本发明专利技术提供了一种煤泥水动态浓度检测装置及方法，属于煤泥水加药技术领域；解决了现有煤泥水浓缩过程浓度检测的滞后性问题；包括运动执行机构、数据检测与采集模块，运动执行机构包括十字滚珠丝杠滑台、连接杆和激光测距基准面，十字滚珠丝杠滑台安装于桥架侧面，十字滚珠丝杠滑台的X轴方向与桥架平行，Y轴方向伸入浓缩池中；连接杆垂直安装于十字滚珠丝杠滑台上；数据检测与采集模块包括浓度传感器、激光测距传感器和上位机，通过激光测距传感器与激光测距基准面相互配合能够实时检测浓度传感器下潜到浓缩池的深度；上位机根据采集到的实时数据即可得到浓缩池澄清层不同深度处的浓度和下潜的深度；本发明专利技术应用于煤泥水动态浓度检测。浓度检测。浓度检测。
【技术实现步骤摘要】
一种煤泥水动态浓度检测装置及方法
[0001]本专利技术提供了一种煤泥水动态浓度检测装置及方法，属于煤泥水加药控制
技术介绍
[0002]为了保证煤泥水浓缩工作过程的顺利进行，因此需要对浓缩效果进行检测。在选煤厂中，煤泥水浓缩效果的优劣一般是通过传感器检测溢流水的浓度来评判，通常检测的传感器是定点固定安装，用这种单个定点检测作为浓缩效果的检测方法往往难以预判溢流浓度的变化趋势，即在t时刻时难以判断下一时刻的浓度变化情况，使得浓缩池清水层的浓度变化情况难以把控，并且当检测点的溢流浓度超过设定值时，由于煤泥水浓缩具有大惯性的特点，此时再反馈调控药剂量就需要一段时间才能恢复工况的稳定，这就造成了调控的滞后。因此，需要对浓缩池的澄清层进行多点检测，多点检测可以通过增加传感器数量和动态检测实现，由于使用环境较为恶劣，这会使得传感器的寿命大大减少，通过增加传感器数量进行多点检测无疑是增加了选煤成本，因此，可通过动态检测实现浓缩池澄清层不同高度处的浓度检测。
技术实现思路
[0003]本专利技术为了解决现有煤泥水浓缩过程浓度检测的滞后性问题，提出了一种煤泥水动态浓度检测装置及方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种煤泥水动态浓度检测装置，包括运动执行机构、数据检测与采集模块，所述运动执行机构包括十字滚珠丝杠滑台、连接杆和激光测距基准面，十字滚珠丝杠滑台安装于桥架侧面，安装面垂直于前进方向，十字滚珠丝杠滑台的X轴方向与桥架平行，Y轴方向伸入浓缩池中；连接杆垂直安装于十字滚珠丝杠滑台上；激光测距基准面安装在桥架底部；所述数据检测与采集模块包括浓度传感器、激光测距传感器和上位机，其中浓度传感器安装在连接杆的底端，激光测距传感器安装在连接杆的顶端，通过激光测距传感器与激光测距基准面相互配合能够实时检测浓度传感器下潜到浓缩池的深度；所述激光测距传感器、浓度传感器分别通过导线与上位机相连，所述上位机根据采集到的实时数据即可得到浓缩池澄清层不同深度处的浓度和对应的下潜的深度。
[0005]所述浓度传感器具体采用散光式浓度传感器进行溢流浓度的检测。
[0006]所述激光测距传感器、浓度传感器具体通过RS485通讯将采集的数据实时传送至上位机。
[0007]所述连接杆包括相互平行的底部自由端和顶部自由端，底部自由端和顶部自由端之间通过一根竖杆固定连接，底部自由端固定在十字滚珠丝杠滑台的Y轴方向的滚珠丝杆滑台上，能够随十字滚珠丝杆滑台进行上下移动。
[0008]所述浓度传感器固定在连接杆的底部自由端，所述激光测距传感器固定在连接杆
的顶部自由端。
[0009]所述上位机中设置有煤泥水动态浓度检测的线性模型，根据线性模型的线性斜率与临界动态浓度的线性斜率即可判别浓缩池中溢流浓度的变化情况。
[0010]一种煤泥水动态浓度检测方法，采用煤泥水动态浓度检测装置，其特征在于：包括如下步骤：通过浓度传感器和激光测距传感器实时测量不同深度浓缩池中的浓度；根据不同深度处的浓度值与时间深度构建出线性模型，其中时间深度为时间与浓度传感器下潜深度的乘积；根据线性模型的线性斜率与临界动态浓度的线性斜率即可判别浓缩池中溢流浓度的变化情况；判别浓缩池中溢流浓度的变化情况是通过先对比线性模型的斜率与临界动态浓度的线性斜率的数值大小，结合动态浓度装置在当前时间深度位置上检测出的浓度值大小进而根据判别规则进行浓缩效果的预判。
[0011]所述线性模型为一次线性模型，其表达式如下：y=ax+b；上式中：y为不同深度浓缩池处浓缩液的浓度值，x表示时间深度，a为线性斜率，b为浓缩池液面处的浓度值。
[0012]所述临界动态浓度的线性斜率是参照国家洗水浓度标准将溢流浓度划分为≤500mg/L、500mg/L~1500mg/L、≥1500mg/L三个等级，再根据溢流浓度为1500mg/L的最佳加药量和ExpAssoc模型即可得出临界值（1500mg/L）处的斜率值。
[0013]所述最佳加药量是将浓度值1500mg/L带入Boltzmann模型求得；所述Boltzmann模型是通过澄清水浓度值与加药量值数据建模得出；所述ExpAssoc模型是通过非线性拟合最佳加药量与该加药量下的线性斜率得出。
[0014]本专利技术相对于现有技术具备的有益效果为：本专利技术通过将多点检测中的多个传感器合并为一个，降低了选煤的成本费用，并且为了满足多点检测，采用了可移动式的安装方法，动态浓度检测凭借着可移动性，使得动态检测装置可以进行煤泥水浓缩池澄清层中不同深度处浓度的测量，能够充分考虑到浓缩池澄清层中各个位置处不同深度的浓度值，维持溢流浓度的稳定。根据检测出的浓缩池澄清层中不同深度的浓度值与时间深度的斜率可预判浓缩效果的变化趋势，构建出了动态浓度的检测方法。这样加药系统就可以根据絮凝沉降的变化趋势进行控制，克服了单个传感器无法预测絮凝沉降趋势带来的调控滞后、溢流浓度不稳定、成本高的问题，避免了循环水的恶化。
附图说明
[0015]下面结合附图对本专利技术做进一步说明：图1为本专利技术装置的整体结构示意图；图2为本专利技术在浓缩池上的安装示意图；图3为实施例所用煤的粒度分布图；图4为动态检测结果及数据拟合示意图；图5为澄清水浓度与加药量数据建模得出的Boltzmann模型示意图；
图6为线性斜率与加药量的非线性拟合示意图；图中：1为浓缩池、2为耙架、3为中心传动轴、4为桥架、5为十字滚珠丝杠滑台、6为激光测距传感器、7为连接杆、8为激光测距基准面、9为浓度传感器、10为上位机。
具体实施方式
[0016]由于溢流水检测的传统的方式是固定安装传感器，这种单点检测往往难以预判溢流浓度的变化趋势，这使得浓缩池清水层的浓度变化难以预判，并且在基于固定式安装的检测方法中，当检测点的溢流浓度超过设定值时再去调整加药量，造成了调控的滞后。而通过增加传感器数量来进行多点检测，由于使用环境较为恶劣，传感器的寿命将大大减少，进一步增加了选煤成本。为了解决上述问题，本专利技术提出了一种煤泥水动态检测浓度装置，如图1和图2所示为本专利技术的装置组成，基于现有的浓缩池结构，现有浓缩池1底部设置耙架2，由中心传动轴3带动耙架2转动，新增了相互连接的运动执行机构、数据检测与采集模块，其中运动执行机构包括十字滚珠丝杠滑台5、连接杆7和激光测距基准面8，滚珠丝杠滑台5安装于桥架4侧面，安装面垂直于前进方向，十字滚珠丝杠滑台5的X轴方向与桥架4平行，Y轴方向伸入浓缩池1中；连接杆7垂直安装于十字滚珠丝杠滑台5上；激光测距基准面8安装于桥架4的底部。
[0017]所述数据检测与采集模块包括浓度传感器9、激光测距传感器6和上位机10，浓度传感器9安装在与十字滚珠丝杆滑台5相连的连接杆7上，由于溢流浓度较小，因此采用了一种散光式浓度传感器9进行溢流浓度的检测；同时，为了检测出浓度传感器9下潜的深度，为十字滚珠丝杆滑台5配备了一个激光测距传感器6，激光测距传感器6通过连接杆6与十字滚珠丝杠滑台5连接，激光测距传感器6与激光本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤泥水动态浓度检测装置，其特征在于：包括运动执行机构、数据检测与采集模块，所述运动执行机构包括十字滚珠丝杠滑台、连接杆和激光测距基准面，十字滚珠丝杠滑台安装于桥架侧面，安装面垂直于前进方向，十字滚珠丝杠滑台的X轴方向与桥架平行，Y轴方向伸入浓缩池中；连接杆垂直安装于十字滚珠丝杠滑台上；激光测距基准面安装在桥架底部；所述数据检测与采集模块包括浓度传感器、激光测距传感器和上位机，其中浓度传感器安装在连接杆的底端，激光测距传感器安装在连接杆的顶端，通过激光测距传感器与激光测距基准面相互配合能够实时检测浓度传感器下潜到浓缩池的深度；所述激光测距传感器、浓度传感器分别通过导线与上位机相连，所述上位机根据采集到的实时数据即可得到浓缩池澄清层不同深度处的浓度和对应的下潜的深度。2.根据权利要求1所述的一种煤泥水动态浓度检测装置，其特征在于：所述浓度传感器具体采用散光式浓度传感器进行溢流浓度的检测。3.根据权利要求1所述的一种煤泥水动态浓度检测装置，其特征在于：所述激光测距传感器、浓度传感器具体通过RS485通讯将采集的数据实时传送至上位机。4.根据权利要求1所述的一种煤泥水动态浓度检测装置，其特征在于：所述连接杆包括相互平行的底部自由端和顶部自由端，底部自由端和顶部自由端之间通过一根竖杆固定连接，底部自由端固定在十字滚珠丝杠滑台的Y轴方向的滚珠丝杆滑台上，能够随十字滚珠丝杆滑台进行上下移动。5.根据权利要求4所述的一种煤泥水动态浓度检测装置，其特征在于：所述浓度传感器固定在连接杆的底部自由端，所述激光测距传感器固定在连接杆的顶部自由端。6.根据权利要求5所述的一种煤泥水动态浓度检测装置，其特征在于：所述上位机中设置有煤泥水动态浓度检测的线性模型，根据线性模型的线性...
【专利技术属性】
技术研发人员：董宪姝，李防，樊玉萍，张洋洋，马晓敏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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