核子秤的使用方法

2002年9月

近年来，核子秤在物料计量和配料系统中得到了广泛应用。在水泥生产中，配料是一个非常重要的环节，它直接关系到水泥的质量和产量。核子秤已经被众多厂家所接受。

1 工作原理

   核子秤是根据物料吸收 射线穿透输送机上的物料后，一部分被物料吸收，强度减弱。变化规律为

       

   式中：I为 射线穿透输送机上的物料后，于探头处的强度；I₀为输送机空载时探头处 射线的强度； 为物料对 射线的质量吸收系数；d为物料厚度；p为物料密度。

设输送机宽度为b，长度为L上面的物料重量为W，则有

   

由前两式可得

   

式中：F为输送机单位长度上的物料重量，定义为输送机负荷。

对特定的输送机和特定的物料，b和 都是常数。可令K₁=－b/ 代入上式可得：

      F=K₁In（I/I₀）

式中：K₁为负载常数，其值由实际标定得到。

探头中的电离室在 射线照射下产生一弱电流信号，经I－V型前置放大器后转换成电压信号，电压值正比于探头处的 射线强度，所以上式可改写成：

   F=K₁In(U₁/U₀)

式中：U₁为有载时探头输出的电压值；U0为空载时探头输出的电压值。

   不同的物料对 射线的吸收系数不同，因此，核子秤只适用于对同一物料的计量。但在核子秤推广应用过程中，也碰到一些特殊情况，举例如下：

   如图1所示，通过1^＃秤的为物料A，通过2^＃秤的为物料A和物料B，物料A和物料B是两种不同的物料，且两种物料的流量和比例是变化的。在这种情况下，通过1^＃秤和2^＃秤要实现对两种物料的瞬时负荷分别进行计量。

               图1  配料设备简图

    对于F_A（物料A的瞬时负荷）的计量由1^＃秤的信号电压；U₀₁为1^＃秤的空带电压（由实际标定得到）。

   对于FB（物料B的瞬时负荷）的计量由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为2^＃秤物料B的负载常数（由实物标定得到）；U₂为加物料A和物料B后2^＃秤信号电压；U₂为加物料A和物料B后2^＃信号电压；U₀₂为2^＃秤空带电压（由实际标定得到）；K_A2为2^＃秤物料A的负载常数（由实物标定得到）；U_A1 为 之前1^＃秤信号电压； 为物料从1^＃秤到2^＃秤所用时间。

    如果物料流量比较均匀，也可用U_A1代替U_A1 。

2  误差分析

   物料A的计量由 秤完成，误差可控制在1％以内。物料B的计量实际上是由两台秤来完成，所以 秤的计量误差直接受 秤的影响，故物料B的计量误差会大一些。造成误差的另外一个原因是 秤需对A，B两种物料分别进行实物标定。物料B实物标定时，物料落在皮带上，而实际计量时物料B是落在物料A的上面，也就是说物料B与射源的距离减小了，这会产生误差。但是，由于物料A的厚度与射源距皮带的高度相对非常小，可以认为它所造成的误差微乎其微。如果能适当提高输送机速度以减小物料厚度也是可行的。

   虽然这种方法误差大一些，但在实际生产中，配料系统的工作是在化验室指导下进行的。根据化验结果可以随时调整物料配比，故不会影响配料质量。如果有条件对各种物料进行单一计量时，我们并不提倡这种方法。在老生产线改造中，由于生产设备和条件的限制，为了简化对机械设备的改动，这种方法还是切实可行的。