煤仓清理机器人研发与应用

储煤筒仓在我国应用广泛、现存量巨大,储煤筒仓的粘壁、蓬煤、堵塞现象,长期以来一直给煤矿、电厂等企业带来困扰。储煤筒仓内部呈圆柱体,底部有多个方锥形落料口,落料口通常为一米见方远小于煤仓内径,原煤自上而下靠自重下落,这种结构形式决定了锥形落料口附近原煤流速变缓、受挤压、易粘壁蓬堵,再遇上煤料颗粒细、含水量高、存煤时间长等情况,粘壁更易发生,粘壁使煤料流动通道更为狭窄、流速更慢,进而逐渐发展为堵塞,这种情况很难完全避免;在冬季气温很低的地区,含水量较高的煤料还会形成冻粘壁,进而逐渐发展为冻堵,更加难以疏通。目前煤矿解决粘壁蓬堵是靠人工巡检发现蓬堵、定期人工清理粘壁、人工疏通堵塞,人员须钻入煤仓中手动清理,环境恶劣劳动强度大、耗时长效果差,且存在极大的安全隐患,每年都有因人工煤仓清堵而导致的人身伤亡事故;而且对于放小炮也无效的冻堵只能等待来年回暖,使煤仓使用率降低,给煤矿及电厂的正常生产带来影响。为解决上述问题,运用特种工业机器人技术和控制算法,针对储煤筒仓研发了一套煤仓全方位智能清理机器人系统,在不改变储煤筒仓现有结构的情况下,在每个落煤口内部安装一套以液压为动力、可往复移动、捶打破煤的机器人执行单元,由机器人集群控制软件操控,根据每个落煤口布置的堵煤监测传感器及其他传感器的信号,实现自动监测判断蓬堵情况,自动选择最优的清理措施、操控相关机器人协调动作,使落煤口迅速恢复畅通。整个系统全自动无人值守运行,可迅速有效解决储煤筒仓中的蓬煤、粘壁、冻煤等落煤不畅和阻塞的情况,以成体系的技术化手段安全有效地替代人工高危工作,避免了因人工清堵而导致伤亡的可能,解决了长期困扰煤矿、电厂的痛点,提高储煤系统运行安全性。详细说明了煤仓清理机器人的运行机理、安装布局、样机试验测试、煤矿企业应用效果等情况,证明了煤仓清理机器人是解决煤仓粘壁、蓬煤、冻煤等落煤不畅和煤仓阻塞情况的有效手段。

微通道板及其组件处理与测试装备的研制与应用推广

2012年初,中国科学院高能物理研究所王贻芳所长决定:动员国内同行自主研制并批量生产20英寸微通道板光电倍增管(MCP-PMT),以实现江门中微子实验(JUNO)中的中心探测器和反符合探测器对光子的探测,进而打破国外产品垄断和降低价格风险,并提高国内电真空器件的整体研制水平.当时的技术方案是采用两块微通道板(MCP)以一定的级联方式来倍增光电阴极产生的光电子,采用何种性能的MCP以及以何种方式级联,以求达到近100%的收集效率、并能达到单光电子分辨能力(峰谷比>2.8,分辨率达到30%)和与光电阴极共同作用获得最低的暗计数率(<50, kHz),所有这些,在当时都是未知数.国内外MCP主要是以单块的形式应用于微光像增强器中,强调的视场质量,测试的技术指标不多.鉴于此,高能所决定研制一台装备可处理并测试一块、两块及其以上的MCP组件,以尽可能多的级联方式,来评价其性能.