核子秤原理及常见故障

白显奎(山东兖矿国际焦化有限公司 山东 272100)

一、核子秤的特点

在生产中对皮带上物料的计量有很多种方法，但是传统的皮带秤对于煤炭配比下料来讲，由于皮带张力，刚度，抖动和跑偏等因素，精度难以保障。且维护量大，安装难度大，逐渐被淡化。而核子秤由于是一种非接触式的散装物料在线连续计量和监控装置，是利用物料对 γ 射线束吸收的原理，对输送机传送的散装物料进行在线连续计量的器具。其计量的准确度不受物料的高温、腐蚀性、冲力、惯性力、超载等因素的影响，也不受输送机震动、磨损、胶带张力、跑偏等因素的影响，适用于工矿企业高温、高粉尘、强震动等恶劣条件下工作。 性能稳定、工作可靠、动态测量精度高，而且结构简单、安装方便、维修量小，安装时不影响输送机正常工作，更不需改变原有输送设备。

二、核子秤的组成

1.秤体：如图1包含放射源、支架、保护套筒(整体恒温系统)、电离室、前置放大器和电源。

2.测速装置：包括测速齿轮组如图2，槽式接近开关，传感器外壳，信号线等。

3.仪表显示部分功能一般包括：时间日期、瞬时流量F、累积量P、物料修正系数K、前置放大器输出信号U值：空载标定零点值(显示U 0)，前放信号频率值(显示U 1)，空载信号波动范围U 2。皮带速度L。

三、核子称的安装

核子秤的安装时，支架与地面垂直，皮带中心线与支架中心线重合。套筒距上皮带下表面3～4cm电离室灵敏区中心与皮带中心重合。放射源铅罐安装牢固，保证射线对称照射皮带，传感器安装位置，距下料口1米以外，这样安装料流稳定，维修方便。

核子称需要提供稳定的220v交流电源，要有良好的接地线，电源板的输出为DC＋15V，DC－15V,AC220V，前置放大器的电源输入为DC＋15V，DC－15V，信号输出为0V～＋5V(电压信号)，当为频率前置放大器时信号输出为小于3000HZ的频率信号。

四、核子秤的计量原理

γ射线穿透物料后，产生一定衰减，这样接收射线强度的探测器，也就是称重传感器接收的数值经过计算就会由原来的U 0(无物料时的输出信号)变为U 1(有物料时的输出信号)，称重传感器输出信号U 1与γ射线强度成正比。引进一个标定常数K 1后，则有：输送机瞬时流量F=K 1*ln(U 1/UO)，通过测量U 0、U 1，并通过标定确定K 1值，即可得到输送瞬时流量F。皮带的速度V可由速度传感器得到，由此通过计算可求出物料累计流量P=F*V[1]。

五、核子称常见故障可分为以下几类：

1.信号问题

(1)打开γ放射源罐，检查信号电压是否在3—6V之间，如信号电压为0.5v先检查电源是否供给秤体，在保证线路没有问题的情况下看前置放大器、高压块、A I模块是否有问题。

(2)静态瞬时信号电压波动大于20m v时看接地是否良好，有无线路干扰最后再查前置放大器、高压块、AI模块是否正常。

(3)动态U 0值48小时波动大于20m v时检查传感器秤体或放射源固定是否稳定，皮带有无严重跑偏，传感器上有积灰，最后检查前置放大器是否正常。

(4)信号电压大于10v时多是AI模块或前置放大器或高压块有问题也可能时前置放大器的反馈电阻调的过大。

2.测速故障常见的有

(1)测速传感器中齿轮松动，故障现象：仪表中带速显示不稳定，低于正常数值或为0。解决方法是，拆开传感器上盖，紧固齿轮上的顶丝或更换齿轮。

(2)槽式接近开关坏，故障现象：带速显示0。解决方法是确保齿轮正常时更换新的槽式接近开关。

(3)信号线坏，故障现象：带速显示0，不能校零点。解决方法是排除(1)(2)故障后更换新的信号线。

(4)传感器转轮坏，故障现象：带速显示不稳定或为0，可以看见转轮转动变慢或不转。解决方法：更换传感器外壳或清理传感器上的煤粉等杂质。

3.u0、u1故障

(1)u0故障，常见故障就是空转皮带时有流量显示即u0不为零，多为不正确校U 0导致或传感器上有积灰也可能是人为改动了U 0值，解决方法是校零点(校零点的方法见下文)，如还是如此可以考虑跟换前置放大器或高压模块。

(2)u1显示很小，可能是核源未开。如果 u1一点没有，显示为0或当核源开时低于正常值则是电源盒故障，解决方法是更换新的电源盒。

六、维护保养和校验

长时间不用时，必须将γ源关闭，在系统检修时，必须关闭控制柜的总电源；供电系统停电时必须关机，来电时电网电压稳定后才能开机。

每一周重新标定U 0，并作好原始记录，一年做一次实物标定。核子称的标定主要分为零点标定、挂板标定和实物标定。

1.零点的标定步骤：

(1)在“主画面”中点击“u值”使画面显示为U 0，选择就地运行皮带后，手动开启小皮带，等皮带上没有物料时将仪表后的校零开关调到校零位置。

(2)将仪表调到 u0按校零键，校零开始，标定时指示灯闪烁。

(3)当停止闪烁时，校零结束。如u0不稳定，重复上面步骤。

(4)稳定后停小皮带，将校零开关调到运行位置，改小皮带手动为自动。

2.挂板校验：

(1)零点标定结束后，将累计清零。

(2)将校验板固定在核源下方(核源开)。

(3)开启小皮带，并开始计时，计时三分钟后停小皮带，并记下累积量。

(4)计算新k值，E=实物重量(p’)/称重重量(p)×原k值

(5)输入新k值，计算误差Δ=l p’-p l/p’×100%≤1%

(6)若 Δ＞1%，输入新k值后重复以上几步直到Δ ≤ 1%[2]。

3.实物标定的方法：

首先进行信号U 0的标定，信号U 0稳定后，再使固定的物料通过皮带，记录下来核子秤显示的称重重量(p)。

再把物料过秤秤出实物重量(p’)。利用公式计算新k值，k=实物重量(p’)/称重重量(p)×原k值，输入新k值，计算误差Δ=l p’-p l/p’×100% ≤1%时为合格，修改k值为新k值即可，若 Δ＞1%，输入新k值后重复以上几步直到Δ ≤ 1%

结束语：

核子秤的安全和正确使用将大大提升皮带上物料测量的准确度和稳定性，减少维护量，比其他计量方式更适用于大型生产中的物料测量。

[1]姜鸿利，姜玉斌 纸和造纸[J]2004年第4期.

[2]中华人民共和国国家标准[是]2012年5月中国标准出版社.