防爆γ射线探测仪和矿用煤灰分仪获国家发明专利

        2011年11月8日，由北煤机电公司王文清、任安祥、田柏林、李江生4位职工申请的《防爆γ射线探测仪和矿用煤灰分仪》专利获得了国家知识产权局颁发的发明专利证书，证书号ZL 2009 1 0083984.3，如图1所示：

图1 防爆γ射线探测仪和矿用煤灰分仪发明专利证书

        本发明专利的核心是“射线透窗”技术。“射线透窗”就是在γ射线探测仪的隔爆筒的防爆端盖上安装一个“射线窗户”，该窗户能为低能γ射线穿透防爆壳时提供了一个低衰减率的通道，大部分低能γ射线就像可见光线通过玻璃窗户一样穿过射线窗户，解决了低能γ射线在穿过防爆壳时衰减率大的难题。

        “射线透窗”由压盘和透窗组成。选择透窗材料要同时满足3个条件：①对低能γ射线的衰减率要小；②符合防爆性能要求；③不改变γ射线的单能特性。“射线透窗”的结构如图2所示：

图2 射线透窗的结构原理

        采用“射线透窗”技术设计的ZAD127-T矿用隔爆兼本安型γ射线探测仪对低能γ射线衰减率从3mm厚钢板的94.1%降低到40.6%,有效地提高了低能γ射线的接收效率，解决了低能γ射线在穿透防爆外壳时衰减率大的难题，保证了ZAD127矿用煤中灰分仪的计量精度，实现了对采区原煤灰分的就地监测，对提高采区采出率起到了积极作用。

        采用“射线透窗”发明专利技术设计的ZAD127矿用煤中灰分测定仪由双γ射线输出器、ZAD127-T矿用隔爆兼本安型射线探测仪、ZAD127-XK矿用隔爆兼本安型显示控制器组成如图3所示。地面中心站可以接收煤灰分仪的实时数据。各个管理部门的计算机通过网络与地面中心站相连，实现对煤灰分仪数据的实时共享，满足多用户对灰分数值监测的需求。

图3 矿用煤中灰分仪监测系统组成

        ZAD127矿用煤中灰分测定仪用在采区工作面，能有效地监控采区煤矸石的排放量，降低了运输电耗和采空区塌陷、保护了矿区的环境。矿用煤中灰分仪在采区应用符合我国能源发展战略，具有非常广阔的市场推广前景。“矿用煤中灰分仪”获得了北京市创新基金09Z138和国家科技型中小企业技术创新基金（10C26221100044)立项和推广。

2011年11月8日