KD-418XVI型微机核子秤配料系统

1　系统简介

核子计量是利用γ射线穿透物质时射线强度呈指数衰减的性质无接触地在线测量皮带、刮板等输送机械传送的物料的质量。微机核子秤是用工控微机作为主处理机构成的核子秤系统。微机核子秤配料系统在微机核子秤的基础上增加了物料回控和配料计算功能,使核子秤在水泥生产等领域内的应用向自动化、智能化的方向迈进了一大步。微机核子秤配料系统的结构如图1所示。图中只画出了一台秤体,实际系统可同时监控16台秤体。各部分简介如下:

1)放射源　γ射线由于穿透物质的能力强而被广泛应用于物料计量系统中。137Cs的半衰期为30a,是一种较理想的γ源。活度为3.7GBq的放射源被封装在φ8.9cm的不锈钢筒内,筒内有7cm厚的铅罐,放射源处于罐中央,由旋转活塞控制射线的输出强度。射线经一扇形准直孔以40°×70°角射出。

2)电离室　在辐射计量系统中,电离室的性能直接影响系统的精度,是整个系统的关键部件。本系统采用了多层密封充气式电离室,灵敏区长度为900或700mm。前放电路将电离室信号转化为+12V,1ms宽的标准脉冲输出。

3)控制电机　控制电机由调速皮带机与控制器组成。调速皮带机用滑差电机实现无级调速控制。异步电动机通过电磁离合器带动生产机械,当负载转距及异步电机转速一定时,增大磁极的励磁电流,电机与磁极转子之间的作用力增大,则机械转速增高。反之,转速下降。调速皮带机由DK-2A型控制器控制。控制器可以通过面板上的主令控制器接受宽范围的无级调速命令,也可接受0～10V的自动信号对其进行自动调速。

4)主机　主机包括PC386工业控制计算机、UPS不间断电源、打印机、数据采集接口板、输出控制板和系统软件。主机实时地接受电离室发出的称量信号和控制电机给出的速度信号,在极短的时间内完成运算并输出回控信号,同时按要求显示和打印流量、产量等数据。

2　接口板电路设计

本系统的接口板包括数据获取接口板,对来自工业现场的称量信号和速度信号采样,送入CPU处理;输出控制板把CPU发出的离散的数字控制信号(0～255)转换为模拟电压控制信号(0～10V),并通过电缆输送到现场的控制电机。数据获取接口板电路原理如图2所示。

外部输入信号首先经过滤波网络,以衰减掉高频的干扰尖峰,防止高频干扰造成误导通。光电耦合器既使系统地和探测器的输出地完全隔离,又实现了输入信号的电平转换。施密特整形电路用于对光耦的输出信号整形。由于施密特触发器的翻转特性,可进一步对信号进行幅度甄别,剔除小幅度毛刺干扰,增强了电路的抗干扰性能。8253可编程计数器用以记载输入信号的脉冲数,每一路信号占用一个8253端口。计算机通过地址译码器,对8253的各个端口执行读写操作。输出控制板的电路原理如图3所示。