核子秤在工业计量中的应用

　　核子秤在工业计量中的应用

　　高精度的计量与控制是企业有效提高自动化管理水平、减耗增效所不可缺少的。这就要求各生产环节有准确的计量,如实反映生产和消耗的数据,在企业中建立一个完整的计量体系。核子秤是近年来工业生产部门应用较多的一种非接触、动态、连续对物料流量自动称重的计量装置,主要用于散装固体物料的连续性计量。核子皮带秤又可与工业控制计算机或PLC组成配料控制系统。本文介绍的为核子皮带秤。

　　1　系统组成及工作原理

　　核子皮带秤主要由放射源部件(1)、支承防护框架(2)、γ射线探测器(3)、测速装置(4)、皮带输送机和二次仪表组成。

　　采用铯Cs137作为放射源,它置于以铅为防护层的密闭钢容器内,在容器开口处辐射出γ射线,当γ射线穿透物质时,就产生光电效应。γ射线穿过物料和输送机时一部分被吸收、散射;另一部分穿过物料为探测器所接收,探测器是探测透过物料射线的传感器,工业上多采用电离室探测器,利用γ射线通过气体物质时的电离作用,把被测离子的能量即接收的辐射信号转换成电信号输出,此信号与测速传感器的输出信号相乘,即为物料流量。为消除温度变化的影响并防止潮湿引起的漏电,采用外界加热的办法,设有恒温控制器,保证了较好的温度稳定性。作为控制系统的下位机,它具有适时计算物料的流量,并完成产量计算、流量计算、配比控制、定值控制等多种计控功能。

　　探测器接收的γ射线多少与输送机单位长度上的物料量有关,其输出电信号与γ射线的多少成正比,而物料量则与被测物料的性质、厚度、密度有关,在实际应用中使用与密度有关的质量吸收系数来处理数据。工作原理可用下式表示:

　　式中　I为探测器接收的γ射线强度;I0为放射源的γ射线强度;μm为被测物料对γ射线的质量吸收系数;ρ为被测物料的密度;δ为被测物料的厚度。

　　2　影响精度的因素及其特点

　　由(1)式可以知道,核子秤的精度与质量吸收系数、被测物料的密度、厚度有关,因此要求物料在皮带上要求较稳定的堆积形状和较稳定的粒度、流动状态和稳定的供料方式。它具有以下特点:

　　(1)核子秤属非接触测重方式,所以测量的结果不受输送皮带的张力、温度、震动、冲击等影响。

　　(2)机械结构简单,安装维护简单方便,不需停机就可以进行安装和拆卸;除测速部分外,没有易磨损件和传动件。

　　(3)能够对各种散状物料进行称重计量,包括带有腐蚀性、磨损性、高温和粘性物料等。可在恶劣环境下工作,不受粉尘和温度的影响。