论文导读：近几年，随着国民经济的快速发展，改革开放政策的持续深入，在引进吸收国外先进技术的基础上，我国工业自动化仪表行业（如北京的今日仪器公司，深圳吉立电器仪表公司，杭州半山仪表厂等）相继推出了多种系列的非接触式核子皮带秤，产品系列各自有别，但总的有一机一秤型，一机多秤型等计量及配料皮带秤。核子皮带秤一经问世，即以其独特优越的性能逐步运用到了国民经济建设的众多领域。
关键词：动态物料计量，非接触式，核子皮带秤
一、概述
国民经济建设的许多部门，如冶金、矿山、煤炭、炼焦、水泥、食品、轻工和电力等行业，都广泛运用着各式各样的物料输送机，如皮带、螺旋、刮板等。论文检测。大量难以计数的流动固体散料给计量工作带来极大的不便，一定程度上影响了生产、配料及管理。因此，提供具有当代高科技水平的动态物料称量设备对于提高企业的管理水平和产品质量具有重要意义。
传统的电子皮带秤是采用压力传感器及速度传感器与微机组成的接触式自动称量仪器，其动态精度可达1.0%。但由于是接触式的，它要受皮带颠簸、超载、滚轮偏心、皮带张力变化和刚度变化等因素影响，又由于采用的是压力传感器，其器件本身的精度受环境温度影响较大，且不适合工作在高温、多尘、强腐蚀场所，更难应用到螺旋、刮板、链斗、提斗和管道输送等方式的输送机上。实际使用证明，现有的通用电子皮带秤的准确度没有保证，使用中需不断地对电子秤进行调整，否则会产生系统偏差。由于需要经常校正、维护和维修，给计量工作带来繁重的负担，并且不能保证长期可靠地工作。
近几年，随着国民经济的快速发展，改革开放政策的持续深入，在引进吸收国外先进技术的基础上，我国工业自动化仪表行业（如北京的今日仪器公司，深圳吉立电器仪表公司，杭州半山仪表厂等）相继推出了多种系列的非接触式核子皮带秤，产品系列各自有别，但总的有一机一秤型，一机多秤型等计量及配料皮带秤。核子皮带秤一经问世，即以其独特优越的性能逐步运用到了国民经济建设的众多领域。
二、射线输出器
非接触式核子皮带秤的基础原理。见图1。论文检测。
 图1 核子皮带秤原理示意
非接触式核子皮带秤是利用被测物料对同位素辐射源发出的γ射线的吸收原理制造的一种新型计量仪器。γ射线输出器输出根据皮带宽度而确定的扇形γ射线，射线通过皮带上的物料时，物料对γ射线具有衰减作用。物料厚处透过的γ射线少，物料薄处透过的γ射线多。安装在皮带下的γ射线传感器（亦称电离筒）根据所接收到的γ射线多少发出相应的电信号，并由具有高放大倍率和高稳定性的前置放大器进行放大。放大后的传感器电压信号经V/F转换连同皮带的速度频率信号一起送入CPU主机进行处理计算，得到皮带运料的各种有用的计量参数。并于主机面板上实时显示、打印。其信号通过主机通讯接口可进入上一级计算机。
非接触式核子皮带秤工作的物理基础和数学模型表述如下：
γ射线实质是一种高能光子，它穿过物料时被吸收的情况遵循比尔定律。论文检测。
I=I0e-udδ ………………………………（1）
（1）式中：
I0——穿过物料前的射线强度
I ——穿过物料后的射线强度
u ——物料的质量吸收系数
d ——物料厚度
δ——物料的比重
γ射线传感器和前置放大器把γ射线强度I成正比地转化成电压信号U，并经过适当的数学转换，可以得到皮带秤数据处理的基本公式：
F=AlnU0/U………………………………（2）
（2）式中：
U0 ——空带时前置放大器的输出电压
U ——载料时前置放大器的瞬时输出电压
A ——皮带的负载系数
F ——皮带的负载，单位为公斤/米
Ln ——取自然对数符号
L=FV ………………………………（3）
（3）式中：
V ——从测速器测出的带速（不用测速时可人工键入选定的恒定带速）
L ——皮带上物料的瞬时流量，单位：吨/小时
W=L dt ………………………………（4）
（4）式中：
t ——记录物料输送量的时间间隔
W ——t时间间隔内累计物料输送量
（2）、（3）、（4）三式是非接触式核子皮带秤数据处理的基础公式。其处理流程如图2。
图2 核子皮带秤处理流程
三、核子皮带秤的系统组成和部件
非接触式核子皮带秤的系统组成一般由三部分组成。
1.秤体：包含γ射线输出器，γ射线传感器及护套，前置放大器，恒温器，测速器，效验板及秤架等部件。
2.主机：CPU单片机，LED数显（或CRT、液晶），操作键盘，高抗干扰净化电源，打印机等。
3.信号传输通道：V/F转换器，RS422通讯接口，双绞屏蔽信号电缆。
四、非接触式核子皮带秤的主要特点
非接触式核子皮带秤由于采用非接触式测量技术，并充分利用现代计算机及电子学的最新成果，它克服了传统电子皮带秤的缺点。其主要特点如下：
1.可对输送机上传送的各种物料的累计重量、瞬时流量及带速、荷载等参数进行非接触式在线测量，自动显示，打印纪录。
2.不受皮带磨损、张力、震动、跑偏、冲击等因素影响，能长期、稳定地工作。
3.采用最新技术和特殊工艺制造的γ射线传感器有极高的灵敏度，可在高温、多尘、强电磁场干扰、强腐蚀等恶劣环境下可靠地工作。
4.除皮带运输机外，非接触式测量技术还适用于电子秤不能运用的场合，如螺旋，刮板，履带等各式各样输送机，其原理与皮带秤相同。
5.测量秤架安装只需很少的空间，所占皮带空间长度不足1米，不需要对原输送设备进行改造。
6.系统安装标定后，全部操作维护工作可由主机按键完成。系统高度智能化，操作非常简单，正常工作下可无人值守。平均无故障时间大于10000小时。
7.可用标准检验板方便地对系统精度进行检测。测量误差在0.5～1.0%之间。
8.系统具有漂移补偿及源衰补偿功能，长时间稳定可靠。
9.放射源的强度极低，具有国家防护部门检验合格的防护措施，保证了在秤架之外的反射能量远低于国家防护部门规定的标准。
非接触式核子皮带秤的以上主要特点及性能，笔者通过本省几家企业的实地考察得到了证实。使用单位均对核子秤的性能特点及技术指标给予了充分肯定。个别厂家正拟继续引进该计量设备，用于另外的物料输送系统。
五、推广运用的前景及效益预测
目前，非接触式核子皮带秤已在国内冶金行业烧结、焦化、耐火、矿山、炼钢等专业及水泥、化工、电力等行业得到了众多运用，明显地显示出其独特的优越性。非接触式核子皮带秤正逐步成为取代传统的电子皮带秤的换代设备。根据国家科委提供的数据，近五年该设备的需要量在十万台以上。因此非接触式核子皮带秤的广泛运用已不太远，它不仅能大大提高企业的产品质量和企业的现代化管理水平，而且可以带来巨大的经济效益和社会效益。
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