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核子秤

核子秤是一種非接觸式的散裝物料在線連續(xù)計量和監(jiān)控裝置，是利用物料對 γ 射線束吸收的原理，對輸送機傳送的散裝物料進行在線連續(xù)計量的新一代計量器具。

基本簡介

主要原理

根據(jù)物料對射線強度的衰減比計算出輸送機負荷，再乘以輸送機速度得出物料流量及累計量 。

核子秤優(yōu)點

（1）核子秤是屬于非接觸式的在線測量設備，所以皮帶輸送機的機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）維護簡單，調(diào)校周期長。在使用時用實物標定及確定物料吸收系數(shù)k1 后，平時維護僅需要自動調(diào)零即可，每次調(diào)零僅需按下調(diào)整零點操作鍵，3 分鐘后自動算出新的零點值。并且調(diào)零作用明顯，即經(jīng)過調(diào)零，基本上就能達到精度要求。

（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），這個系數(shù)與物料的原子序數(shù)、厚度、測量環(huán)境等因素有關，需要現(xiàn)場實際標定來確定；F 為輸送機的負荷（g/cm）；S為輸送機的寬度（cm）；N0

為空載時電離室處的γ 射線的活度；N 為有負載時的電離室處的γ射線的活度。電離室輸出信號U 與γ 射線的活度成正比，因此有：

U=U0 exp（- μeff.F/S）

其中：U0 為空載時電離室輸出信號；U 為有負載時的電離室輸出信號。

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

F=K·ln（U/U0）

通過測量得到U0和U 的值，并通過標定得到K 值，即可以得到負荷F。V 輸送機的速度。輸送機輸送的物料流量P 可以由以下公式計算:

P=F·V

由此可以求出物料累計量W：

W=∫P·dt=ΣF·j V·j Δtj

其中：Δtj為采樣周期；Fj為輸送機在第j 個采樣點處的瞬時負荷；Vj為輸送機在第j 個采樣點處的瞬時速度；n 為采樣次數(shù)。

核子秤的特點

1、專業(yè)輕質(zhì)計量：輕質(zhì)負荷型微機核子秤放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426年，適于對輕質(zhì)散裝物料的計量；普通負荷型微機核子秤放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）計量；由于μ和S是個定值，令K=－S/μeff稱為物料標定系數(shù)，則：F=K·ln（U/U0）通過測量得到U0和U的值，并通過標定得到K值，即可以得到負荷F。

2、維護、維修量小：γ放1射源選用低能量源镅（241Am）放1射源，半衰期長達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。因此整個系統(tǒng)穩(wěn)定性較高，故障率低，維護、維修量小；

3、安裝方便快捷：系統(tǒng)設備及秤體結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小、安裝快捷，無需專用皮帶機及特設安裝空間，可直接跨裝在原有輸送機上，幾乎不占用安裝空間，因此安裝方便，便于實施新生產(chǎn)線的設計、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（可在較大傾角上實現(xiàn)直接計量）、張力、震動、跑偏、老化、慣性力、超載等因素的影響，可長時間無人操作下穩(wěn)定工作；