核子秤系统在电厂中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2008年第6期东北电力技术39核子秤系统在电厂中的应用TheUseofNuclearScaleSystemtoPowerPlants刘咪(沈阳热电厂，辽宁沈阳110026)摘要：以计量煤和配比石灰石为出发点，阐述了核子秤的构造、工作原理及用途。关键词：核子秤；灰熔点；计量；配比；控制[中图分类号]TM621．7[文献标识码]B[文章编号]1004—7913(2008)06—0039—03沈阳热电厂锅炉是旋风液态排渣炉，若要单纯烧煤则灰溶点很高(达1500℃左右)。为防止流渣结焦，需用石灰石按规定的百分比进行掺烧，降低灰熔点，电厂投入4台核子秤

2、计量煤和配比石灰石。核子秤是一种非接触性在线质量测量仪器，主要计量散装物料(如：煤、石、水泥等)。1核子秤的构成图2源部件不意图核子秤是利用物质对^y射线的吸收原理而制探头由电离室、前置放大器及恒温器组成。电成的。系统主要由源部件(^y放射源和防护铅罐)、离室具有稳定性好、寿命长、扫描宽度大的特点。探头及微机和电源系统构成，如图1所示。前置放大器为I／V／I转换型输出0～10mA电流信1辐射源号，为减少温度变化的影响，在电离室安装了恒温控制装置。1．3主机系统主机系统为工业控制微机，有屏幕集中显示和数码显示两大类，一般由微机、显示装置、键盘、打印机、电源组成。主要对来自探头和速度传感器的电信

3、号进行采样，数字滤波、计算、显示并打印。微机可显示输送机负荷、速度、物料流量和累1核于秤的构成计量，具有空载、超载及累计量定值报警功能、空1．1源部件载电压自动校正功能及放射衰变自动补偿功能，也源部件由放射源和源容器组成，如图2所示。可以输出控制信号对物料流量及比例进行PID调放射源为铯一137(Cs)活度为3．7×10贝可、节。射线能量0．66Mev(兆电子伏)半衰期为3O年。^y源封装在中8×9ITIITI不锈钢柱内(活性区为2核子秤工作原理×5ITIITI)，而后装入16O×200ITIITI的铅罐内，保a．核子秤是通过物质对射线的指数吸收规律证放射性物质不泄漏，确保使用安全。放射源铅

4、罐进行工作，如图3所示。其公式为为钢壳灌铅，铅厚大于7ITIITI，放射源用螺钉固定，：Ioe(1)在铅罐的旋转活塞上，当旋转塞处于“开”位置式中，0——空载时射线强度；时，^y射线通过准直孔射出，当旋转活塞旋到卜一穿过负载时射线强度；“关”位置时，^y射线几乎全部被铅罐吸收。』r物料的质量吸收系数；1．2探头维普资讯http://www.cqvip.com东北电力技术2008年第6期图3．y射线穿过负载不意图p——物料的密度；d——物料的厚度。因电离室输出的电压信号与射线强度成正比，公式也可写为U1=Uoe一(2)式中——空载时信号电压；图4电离室基本工作原理——射线穿透负载后的信号电压。

5、b．由于放射源本身有活度，随着时间衰变(呈指数规律)，其变化规律为N=Noe一(一)式中Ⅳn——原来射线强度；穿透物料后射线强度；——时间；图5前置放大器电路图丁——放射源的半衰期。c．核子秤是一种非接触式的相对计量器具。动能力和抗干扰能力。核子秤能否正常工作，前置放大器的质量和稳定性是关键因素。由式(1)可知，用核子秤称出物体的重量主要与(物质的质量吸收系数)有关(同样重量的两种不前置放大器的工作原理如图5所示。运算放大器AD549是一种失调电压较低，自稳零的运算放同物质，由于质量吸收系数的不同，在核子秤上称大器。从电离室输出的弱电流信号，通过1MQ电出的重量也不同)。核子秤是相对计量器具

6、(不是阻接到AD549的反相输入端，并以电压负反馈的直接对物体的重量进行称重)。当射线穿过物料形式返回到输入端，从而提高了放大器的稳定性，后，强度发生变化，衰减后进人电离室。电离室利用电场收集在气体中直接电离所产生的全部电荷，减小了输出电阻。由前置放大器输出的0～2V电压信号经AD694转换成0～10mA的电流信号输室内充有高压气体(氩气)，外面是一个密封外出给主机系统。壳。当入射的射线射到电离室灵敏区域，在电极电离室和运算放大器的供电方式如图6所示。或室壁上打出次级电子(光电子或康普顿电子)，次级电子使惰性气体产生电离，生成正负离子对。当存在电场时(2个电极加上极化电压)，离子和电子所呈现

7、的正电荷向阴极漂移，负电荷向阳极漂移，在外电路中形成电流。若在外电路中串接负载电阻，将产生一个电压信号，经∥变换和放大后再经AD694实现V／I转换，_一电离室广-4001Vl稳压电路H慧源以电流信号的形式(0～10mA)输送给微机系统。微机系统通过一系列的运算、累加，送给终端显示结果。电离室工作原理如图4所示。电离室的输出电流约为1O。A，核子秤的逆变电源前置放大器是一种典型的弱信号放大器，具有bBc15D