煤炭機械化采樣機的采樣過程
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摘要：隨著我國工業機械的快速發展，對于大型煤堆采樣效率以及保障采樣的準確性，成為了衡量裝載機械的一個重要標準。僅需要工人利用簡單工具操作進行卸車，很難滿足大規模，種類多的裝卸流水線，采樣機的出現使得這一問題得到了解決。車載煤炭采樣機作為一種新型移動式采樣設備，在實際工作中可形成一個流動的采制樣平臺，不僅可以克服固定式采制樣裝置受地域限制的影響，還可以避免傳統人力采樣費時費力、采樣深度不足等缺點，本文主要介紹采樣機的發展情況、采樣要求及操作流程等。
關鍵詞：采樣效率；準確采樣；采樣設備；操作流程
1.前言
煤炭作為一種常規的化石能源，在當今的社會發展中起著不可或缺的作用。煤炭是工業化社會發展的基礎，也是推動工業發展的強勁動力。由于煤炭的需求較大，而且流通量巨大，運輸煤炭的交通環境復雜，導致煤炭會包含有多種雜質，而且煤的質量以及純度也會發生變化。對于煤炭的需求來說，不同領域對于煤炭的純度以及含水量等都各不相同。對于各大領域的不同需求，取一部分的煤樣樣品進行檢測成為了煤礦評估的一個重要步驟。煤炭分析的過程主要分為采樣、制樣、化驗三個步驟，采樣是整個分析流程當中最重要的環節。
2.采樣機國內外的發展情況
20世紀早期，在機械化發展不完全的時候，需要大量工人利用基本工具來完成整個采樣過程。但是由于工人們工作環境的惡劣，而且火車以及機器運作產生的噪音十分巨大，十分容易帶來生產效率的低下，還會給工人帶來身體上的損傷，同時還加大了企業的運作成本。
到了20世紀60年代左右，比較成熟的采制樣流程和規范標準已經在歐美初步形成了，并開始進行大規模的推廣，當時發展比較大的公司與拉姆齊、赫爾斯、維尼科技等等。到了20世紀70年代，我國已經有了一套完整的采樣體系，并且采樣機械設備和化驗儀器已經比較齊全，可以滿足一般的煤堆的采樣。但是，國內的發展中也存在著一小部分問題，比如機械采樣發展緩慢，沒有明確的參考標準，這些都是我國今后采樣發展中有待解決的問題。
3.采樣機簡介
采樣機是為替代目前普遍使用的人工采樣而設計的專用設備，實現了人工采樣向機械、自動化采樣的重大轉變。該設備能按相關標準完成煤樣的采取，制備成實驗室用的初級煤樣，為準確分析原煤質量及燃煤成分提供科學依據。采樣、制樣的全部工作過程采用計算機程序控制，配以“模式采樣”、“自動采樣”、“手動采樣”等不同模式。操作者在操縱室內通過目視或觀察計算機模擬顯示均可隨時了解設備的工作狀態和采樣頭的位置，做出適合于具體工作狀態的控制模式的選擇。門式火車采制樣機能廣泛用于火車、汽車車廂內煤等散裝物料的樣品采集，是電站入場煤卸車及檢驗不可缺少的配套設備。
4.采樣機采樣過程
4.1 采樣機的采樣要求
1.對于入廠煤，需要進行車輛取樣和批量試驗，以結果作為確定煤價的依據；入廠煤也需要進行輪班取樣和試驗，作為計算電廠標準煤耗的參數，同時對質量進行監督。為及時調整鍋爐燃燒提供幫助。
2.入廠煤的取樣必須一次滿足要求。一旦出了問題，就沒有補救的可能。取樣不同于分析性試驗，分析性試驗有誤差，可重復或多次試驗，但取樣是不可能的。入廠煤從輸送機卸下時，不可能單獨存放，在煤場卸下時與其它煤混合。對于輸入煤，它已經在鍋爐中燃燒，因此無法再次收集樣品。
3.對于燃煤用于電廠的特點，無論是人工取樣還是機械取樣，都是采用了一種基于方差理論，這在技術上是非常困難的。同時，取樣操作也有嚴格的技術要求。為了能勝任電廠煤炭采樣工作，必須掌握相關的理論知識和操作技能。但是，大部分的有關部門對此掌握能力存在一定程度上的欠缺，因此抽樣工作沒有得到足夠的重視。煤炭采樣和采樣往往成為一些發電廠燃料監督管理中的薄弱環節。
4.2采樣機工作原理
采樣機一般分為火車采樣機和汽車采樣機兩種。汽車采樣機在實際采樣中應用比較廣泛，一般應用于電廠等企業，對以汽車運輸方式進廠的煤進行取樣。采樣過程必須在白天和夜間均能完成探測功能，夜間有照明。圖像分析軟件與組態軟件可采用數據庫接口或其它通用接口。在操作過程中要保證安全，避免出現分析錯誤，導致采到車廂或駕駛室的情況。
采樣裝置啟動后，設備正常運轉即可進行采樣操作。根據需要，采樣裝置可對每節車廂進行單點或多點采樣。采樣裝置的運行有自動、半自動、手動三種模式，手動一般用于調試階段；半自動模式下，部分操作需人工參與；自動模式下，操作人員只需發出采樣指令即可，后面的工作由系統自動完成。一般情況下，正常工作采用自動模式。采樣時，控制系統發出指令，大車、小車分別在橫向和縱向上移動，到達指定位置后，大車、小車制動，采樣頭開始下降并進行采樣。當采樣頭到達指定位置后，下降接近開關產生感應信號并傳送到控制系統，采樣頭提升。當回到設定高度后，采樣頭料倉門打開，采集的原煤進入皮帶機。然后，煤樣經過破碎、縮分過程，少量的煤樣進入集樣器，多余的煤樣由余煤返排口排回車上，整個采樣過程結束。
4.3采樣機控制系統概述
采樣機控制系統一般分為機構本體與控制本體兩部分，控制系統作用是根據用戶的需求來說，對于操作本體進行控制，完成機械裝置的各種動作?？刂葡到y的整體性能決定著整個采樣系統的采樣效率。一個良好的控制系統需要具有靈活可控的操作方式，可以隨時控制運動方式的同時保證操作的安全性。
操作采樣機的控制方式按照運動的控制方式來分析，一般分為位置控制、速度控制、力控制這三種，而力控制是以上控制方式當中采樣效率最高的一種。力控制需要在提取煤堆樣品時，機械手的采樣頭同操作煤堆的表面直接接觸，保證了精確定位的同時，又保證了提取煤堆樣品的力度適中，不會破壞樣品。對于整個系統的操作量和反饋量，采集煤堆樣品的輸入量和機械手得到的反饋量是通過力矩信號來傳遞的，所以在系統當中一般配備了力矩傳感器，保證了整個采樣系統的連貫性。
5.總結與展望
煤炭采樣機工作效率是整個采樣過程中的重中之重，雖然目前我國已經擁有了一套比較成熟的采樣流程，但是在實際工作中受到研究水平的限制和不理想的工作環境，未來煤炭采樣機還存在著極大的發展空間。未來的采樣機可以對煤塊的大小或者品質進行更加詳細的采樣分析，采樣速率會大大提高，還會減少不必要的抖動以及噪聲等，使得采樣環境更加安全便捷。
參考文獻
[1]陳婷.新型輸送帶端部采樣機應用研究[J].煤礦機械，2018，39（08）：129-131.
[2]付興，徐海波，王軍，白志東，李和薇.移動式煤炭采樣機采樣臂智能避障路徑規法研究[J].現代制造工程，2018（09）：70-79.
[3]王廣通.車載煤炭采樣機制樣裝置設計與虛擬樣機仿真[D].西安科技大學，2016.
[4]王建飛，王敬斌.車載煤炭采樣機制樣裝置的設計優化[J].機械管理開發，2018，33（12）：7-9.
作者簡介：高群惠（1996.01-），男，黑龍江省大慶市人，哈爾濱市南崗區黑龍江大學，電子與通信工程專業2018級，在讀碩士，研究方向為圖像處理技術；
汪國強（1963.09-），男，黑龍江省哈爾濱市人，黑龍江大學電子工程學院副院長，在職教授，研究方向為圖像處理技術及信號檢測等。
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