核子秤

核子秤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)量的新一代計(jì)量器具。

基本簡介

主要原理

根據(jù)物料對射線強(qiáng)度的衰減比計(jì)算出輸送機(jī)負(fù)荷，再乘以輸送機(jī)速度得出物料流量及累計(jì)量 。

核子秤優(yōu)點(diǎn)

（1）核子秤是屬于非接觸式的在線測量設(shè)備，所以皮帶輸送機(jī)的機(jī)械性能對它幾乎沒有影響，可以安裝于任何傾角的皮帶輸送機(jī)上。

（2）核子秤對皮帶的要求不高，皮帶的張力、跑偏等不影響核子秤的精度和穩(wěn)定性。

（3）維護(hù)簡單，調(diào)校周期長。在使用時(shí)用實(shí)物標(biāo)定及確定物料吸收系數(shù)k1 后，平時(shí)維護(hù)僅需要自動(dòng)調(diào)零即可，每次調(diào)零僅需按下調(diào)整零點(diǎn)操作鍵，3 分鐘后自動(dòng)算出新的零點(diǎn)值。并且調(diào)零作用明顯，即經(jīng)過調(diào)零，基本上就能達(dá)到精度要求。

（4）結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，配件消耗少。核子秤采用放1射性同位素CS137，半衰期為30 年，無需更換。電離室若無機(jī)械性破1壞，一般情況下5 年不需更換。

（5）測量誤差：±1%。

核子秤利用物質(zhì)吸收γ 射線的原理而制成，核子秤的放1射源CS137 穩(wěn)定地放1射出γ 射線，在秤體支架構(gòu)成的平面內(nèi)呈扇面照射，當(dāng)物料從秤體支架中間穿過，γ 射線一部分被物料吸收，其余部分穿透物料和皮帶，穿透部分輸出信號(hào)的大小，反映出輸送帶物料的多少。核子秤采用放1射性同位素CS137，半衰期為30年，無需更換。γ射線穿透物料后，強(qiáng)度變化規(guī)律如下：

N=N0 exp（- μeff.F/S）

其中：μeff 是γ 射線在物料中的有效線衰減系數(shù)（cm2/g），這個(gè)系數(shù)與物料的原子序數(shù)、厚度、測量環(huán)境等因素有關(guān)，需要現(xiàn)場實(shí)際標(biāo)定來確定；F 為輸送機(jī)的負(fù)荷（g/cm）；S為輸送機(jī)的寬度（cm）；N0

為空載時(shí)電離室處的γ 射線的活度；N 為有負(fù)載時(shí)的電離室處的γ射線的活度。電離室輸出信號(hào)U 與γ 射線的活度成正比，因此有：

U=U0 exp（- μeff.F/S）

其中：U0 為空載時(shí)電離室輸出信號(hào)；U 為有負(fù)載時(shí)的電離室輸出信號(hào)。

由于μ 和S 是個(gè)定值，令K=－S/μeff 稱為物料標(biāo)定系數(shù)，則：

F=K·ln（U/U0）

通過測量得到U0和U 的值，并通過標(biāo)定得到K 值，即可以得到負(fù)荷F。V 輸送機(jī)的速度。輸送機(jī)輸送的物料流量P 可以由以下公式計(jì)算:

P=F·V

由此可以求出物料累計(jì)量W：

W=∫P·dt=ΣF·j V·j Δtj

其中：Δtj為采樣周期；Fj為輸送機(jī)在第j 個(gè)采樣點(diǎn)處的瞬時(shí)負(fù)荷；Vj為輸送機(jī)在第j 個(gè)采樣點(diǎn)處的瞬時(shí)速度；n 為采樣次數(shù)。

核子秤的特點(diǎn)

1、專業(yè)輕質(zhì)計(jì)量：輕質(zhì)負(fù)荷型微機(jī)核子秤放1射源選用同位素镅（241Am）放1射源，其放1射能量低，射線能量為60KeV，半衰期長達(dá)426年，適于對輕質(zhì)散裝物料的計(jì)量；普通負(fù)荷型微機(jī)核子秤放1射源選用同位素銫(137Cs) ，銫源的輻射能量較高，射線能量為662KeV，半衰期為30年，通常適用于負(fù)荷5kg/m料重以上的普通散裝物料（如：礦石、煤炭、黏土、食1鹽、甘蔗、糧食等物料）計(jì)量；由于μ和S是個(gè)定值，令K=－S/μeff稱為物料標(biāo)定系數(shù)，則：F=K·ln（U/U0）通過測量得到U0和U的值，并通過標(biāo)定得到K值，即可以得到負(fù)荷F。

2、維護(hù)、維修量?。害梅?射源選用低能量源镅（241Am）放1射源，半衰期長達(dá)426年,γ探測器（電離室）不受外界環(huán)境條件影響，使用壽命長,無老化問題。因此整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性較高，故障率低，維護(hù)、維修量??；

3、安裝方便快捷：系統(tǒng)設(shè)備及秤體結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小、安裝快捷，無需專用皮帶機(jī)及特設(shè)安裝空間，可直接跨裝在原有輸送機(jī)上，幾乎不占用安裝空間，因此安裝方便，便于實(shí)施新生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)、施工和舊生產(chǎn)線的技術(shù)改造；

4、長期穩(wěn)定性好：非接觸式稱重，不受工況環(huán)境的溫度、濕度、粉塵、腐蝕性等因素影響；對皮帶質(zhì)量無過高要求，不受皮帶傾角（可在較大傾角上實(shí)現(xiàn)直接計(jì)量）、張力、震動(dòng)、跑偏、老化、慣性力、超載等因素的影響，可長時(shí)間無人操作下穩(wěn)定工作；