减小皮带核子秤计量误差的研究

    核子皮带秤是一种用于胶带机输送物料计量的散装固态物料动态计量设备。其计量精度虽然不受胶带机振动、跑偏、张力变化、气温、灰尘等影响,但由于受测量原理、自身结构、管理等因素的影响,其计量精度不高,计量误差一般为1%左右。皮带核子秤具有称重计量和控制双重功效,其称重时与给料输送设备分开,主体结构放射源和探测器已标准化生产,设备的制造、安装、调整和维护简便。特别在是装配方式与给料输送设备组合时,可以在给料输送机工作的状态下进行框架设备安装,并不需占用特殊的空间位置。这种非接触式计量仪器目前广泛应用于矿山、冶金、水泥等环境条件恶劣的各种工业现场。

    1 称重误差主要原因的分析

    1 . 1 称重原理带来的误差分析

    如图1所示,皮带核子秤主要部件由r射线源、支架、r射线探测器、前置放大器、测速装置、计算机、显示打印装置和净化电源组成。

    射线源固定在支架顶端,在其平面内呈扇形稳定放射r射线,物料穿过时,一部分r射线源被物料吸收,剩余部分穿透物料,被r射线探测器接受,r射线探测器输出信号的大小反应出输送机上物料的多少,即W=∫Pdt=∑Fi*Vi*t(其中:W为负荷总重;Fi为输送机瞬时负荷;Vi为输送机瞬间时速;t为累计时间间隔)。

    1.1.1 物料多少、形状对精度的影响

    r射线探测器输出信号U与r射线强度成正比,r射线穿透物料后,其强度呈如下变化规律是N=N。-Up*F/S(其中N。为无物料时探测器处r射线强度;N为有物料时探测器处r射线强度;Up为物料的质量吸收系数;F为输送机负荷;S为物料宽度),由上式可知输送带上物料吸收r射线能力越弱,物料越轻,物料宽度越大,r射线探测器接受的r射线会越强,负荷总重会越大。

    1.1.2 输送机的速度对精度的影响

    输送机的速度V=K4*V1+K3(V为输送机的速度;V1为速度脉冲信号;K4为速度参数;K3为修正值,一般取零)。由上式可知输送机的速度主要取决于调速装置的性能,调速装置的性能主要取决于测速装置的准确程度,目前使用的测速形式主要是感应式传感器,测速装置中关键部件接近开关和测速盘对测速的精度影响最大,如接近开关松动、接近开关与测速盘距离安装要适当等原因都会造成测速盘的转数与皮带速度不成正比的信号,使得计量有误差。另外测速装置特性变差,也会使得输出信号失真,同样会给计量造成误差。

    1 . 2 结构部件固有的系统误差

    1.2.1 r射线源固有的系统误差

    r射线源固有的系统误差主要来源于自身衰变和受震动后的影响,r射线放射源每月约衰变0.19%,时间越长,衰变越大。由于支架不稳等原因使得r射线源受震动,会造成放射线源照射中心发生偏移,导致电离室接收到的r射线强度失真,使得输出信号发生偏差。