物料成分及外界因素对核子皮带秤计量精度的影响

    核子秤是当代工业自动化测量过程中常使用的高技术产品,通常用于在线计量固体物料的流量和累计重量,并可给出回控物料流量的信号等。由于它是非接触式测量,克服了一般机电式称重设备(如机械秤、电子秤等)因机械变异等因素而引起的误差,具有稳定性好、精度较高、结构简单、安装方便、使用寿命长等优点。它可以在恶劣的条件下正常工作,被认为基本不受传送带张力、厚度、振动、惯性、冲力等因素的影响,作为计量和控制设备在化工、冶金、矿山、煤炭、建材、电力、食品等行业很受欢迎。国外在60年代末始见有关核子秤的专利公告,国内在80年代开始引进国外的核子秤设备,目前已有多家单位研制生产微机核子秤。   

    目前国内外所有核子秤的基本工作原理都是根据放射源发出的γ射线穿过物料后其强度按指数衰减的规律。其基本构成为: (1)辐射输出器(包括支架), (2)称量传感器, (3)主机系统,(4)测速机构,(5)传送带。系统本身造成的误差主要有放射源固有的统计涨落、A/D(或I/F)转换误差、测速机构的误差等,这些因素通过合理的设计和元器件的选取,可以满足实际的精度要求。除此之外,物料的成分、含水量,物料的堆形,皮带的不均匀及跑偏等都会对计量精度产生一定的影响。

    1　物料成分及外界因素对计量精度的影响

    中国科学技术大学近代物理系1993年研制成功了KD-418Ⅳ型微机核子秤,由安徽省计量测试研究所按《中华人民共和国国家计量检定规程》(JJG811-93)和国家核行业标准(EJ/T784-93)的技术要求进行了严格的检测,准确度等级确定为1.0级。主要计量性能的检测结果见表1。

    结合样机检定,我们还就物料成分及其它外界因素对核子秤计量精度的影响做了进一步的试验研究。以下所述试验的物料选用原煤作标准,水及其它杂质均在原煤基础上按比例添加。

    1.1　物料含水量的影响

    将水与物料分别按5%和10%的比例用地中衡称量混合,并以同样方式均匀平铺在皮带上,使其达到每米最大载荷的1/2,并运行到称量段上,在皮带输送机静止的情况下,用方波信号发生器产生与现场皮带速度传感器输出相同的脉冲信号以模拟现场运行的实况。固定运行10min后读取累计量示值,每一种情况重复两次测量,结果见表2。

    1.2　物料成分变化的影响

    把沙石与物料分别以5%和10%的比例混合,分别用测物料含水量影响的方法进行模拟实况试验,结果见表3。

    1.3　偏载的影响

    将能达到每米最大负荷1/2的物料分别以均匀居中和偏向一边的方式堆积于皮带的称量段上,用测物料含水量影响同样方法进行模拟实况试验,结果见表4。