清华博士探索 智能煤炭灰分探测新思路
七月初，清华大学精密仪器系和电子工程系直博二年级的两位博士生曹泽元、李佳钉来到济宁华瑞自动化科技有限公司开展为期六周的实践活动。华瑞公司从事煤炭检测相关产品的研发工作，通过和公司深入讨论，实践课题确定为与公司需求联系更加紧密的“煤炭灰分实时探测的方法调研”。相比发达国家，我国的燃煤效率相对较低，对煤炭资源的利用率不足。影响燃煤效率的主要因素就是煤炭中的灰分含量。所谓灰分，就是煤炭中的不可燃烧的物质。煤炭中的灰分是影响煤燃烧特性的重要指标，通过检测灰分含量可以有效地判断煤质的燃烧性能，从而对不同的煤质进行合理的分配和利用，对煤炭资源的高效、清洁利用具有很重要的作用。
针对现有的有源伽马射线法存在着成本高、射线泄露可能存在安全隐患等问题，两位博士提出了利用探测煤炭中含有的天然放射性元素所释放的射线能谱，从而推测出煤炭中灰分含量的新方法。这种方法无需额外放射源，因此不会对人体健康产生影响，同时也降低了生产成本。两位博士调研了现在市场上伽马射线探测的性能和市场价格，力图为公司进一步降低生产成本。另外，对后端的射线能谱峰值检测电路进行了设计，利用仿真分析验证了其可行性，并调研出后端的煤炭灰分含量和射线能谱峰值的拟合方法。实践活动结束前，曹泽元完成对天然伽马射线灰分测量法原理、天然伽马射线灰分测量法国内外研究现状的调研，以及灰分仪中重要的部分——伽马能谱仪的调研和设计。李佳钉博士完成了对外部伽马射线的屏蔽、煤炭中天然伽马射线的能谱检测、从能谱中提取出灰分信息等几个方面进行了方案设计，得出了整个煤灰分仪的整体框架。基于上述研究，两位博士给出了基于天然伽马射线煤质灰分仪的总体设计思路和结构，并给出了一些实际设计中可能存在的潜在问题，为华瑞公司之后仪器的实际制作和设计提供了重要参考。
另外，曹泽元博士还担任了实践支队的临时党支部的党支部书记，根据市人社局的安排，组织同学们参加曲阜优秀传统文化教育活动、参观鲁西南战役纪念馆、调研济宁市农村乡村振兴等党建活动。通过这些活动，清华大学社会实践济宁支队的博士们加深了对济宁这座文化名城的了解。回归校园之后，两位博士都希望能和实践单位继续保持紧密的合作关系，跟进项目发展，为公司的发展贡献自己更多的力量。辛勇
▲李佳钉博士在进行灰分仪的调研。
曹泽元博士在进行灰分仪设计的电路仿真。
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