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核子秤的使用方法

工作原理配料设备简图误差分析

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FA(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。

FB=KB2[1n(U2/U02)-(KA1/KA2)1n(UA1 /U02)]

式中:KB2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);KA2为2秤物料A的负载常数(由实物标定得到);UA1 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UA1代替UA1

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。

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