；

图4为本发明的控制流程图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-电机，2-输送带，3-进料斗，4-第一辐射探测器，41-第一准直机构，5-分料组件，51-转动机构，52-第一分料斗，53-第二分料斗，54-第一挡板，55-第二挡板，56-第一往复机构，57-第二往复机构，6-转运组件，61-第一转运带，62-第二转运带，7-铺料板，71-第三往复机构，8-第二辐射探测器，81-第二准直机构，9-物料。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

一种放射性污染物在线式检测分选系统，包括由电机1驱动的输送带2，输送带2长度方向的靠中位置的上方设有进料斗3，输送带2远离进料斗3的下游位置的上方设有第一辐射探测器4，第一辐射探测器4的探测面与输送带2平行，输送带2卸料端的下方设有分料组件5，分料组件5出料口的下方设有转运组件6，分料组件5和转运组件6协同作用可将物料9分运至不同位置。可以理解的是，进料斗3位于输送带2中部则上游位置可进行本底测量，排除干扰提高辐射探测可靠性，辐射探测器与输送带2平行能使相邻物料9块对待测料块的测量影响最小，能实现放射性污染物在线式检测分选的测量可靠、分拣精确，在实际实施过程中设置了卸料位置不同的第一转运带61和第二转运带62，也即仅仅区分是否达标，还可以设置辐射量梯度，设置三个或者更多转运带，实现物料9分级处理，更进一步降低处理难度、提高处理效率。

进一步的，转运组件6包括卸料位置不同的第一转运带61和第二转运带62。更进一步的，分料组件5包括单排口式分料斗，单排口式分料斗的进料口位于输送带2卸料端的下方，单排口式分料斗的侧面设有转动机构51，转动机构51可驱动单排口式分料斗的排料口摆向第一转运带61或第二转运带62接料端的上方。如图2所示，可以理解的是，转动机构51驱动排料口摆动，根据第一辐射探测器4的判定结果使排料口朝向第一转运带61或者第二转运带62，实现超标准的高危物料9和符合标准的物料9的分流。

进一步的，转运组件6包括卸料位置不同的第一转运带61和第二转运带62。更进一步的，分料组件5包括双排口式分料斗，双排口式分料斗的进料口位于输送带2尾端的下方，双排口式分料斗两个出料口分别朝向第一转运带61和第二转运带62接料端的上方，朝向第一转运带61的出料口处设有可受控启闭的第一挡板54，朝向第二转运带62的出料口处设有可受控启闭的第二挡板55。更进一步的，第一挡板54由第一往复机构56驱动，第二挡板55由第二往复机构57驱动。如图3所示，可以理解的是，由两个往复驱动机构分别驱动启闭对应出料口的相应挡板，动作小，整个分料斗无需大范围摆动，可以延长寿命避免噪音。

进一步的，第一辐射探测器4远离进料斗3的探测边界与输送带2卸料端卸料起始线重合。可以理解的是，第一辐射探测器4远离进料斗3的探测边界与输送带2卸料端卸料起始线重合，利于最大限度的精确区分两个相邻物料9块边界，同时实现当前待测物料9块精确分拣和下一个待测物料9块的准确到位传送，而且当前测量物料9块采用静止测量的模式，同移动式测量方式比较，可最大限度的接近测量真值。

进一步的，输送带2远离进料斗3的上游位置的上方设有第二辐射探测器8，第二辐射探测器8的探测面与输送带2平行，第二辐射探测器8的探测面积与第一辐射探测器4的探测面积相等。可以理解的是，第二辐射探测器8作为本底测量区探测机构，可以排除工作环境的影响，映射一个本底测量区，并通过标定对两个探测器测量值进行标准化，从而在测量时可进行两个探测器同量纲相减，得到了更低、更准确的本底计数值，使设备探测下限更优，也即如图1所示，形成了s1下料区，s2物料9测量区，s3本底测量区，设置了本底测量区，其物理参数、安装环境与物料9测量区基本保持一致，并同物料9测量区计数值标准化后，在辐射测量状态下，可有效降低输送带2和周边环境等对测量真值的影响，与单探测器测量效果比较，测量精度可提升至少1个数量级，并利于批量物料9的开放式传送测量模式。

进一步的，第一辐射探测器4的两端设有第一准直机构41，第一准直机构41的调校方向与第一辐射探测器4的探测面垂直；第二辐射探测器8的两端设有第二准直机构81，第二准直机构81的调校方向与第二辐射探测器8的探测面垂直。可以理解的是，在探测器两端设置准直机构，其角度垂直探测器的探测面，准直机构由铅板等防穿透材料制成，可以避免探测器接受到两端准直机构范围之外的物料的辐射，也即探测器仅接收准直机构投影面积之内的待测物料9块的辐射，待测物料9块大小为探测器在输送带2上的垂直阴影面积，在传送方向上的长度为探测器长度l，这种结构使相邻物料9块对待测物料9块的测量影响最小。

进一步的，进料斗3与第一辐射探测器4之间、靠近进料斗3的位置设有可限制物料9高度的铺料板7。可以理解的是，设置可限制物料9高度的铺料板7，能够快速、高效地实现对海量类均匀颗粒状污染物在传送机构上的限高操作，进而实现物料9铺平，铺料版既可以是与机架可拆卸式连接，设定几个常用的高度，比如2cm、5cm、7cm等多个档位，根据物料9粒径等合理选择，并且还能兼顾效率标定，使得整个测量过程中与最初标定情况一致，以保证测量可靠性真实性准确度；当然也可以设置第三往复机构71，通过控制伸出的长度，进而实现铺料板7与输送带2的距离。

本发明还提供一种放射性污染物在线式检测分选方法，利用前述的放射性污染物在线式检测分选系统，包括以下步骤：

a、启动电机1使输送带2运转，启动第一辐照探测器；

b、待检测分选的物料9通过进料斗3落在输送带2上；

c、输送带2将物料9转运至第一辐照探测器下方；

d、第一辐照探测器判断物料9是否污染，判断时长为t1，分料组件5和转运组件6根据判断结果确定拟将物料9分运的位置；

e、输送带2定距运转，运转的距离为第一辐照探测器的探测范围在输送带2输送方向上的长度l；

f、电机1停止，返回步骤d并循环。

进一步的，步骤d中，在确定拟将物料9分运的位置并作出相应动作后，延时t2时再判断动作是否到位(也即第一种分料组件5实施方式中排料口是否摆动到位，第二种分料组件5实施方式中是否需出料的挡板开启、另一个挡板关闭)，其中延时t2一般取0.5±0.25s，是多次测量到位所需时间取其中的最大值，目的就是为了保证动作到位，至于判断方式可以采用到位传感器、行程传感器等多种方式。另外t1取值通常为1±0.75s，般根据探测器测量值的统计涨落确定，兼顾效率与精度。

进一步的，步骤e中，还可以设置判断定距传送是否到位的环节，是根据传送速度和传送距离l确定的，理论上来说t3为l/v，但为了留下安全余量同时兼顾效率，一般取t3为1.5*l/v，至于判断方式可以采用电机1上的编码器、行程传感器等多种方式。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

可以理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的组件或机构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明较佳的实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。