Рентгеновский потоковый анализатор PX-2100
Рентгеновский потоковый анализатор РХ-2100
Анализатор PX-2100 – высокопроизводительный рентгенофлуоресцентный аналитический комплекс, предназначенный для анализа элементного состава пульпы технологических потоков в режиме реального времени.
Анализатор обеспечивает стабильный контроль технологического процесса на обогатительных фабриках и предприятиях, использующих гидрометаллургические процессы, благодаря высокой чувствительности и небольшому периоду измерений проб.
Анализатор PX-2100 входит в состав аналитического комплекса, информация, получаемая от аналитического комплекса, используется для оперативного управления технологическим процессом, значительно повышая его эффективность.
Анализатор PX-2100, базируется на рентгенофлуоресцентном энергодисперсионном методе с применением детектора высокого разрешения. Для возбуждения флуоресцентного излучения пробы используется рентгеновская трубка, а для охлаждения детектора применяются термоэлектрические охладители. Таким образом, анализатор не содержит радиоизотопных источников и не требует жидкого азота, что значительно уменьшает опасность облучения при эксплуатации, снижает стоимость и объем технического обслуживания.
Основными преимуществами использования анализатора PX-2100 являются оперативность получения результатов точного количественного анализа и количество контролируемых элементов. Это позволяет своевременно реагировать на изменения, происходящие в технологическом процессе. При отсутствии потокового анализатора для наилучшего управления технологическим процессом необходимы частые лабораторные анализы, стоимость которых непомерно высока.
Также отличительной чертой анализатора PX-2100 является низкий объем капиталовложений в создание аналитического контроля и короткий период ввода в эксплуатацию за счет возможности применения имеющейся на предприятиях системы пробоотбора – прободоставки.
Компоненты анализатора РХ-2100
Структурно анализатор PX-2100 состоит из следующих компонентов:
Блок измерения
Блок измерения предназначен для возбуждения вторичного рентгеновского излучения, выделения и регистрации аналитических линий, определяемых химических элементов и состоит из:
- Ячейки измерения пробы;
- Спектрометрического канала измерения;
- Рентгеновской трубки и источника высокого напряжения;
- Внутреннего реперного образца нормализации;
- Световых индикаторов и элементов управления;
- Графического сенсорного дисплея;
- Промышленного компьютера для управления оборудованием пробоотбора, вычислений и передачи данных во внешние системы автоматизации;
- Узла воздушного охлаждения для стабилизации температуры рентгеновской трубки и блока измерения;
- Датчиков системы защитных блокировок;
- Вспомогательного оборудования.
В процессе измерения PX-2100 воздействует на пробу, находящуюся в ячейке, рентгеновскими лучами, при этом атомы химических элементов пробы начинают испускать флуоресцентное излучение, которое является характеристическим для каждого химического элемента периодической таблицы. Характеристические линии флуоресцентного рентгеновского излучения атомов химических элементов пробы выделяются и регистрируются. В анализаторе PX-2100 для анализа применяется метод дисперсии энергии. Анализатор имеет внутренний эталонный образец для самодиагностики и автоматической коррекции временного дрейфа характеристик аналитических компонентов.
Общеизвестным физическим фактом является то, что у пульповых рентгеноспектральных анализаторов измерению подвергается только тонкий слой у окна ячейки толщиной около 1 мм, то есть оно носит близповерхностный характер, так как интенсивность флуоресцентного излучения химических элементов значительно затухает в водной среде на больших расстояниях и не может быть зарегистрирована анализаторами.
Важным условием достоверности измерений является условие, чтобы объем пробы, флуоресцентное излучение которого регистрируется анализатором, был представительным. В PX-2100 ячейка измерения спроектирована так, чтобы обеспечить сравнительную быстроту смены образцов в зоне измерения, то есть высокую скорость движения пульпы вдоль окна ячейки, для предотвращения разделения по крупности частиц в зоне измерения. Явление разделения по крупности в области окна наблюдается в традиционной измерительной кювете, поскольку скорости движения пульпы вдоль стенок кюветы, и в том числе ее окна, очень незначительны, таким образом более крупные частицы не способны попасть в зону измерения анализатора.
Таким образом, ячейка измерения обеспечивает:
- Представительный образец в зоне измерения;
- Минимизацию влияния размера минеральных частиц пульпы;
- Разумную продолжительность работы окна ячейки, в связи с отсутствием пятен большого износа;
- Легкую замену окна ячейки;
- Самоочистку окна за счет однородного износа.
Система защиты от рентгеновского излучения соответствует самым жестким требованиям. Основные средства, обеспечивающие радиационную безопасность:
- ¼” корпус ячейки из нержавеющей стали;
- Аппаратные защитные контуры (разрушение окна ячейки, дверца ячейки, ключ техобслуживания и т.д.);
- Встроенные датчики температуры детектора и рентгеновской трубки;
- Диагностика исправности индикации «Рентгеновское излучение включено»;
- Исполнение корпуса анализатора позволяет размещать его как в специальных помещениях, так и непосредственно в цеху.
Детектор
Для регистрации флуоресцентного излучения пробы в анализаторе PX-2100 используется энергодисперсионный детектор, регистрирующий весь спектр флуоресцентного излучения, то есть один детектор регистрирует характеристическое излучение нескольких химических элементов одновременно. PX-2100 используется Si(Li) PIN детектор с разрешением 230eV. Это дает анализатору возможность значительно лучше различать пики элементов с близкими значениями энергии. Детектор имеет диапазон приблизительно от 2keV до 30keV. Измеряемый диапазон химических элементов: от титана (22) до урана (90).
Пределы измерения анализатора позволяют эффективно использовать его и для контроля содержаний химических элементов в концентратах (25-35%), и в хвостах (0.01 – 0.1%). Постоянный контроль встроенного реперного образца перед каждым измерением позволяет компенсировать долговременный дрейф в электронных компонентах системы.
В анализаторе используется рентгеновская трубка мощностью 50Вт, что позволяет реализовать только ее воздушное охлаждение. Не требуется никаких водяных контуров и теплообменников.
Детектор имеет встроенное термоэлектрическое охлаждение, что устраняет необходимость применения жидкого азота, как в некоторых других аналогичных анализаторах.
Температурные датчики для рентгеновской трубки и детектора контролируют систему в течение каждого измерения, данные о температуре доступны для диагностики.
Система управления анализатора РХ--2100
Вся система управления сосредоточена в корпусе анализатора, в нем расположены промышленный компьютер, модули интерфейса и управления системой первичного и вторичного пробоотбора, панель управления блоком измерений анализатора PX-2100, которая снабжена графическим дисплеем, контрольными переключателями и индикаторными лампами.
Большой сенсорный графический дисплей анализатора предназначен для отображения информации о результатах анализов, трендов и состоянии анализатора, а также ручного конфигурирования, техобслуживания или диагностики. Использование промышленного компьютера в PX-2100 позволяет хранить и использовать всю документацию в электронном виде на самом анализаторе. Больше не требуется длительный поиск информации в кипе бумажных томов.
PX-2100 использует преимущества самых последних технологий программного обеспечения:
- ПО анализатора функционирует в среде Microsoft Windows XP Professional и .NET Framework;
- Для контроля и конфигурации анализатора используется Web-интерфейс;
- Результаты анализа архивируются в ODBC базах данных и доступны через OPC протокол;
- Удаленная диагностика анализатора возможна через удаленное или Internet соединение.
Web интерфейс делает работу с анализатором простой, как просмотр Интернет сайта. Возможность поддержки OPC протокола обеспечивает легкую коммуникацию PX-2100 с системой АСУ ТП и базами данных.Информация анализатора также доступна через .NET объекты, делающие коммуникационный драйвер пользователя более простым и быстродействующим. PX-2100 работает с любой базой данных ODBC, включая:
- Локальные базы данных (внутренняя база данных анализатора), такие как Microsoft Access или SQL Server/Desktop Engine;
- Удаленные исторические серверы, такие как Microsoft SQL Server или Oracle;
- Дата логгеры, такие как OSI Pi;
- Распределенные системы управления;
- SCADA программы.
Технические характеристики рентгеновского потокового анализатора РХ-2100
Количество анализируемых потоков:
— Анализатор PX-2100 может производить анализ до 10 технологических потоков, рекомендуемое количество 8 на один анализатор
Количество определяемых элементов:
— Анализатор PX-2100 позволяет одновременно определить содержание до 10 элементов в каждой технологической пробе в диапазоне от титана до урана (атомные веса от 22 до 92), а также содержание твердого в пульпе. Результаты анализов рассчитываются по уравнениям множественной регрессии
Время измерения пробы:
— Время измерения каждой пробы может быть задано. Обычно время измерения пробы составляет 30 - 60 секунд
Цикл анализа:
— Обычно цикл анализа для 8 технологических потоков составляет от 12 до 20 минут, в зависимости от времени измерения каждой пробы. Результаты анализов рассчитываются и обновляются в течение цикла работы анализатора
Диапазон измерения содержания химических элементов:
— Обычно диапазон измерения содержаний химических элементов для пульп составляет 0.01 % - 100% от массы твердой фазы
Воспроизводимость:
— Краткосрочная сходимость показаний анализатора при нормальных условиях не хуже 0.5% отн. измерения внутреннего эталона автоматически компенсируют долговременный дрейф
Водоснабжение:
— Водопроводная вода, давление 2–6 бар, расход в среднем 30 л/мин, макс. 100 л/мин.
Сжатый приборный воздух:
— Давление 5–10 бар, расход в среднем 15 нл/мин.
Электроснабжение:
— Однофазный источник питания с номинальным напряжением 220 VAC, 50/60 Hz, 3 A (max)
Рабочая температура окружающей среды:
— 0…+45 ºC
Исполнение оборудования:
— Исполнение анализатора IP56 (соответствуют NEMA 4X)