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核子皮帶秤是一種用于膠帶機(jī)輸送物料計(jì)量的散裝固態(tài)物料動(dòng)態(tài)計(jì)量設(shè)備。其計(jì)量精度雖然不受膠帶機(jī)振動(dòng)、跑偏、張力變化、氣溫、灰塵等影響,但由于受測(cè)量原理、自身結(jié)構(gòu)、管理等因素的影響,其計(jì)量精度不高,計(jì)量誤差一般為1%左右。皮帶核子秤具有稱重計(jì)量和控制雙重功效,其稱重時(shí)與給料輸送設(shè)備分開(kāi), 主體結(jié)構(gòu)放射源和探測(cè)器已標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),設(shè)備的制造、安裝、調(diào)整和維護(hù)簡(jiǎn)便。特別在是裝配方式與給料輸送設(shè)備組合時(shí),可以在給料輸送機(jī)工作的狀態(tài)下進(jìn)行框架設(shè)備安裝,并不需占用特殊的空間位置。這種非接觸式計(jì)量?jī)x器目前廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、水泥等環(huán)境條件惡劣的各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。
    1 稱重誤差主要原因的分析
    1 . 1 稱重原理帶來(lái)的誤差分析
    如圖1 所示, 皮帶核子秤主要部件由r射線源、支架、r射線探測(cè)器、前置放大器、測(cè)速裝置、計(jì)算機(jī)、顯示打印裝置和凈化電源組成。
    射線源固定在支架頂端, 在其平面內(nèi)呈扇形穩(wěn)定放射r射線,物料穿過(guò)時(shí),一部分r 射線源被物料吸收, 剩余部分穿透物料,被r射線探測(cè)器接受,r射線探測(cè)器輸出信號(hào)的大小反應(yīng)出輸送機(jī)上物料的多少,即W=∫Pdt=ΣFi*Vi*t(其中:W為負(fù)荷總重;Fi為輸送機(jī)瞬時(shí)負(fù)荷;Vi為輸送機(jī)瞬間時(shí)速; t為累計(jì)時(shí)間間隔)。
    1.1.1 物料多少、形狀對(duì)精度的影響
    r射線探測(cè)器輸出信號(hào)U與r射線強(qiáng)度成正比, r 射線穿透物料后, 其強(qiáng)度呈如下變化規(guī)律是N=N。-Up*F/S(其中N。為無(wú)物料時(shí)探測(cè)器處r射線強(qiáng)度;N為有物料時(shí)探測(cè)器處r射線強(qiáng)度;Up為物料的質(zhì)量吸收系數(shù);F為輸送機(jī)負(fù)荷;S為物料寬度),由上式可知輸送帶上物料吸收r射線能力越弱,物料越輕,物料寬度越大, r 射線探測(cè)器接受的r射線會(huì)越強(qiáng),負(fù)荷總重會(huì)越大。
    1.1.2 輸送機(jī)的速度對(duì)精度的影響
    輸送機(jī)的速度V=K4*V1+K3(V為輸送機(jī)的速度;V1為速度脈沖信號(hào);K4為速度參數(shù);K3為修正值,一般取零)。由上式可知輸送機(jī)的速度主要取決于調(diào)速裝置的性能,調(diào)速裝置的性能主要取決于測(cè)速裝置的準(zhǔn)確程度, 目前使用的測(cè)速形式主要是感應(yīng)式傳感器,測(cè)速裝置中關(guān)鍵部件接近開(kāi)關(guān)和測(cè)速盤(pán)對(duì)測(cè)速的精度影響最大, 如接近開(kāi)關(guān)松動(dòng)、接近開(kāi)關(guān)與測(cè)速盤(pán)距離安裝要適當(dāng)?shù)仍蚨紩?huì)造成測(cè)速盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)與皮帶速度不成正比的信號(hào), 使得計(jì)量有誤差。另外測(cè)速裝置特性變差,也會(huì)使得輸出信號(hào)失真,同樣會(huì)給計(jì)量造成誤差。
    1 . 2 結(jié)構(gòu)部件固有的系統(tǒng)誤差
    1.2.1 r射線源固有的系統(tǒng)誤差
    r射線源固有的系統(tǒng)誤差主要來(lái)源于自身衰變和受震動(dòng)后的影響,r射線放射源每月約衰變0.19%,時(shí)間越長(zhǎng),衰變?cè)酱?。由于支架不穩(wěn)等原因使得r射線源受震動(dòng),會(huì)造成放射線源照射中心發(fā)生偏移,導(dǎo)致電離室接收到的r射線強(qiáng)度失真,使得輸出信號(hào)發(fā)生偏差。
    1.2.2 測(cè)速裝置固有的系統(tǒng)誤差測(cè)速裝置固有的測(cè)速誤差和前置放大器的高頻特性是測(cè)速裝置固有誤差的主要來(lái)源,測(cè)速裝置自身精度不高和放大器的高頻特性不好都會(huì)造成輸出電壓失真, 影響稱重精度。
    1 . 3 管理不善帶來(lái)的附加誤差
    1.3.1 電離室套筒帶來(lái)的附加誤差
    套筒上的積灰客觀上會(huì)越積越厚, 使得吸收r射線的劑量會(huì)越來(lái)越大,造成電離室接收到的r射線強(qiáng)度會(huì)越來(lái)越小,致使計(jì)量產(chǎn)生偏差。另外由于皮帶、鏈板磨損或換新沒(méi)有及時(shí)修正速度的變化,也會(huì)增大計(jì)量的附加誤差。
    1.3.2 其他管理不善帶來(lái)的附加誤差
    如計(jì)量制度不完善、物料截面形狀變化沒(méi)影起高度重視、皮帶寬度與料斗稱體積不匹配、料斗秤傳感器故障和線路老化沒(méi)得到及時(shí)處理等都會(huì)給稱重帶來(lái)新的附加誤差。
    2 幾個(gè)實(shí)用有效提高稱重精度的方法
    2 . 1 輸送皮帶上加裝鐵板整形物料法
    物料截面形狀變化產(chǎn)生的截面誤差是一項(xiàng)原理性誤差。如圖2 所示,在物料輸送帶上加裝整形鐵板能有效地減小截面誤差。
    方法的具體操作如下: 在物料秤重之前的皮帶前方,安裝一塊(兩塊效果更好)整形鐵板(如圖2所示) ,鐵板的寬度與皮帶一致,底面呈凸弧形,與皮帶的間距可通過(guò)定位螺絲調(diào)整。整形鐵板將皮帶上凸出物料填滿到凹陷部分, 這樣,物料截面形狀變化影響會(huì)大大減小。
    2 . 2 定時(shí)效驗(yàn)U 。
值U。值是皮帶空帶運(yùn)行時(shí)電離室放大后的輸出電壓,由原理分析可知,U。值真實(shí)可靠,核子秤的計(jì)量準(zhǔn)確度便有了基礎(chǔ)性的保證。r射線源的衰變、物料形狀的影響因素、溫度的變化、皮帶粘料或電離室套筒上積灰等原因造成的稱重誤差都可以通過(guò)調(diào)好15天校驗(yàn)一次,及時(shí)更新輸給計(jì)算機(jī)新的U。值,以保證其計(jì)量精度。
    2 . 3 避免r 射線放射源受震動(dòng)
    安裝時(shí), 支架、放射源鉛罐應(yīng)安裝牢固,確保支架的安裝與安裝架連接牢固可靠, 確保支架與地面垂直, 確保r 射線對(duì)稱照射皮帶,保證皮帶中心線、放射源中心線和電離室靈敏中心線重合, 這樣能及時(shí)糾偏放射源受震動(dòng)后發(fā)生的微小偏移給計(jì)量所帶來(lái)的誤差。
    2 . 4 健全管理制度
    健全《皮帶核子秤崗位責(zé)任制》、《皮帶核子秤操作規(guī)程》等各項(xiàng)管理制度和加強(qiáng)考核,確保供電電壓、物料、和皮帶核子秤的良好運(yùn)行狀態(tài),從制度上規(guī)范核子秤計(jì)量系統(tǒng)的運(yùn)行。每月將生產(chǎn)數(shù)據(jù)與核子秤計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,每季對(duì)核子秤進(jìn)行實(shí)物標(biāo)定一次,確保了核子秤計(jì)量系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。
    3 結(jié)語(yǔ)
    工礦企業(yè)目前使用的皮帶秤大都是電子秤和核子秤。他們自身結(jié)構(gòu)和稱重原理制約著他們精度等級(jí),目前最好的系統(tǒng)誤差也在4‰以上,且穩(wěn)定性不好,維護(hù)量大。隨著企業(yè)提高生產(chǎn)效率和工藝控制和管理水平的要求,希望有準(zhǔn)確度更高、維護(hù)量更低的皮帶秤出現(xiàn)。激光秤是利用激光掃描物料的體積,利用Gamma射線測(cè)量物料的密度,從而計(jì)算出物料的重量。從測(cè)量原理上進(jìn)行質(zhì)的改進(jìn),通過(guò)“體積測(cè)量”和“密度測(cè)量”來(lái)代替“重量測(cè)量”,能大大提高稱量的精度和穩(wěn)定性,維護(hù)量小,前景可觀。

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