核子秤原理及常見故障

白顯奎(山東兗礦國際焦化有限公司 山東 272100)

一、核子秤的特點(diǎn)

在生產(chǎn)中對皮帶上物料的計(jì)量有很多種方法，但是傳統(tǒng)的皮帶秤對于煤炭配比下料來講，由于皮帶張力，剛度，抖動和跑偏等因素，精度難以保障。且維護(hù)量大，安裝難度大，逐漸被淡化。而核子秤由于是一種非接觸式的散裝物料在線連續(xù)計(jì)量和監(jiān)控裝置，是利用物料對 γ 射線束吸收的原理，對輸送機(jī)傳送的散裝物料進(jìn)行在線連續(xù)計(jì)量的器具。其計(jì)量的準(zhǔn)確度不受物料的高溫、腐蝕性、沖力、慣性力、超載等因素的影響，也不受輸送機(jī)震動、磨損、膠帶張力、跑偏等因素的影響，適用于工礦企業(yè)高溫、高粉塵、強(qiáng)震動等惡劣條件下工作。 性能穩(wěn)定、工作可靠、動態(tài)測量精度高，而且結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、維修量小，安裝時(shí)不影響輸送機(jī)正常工作，更不需改變原有輸送設(shè)備。

二、核子秤的組成

1.秤體：如圖1包含放射源、支架、保護(hù)套筒(整體恒溫系統(tǒng))、電離室、前置放大器和電源。

2.測速裝置：包括測速齒輪組如圖2，槽式接近開關(guān)，傳感器外殼，信號線等。

3.儀表顯示部分功能一般包括：時(shí)間日期、瞬時(shí)流量F、累積量P、物料修正系數(shù)K、前置放大器輸出信號U值：空載標(biāo)定零點(diǎn)值(顯示U 0)，前放信號頻率值(顯示U 1)，空載信號波動范圍U 2。皮帶速度L。

三、核子稱的安裝

核子秤的安裝時(shí)，支架與地面垂直，皮帶中心線與支架中心線重合。套筒距上皮帶下表面3～4cm電離室靈敏區(qū)中心與皮帶中心重合。放射源鉛罐安裝牢固，保證射線對稱照射皮帶，傳感器安裝位置，距下料口1米以外，這樣安裝料流穩(wěn)定，維修方便。

核子稱需要提供穩(wěn)定的220v交流電源，要有良好的接地線，電源板的輸出為DC＋15V，DC－15V,AC220V，前置放大器的電源輸入為DC＋15V，DC－15V，信號輸出為0V～＋5V(電壓信號)，當(dāng)為頻率前置放大器時(shí)信號輸出為小于3000HZ的頻率信號。

四、核子秤的計(jì)量原理

γ射線穿透物料后，產(chǎn)生一定衰減，這樣接收射線強(qiáng)度的探測器，也就是稱重傳感器接收的數(shù)值經(jīng)過計(jì)算就會由原來的U 0(無物料時(shí)的輸出信號)變?yōu)閁 1(有物料時(shí)的輸出信號)，稱重傳感器輸出信號U 1與γ射線強(qiáng)度成正比。引進(jìn)一個(gè)標(biāo)定常數(shù)K 1后，則有：輸送機(jī)瞬時(shí)流量F=K 1*ln(U 1/UO)，通過測量U 0、U 1，并通過標(biāo)定確定K 1值，即可得到輸送瞬時(shí)流量F。皮帶的速度V可由速度傳感器得到，由此通過計(jì)算可求出物料累計(jì)流量P=F*V[1]。

五、核子稱常見故障可分為以下幾類：

1.信號問題

(1)打開γ放射源罐，檢查信號電壓是否在3—6V之間，如信號電壓為0.5v先檢查電源是否供給秤體，在保證線路沒有問題的情況下看前置放大器、高壓塊、A I模塊是否有問題。

(2)靜態(tài)瞬時(shí)信號電壓波動大于20m v時(shí)看接地是否良好，有無線路干擾最后再查前置放大器、高壓塊、AI模塊是否正常。

(3)動態(tài)U 0值48小時(shí)波動大于20m v時(shí)檢查傳感器秤體或放射源固定是否穩(wěn)定，皮帶有無嚴(yán)重跑偏，傳感器上有積灰，最后檢查前置放大器是否正常。

(4)信號電壓大于10v時(shí)多是AI模塊或前置放大器或高壓塊有問題也可能時(shí)前置放大器的反饋電阻調(diào)的過大。

2.測速故障常見的有

(1)測速傳感器中齒輪松動，故障現(xiàn)象：儀表中帶速顯示不穩(wěn)定，低于正常數(shù)值或?yàn)?。解決方法是，拆開傳感器上蓋，緊固齒輪上的頂絲或更換齒輪。

(2)槽式接近開關(guān)壞，故障現(xiàn)象：帶速顯示0。解決方法是確保齒輪正常時(shí)更換新的槽式接近開關(guān)。

(3)信號線壞，故障現(xiàn)象：帶速顯示0，不能校零點(diǎn)。解決方法是排除(1)(2)故障后更換新的信號線。

(4)傳感器轉(zhuǎn)輪壞，故障現(xiàn)象：帶速顯示不穩(wěn)定或?yàn)?，可以看見轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動變慢或不轉(zhuǎn)。解決方法：更換傳感器外殼或清理傳感器上的煤粉等雜質(zhì)。

3.u0、u1故障

(1)u0故障，常見故障就是空轉(zhuǎn)皮帶時(shí)有流量顯示即u0不為零，多為不正確校U 0導(dǎo)致或傳感器上有積灰也可能是人為改動了U 0值，解決方法是校零點(diǎn)(校零點(diǎn)的方法見下文)，如還是如此可以考慮跟換前置放大器或高壓模塊。

(2)u1顯示很小，可能是核源未開。如果 u1一點(diǎn)沒有，顯示為0或當(dāng)核源開時(shí)低于正常值則是電源盒故障，解決方法是更換新的電源盒。

六、維護(hù)保養(yǎng)和校驗(yàn)

長時(shí)間不用時(shí)，必須將γ源關(guān)閉，在系統(tǒng)檢修時(shí)，必須關(guān)閉控制柜的總電源；供電系統(tǒng)停電時(shí)必須關(guān)機(jī)，來電時(shí)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定后才能開機(jī)。

每一周重新標(biāo)定U 0，并作好原始記錄，一年做一次實(shí)物標(biāo)定。核子稱的標(biāo)定主要分為零點(diǎn)標(biāo)定、掛板標(biāo)定和實(shí)物標(biāo)定。

1.零點(diǎn)的標(biāo)定步驟：

(1)在“主畫面”中點(diǎn)擊“u值”使畫面顯示為U 0，選擇就地運(yùn)行皮帶后，手動開啟小皮帶，等皮帶上沒有物料時(shí)將儀表后的校零開關(guān)調(diào)到校零位置。

(2)將儀表調(diào)到 u0按校零鍵，校零開始，標(biāo)定時(shí)指示燈閃爍。

(3)當(dāng)停止閃爍時(shí)，校零結(jié)束。如u0不穩(wěn)定，重復(fù)上面步驟。

(4)穩(wěn)定后停小皮帶，將校零開關(guān)調(diào)到運(yùn)行位置，改小皮帶手動為自動。

2.掛板校驗(yàn)：

(1)零點(diǎn)標(biāo)定結(jié)束后，將累計(jì)清零。

(2)將校驗(yàn)板固定在核源下方(核源開)。

(3)開啟小皮帶，并開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)三分鐘后停小皮帶，并記下累積量。

(4)計(jì)算新k值，E=實(shí)物重量(p’)/稱重重量(p)×原k值

(5)輸入新k值，計(jì)算誤差Δ=l p’-p l/p’×100%≤1%

(6)若 Δ＞1%，輸入新k值后重復(fù)以上幾步直到Δ ≤ 1%[2]。

3.實(shí)物標(biāo)定的方法：

首先進(jìn)行信號U 0的標(biāo)定，信號U 0穩(wěn)定后，再使固定的物料通過皮帶，記錄下來核子秤顯示的稱重重量(p)。

再把物料過秤秤出實(shí)物重量(p’)。利用公式計(jì)算新k值，k=實(shí)物重量(p’)/稱重重量(p)×原k值，輸入新k值，計(jì)算誤差Δ=l p’-p l/p’×100% ≤1%時(shí)為合格，修改k值為新k值即可，若 Δ＞1%，輸入新k值后重復(fù)以上幾步直到Δ ≤ 1%

結(jié)束語：

核子秤的安全和正確使用將大大提升皮帶上物料測量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，減少維護(hù)量，比其他計(jì)量方式更適用于大型生產(chǎn)中的物料測量。

[1]姜鴻利，姜玉斌 紙和造紙[J]2004年第4期.

[2]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)[是]2012年5月中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.