核子秤的原理、安装和调试的步骤及故障处理方法

　　一、核子秤的工作原理

　　核子秤是核技术与微机技术相结合的产物,它是利用物质吸收γ射线原理制成的。它由源部件、A形支架、γ射线探测器、前置放大器、电源及恒温系统、速度传感器、微机系统组成,如图1。

　　放射源稳定放射出γ射线,量是确定的,在A形支架构成的平面内呈扇形照射,物料从A形支架中间穿过。一部分射线被物料吸收,其余部分穿透物料照射到γ射线探测器上,物料越多,被吸收的γ射线也越多,照射到探测器上的射线就越少。因此,γ射线探测器输出信号的大小,能够反映出输送机上物料的多少。

　　γ射线穿透物料后,强度变化规律如下:

　　式中:μ为物质的质量吸收系数;F为输送机负荷;N0为空载时γ射线强度;N为有负荷时γ射线强度。γ射线探测器输出信号电压U正比于γ射线强度N,式(1)可以写成:

　　式中:U0为空载时的输出信号电压; U1为有负载时的输出信号电压。令k=s/μ则:

　　k为物料标定常数。

　　通过检测U0、U1并通过标定将k值确定,即可测得输送机输送物料的负荷F。由测速装置输送机输送物料速度v,则物料的累积量W为:

　　式中:Fi为输送机瞬时负荷;vi为输送机瞬时速度;T为计算周期;W为累积重量。

　　二、主要组成

　　1.放射源:核子秤使用的γ射线源为137Cs,强度为3.75左右贝可勒尔,射线能量为0.662MeV,半衰期为30a。源容器采用钢壁灌铅结构,在开启状态下,γ射线呈扇形朝下射出。

　　2.γ射线探测器:采用专门研制的HHD型大体积充气电离室,它与其他γ射线探测器(如计数管闪烁计数器)相比具有精度高,性能稳定,寿命长,结构简单,抗机械损伤等优点。

　　3.前置放大器:它将电离室输出的弱电流信号转换成与此成正比的电压信号。

　　4.电源板及恒温系统:电源板为电离室及前放提供350V±15V电压,为消除环境温度影响,确保核子秤具有良好的稳定性,对电离室及前放进行恒温,温度控制在55℃左右。

　　5.测速装置:输送机速度恒定,将输送机的继电器的常闭接点接入微机主机,当输送机停止运转时,常闭接点吸合,速度信号为零。输送机运转时,常闭接点打开,此时速度信号为一恒定电压。

　　6.微机系统:二次表为单片机系统八位数码管,可分别显示累积量、流量、速度,通过按键盘可对核子秤进行操作,切换显示修改常数,检定核子秤。

　　三、核子秤的安装及调校

　　1.核子秤的安装

　　主机装在热电厂的总控室,秤体装于3号输煤皮带上料口3.5m处,秤体距主机约20m,秤体电源由总控室供电,电源电压为AC220V,由皮带控制室,送一与皮带开停同步的交流220V的控制信号控制一个中间继电器。核子秤主机中的速度端口与中间继电器的常闭接点相连,使主机采得3号输煤皮带的开停信号。秤体的称重信号是由一根四芯屏蔽电缆送主机的负载信号端口,即主机采得3号皮带的速度信号与负载信号,经主机运算后,显示流量及累积量。主机及秤体约为24h供电,即使不送煤时,秤体电源和放射源也不关断。