核子秤的使用方法

2002年9月

近年來，核子秤在物料計量和配料系統中得到了廣泛應用。在水泥生產中，配料是一個非常重要的環節，它直接關系到水泥的質量和產量。核子秤已經被眾多廠家所接受。

1 工作原理

   核子秤是根據物料吸收 射線穿透輸送機上的物料后，一部分被物料吸收，強度減弱。變化規律為

       

   式中：I為 射線穿透輸送機上的物料后，于探頭處的強度；I₀為輸送機空載時探頭處 射線的強度； 為物料對 射線的質量吸收系數；d為物料厚度；p為物料密度。

設輸送機寬度為b，長度為L上面的物料重量為W，則有

   

由前兩式可得

   

式中：F為輸送機單位長度上的物料重量，定義為輸送機負荷。

對特定的輸送機和特定的物料，b和 都是常數。可令K₁=－b/ 代入上式可得：

      F=K₁In（I/I₀）

式中：K₁為負載常數，其值由實際標定得到。

探頭中的電離室在 射線照射下產生一弱電流信號，經I－V型前置放大器后轉換成電壓信號，電壓值正比于探頭處的 射線強度，所以上式可改寫成：

   F=K₁In(U₁/U₀)

式中：U₁為有載時探頭輸出的電壓值；U0為空載時探頭輸出的電壓值。

   不同的物料對 射線的吸收系數不同，因此，核子秤只適用于對同一物料的計量。但在核子秤推廣應用過程中，也碰到一些特殊情況，舉例如下：

   如圖1所示，通過1^＃秤的為物料A，通過2^＃秤的為物料A和物料B，物料A和物料B是兩種不同的物料，且兩種物料的流量和比例是變化的。在這種情況下，通過1^＃秤和2^＃秤要實現對兩種物料的瞬時負荷分別進行計量。

               圖1  配料設備簡圖

    對于F_A（物料A的瞬時負荷）的計量由1^＃秤的信號電壓；U₀₁為1^＃秤的空帶電壓（由實際標定得到）。

   對于FB（物料B的瞬時負荷）的計量由1^＃秤和2^＃秤共同完成。

F_B＝K_B2[1n（U₂/U₀₂）－（K_A1/K_A2）1n（U_A1 /U₀₂）]

式中：K_B2為2^＃秤物料B的負載常數（由實物標定得到）；U₂為加物料A和物料B后2^＃秤信號電壓；U₂為加物料A和物料B后2^＃信號電壓；U₀₂為2^＃秤空帶電壓（由實際標定得到）；K_A2為2^＃秤物料A的負載常數（由實物標定得到）；U_A1 為 之前1^＃秤信號電壓； 為物料從1^＃秤到2^＃秤所用時間。

    如果物料流量比較均勻，也可用U_A1代替U_A1 。

2  誤差分析

   物料A的計量由 秤完成，誤差可控制在1％以內。物料B的計量實際上是由兩臺秤來完成，所以 秤的計量誤差直接受 秤的影響，故物料B的計量誤差會大一些。造成誤差的另外一個原因是 秤需對A，B兩種物料分別進行實物標定。物料B實物標定時，物料落在皮帶上，而實際計量時物料B是落在物料A的上面，也就是說物料B與射源的距離減小了，這會產生誤差。但是，由于物料A的厚度與射源距皮帶的高度相對非常小，可以認為它所造成的誤差微乎其微。如果能適當提高輸送機速度以減小物料厚度也是可行的。

   雖然這種方法誤差大一些，但在實際生產中，配料系統的工作是在化驗室指導下進行的。根據化驗結果可以隨時調整物料配比，故不會影響配料質量。如果有條件對各種物料進行單一計量時，我們并不提倡這種方法。在老生產線改造中，由于生產設備和條件的限制，為了簡化對機械設備的改動，這種方法還是切實可行的。