CN220419988U - 一种计量核子秤 - Google Patents

Abstract

一种计量核子秤，包括由相对平行设置的顶杆和固定杆组成的A型支架，放射机构固定在顶杆上，探测机构固定在固定杆下方，测速机构固定在带式输送机轨道上，计量机构连接探测机构和测速机构，计量机构将确定的带式输送机皮带上各测量点的物料计量结果，通过微机核子称远程无线传输管理系统传输微机中，其中，放射机构包括放置放射源的不锈钢套、包覆不锈钢套的铅罐和包覆铅罐的源罐，铅罐固定于顶杆，源罐上设置第一扇形窄缝，铅罐上设置第二扇形窄缝，且第一扇形窄缝面积大于等于第二扇形窄缝面积，在第一扇形窄缝与第二扇形窄缝重叠时，放射源向皮带方向射出γ射线。本实用新型具有结构简单、安装方便和不必改动原有工艺流程和设备的特点。

Description

一种计量核子秤

技术领域

本实用新型涉及计量设备技术领域，尤其涉及一种计量核子秤。

背景技术

传统电子皮带秤是采用压力传感器与微机组成的接触式自动称重仪器，由于是接触式的，它要受皮带颠簸、超载、滚轮偏心、皮带张力变化和钢度等因素变化影响产生系统偏差准确度没有保证。

实用新型内容

本实用新型提供一种计量核子秤，旨在提高带式输送机物料测量的计量精度。

为此，本实用新型提出一种计量核子秤，包括：

A型支架；所述A型支架包括相对平行设置的顶杆和固定杆，所述固定杆通过秤架固定，顶杆和固定杆的两端分别通过一连接杆进行连接，形成四边形支架；

放射机构，固定设置于所述顶杆上，并向皮带方向射出γ射线；

探测机构，固定设置于所述固定杆下方，用以接收从皮带投射出的γ射线；

测速机构，固定设置于所述带式输送机轨道上，用以测量皮带行进速度；

计量机构，连接所述探测机构和所述测速机构，通过计算确定带式输送机皮带上的物料计量结果。

其中，放射机构包括源罐、铅罐和不锈钢套；其中，

放射源放置于所述不锈钢套内，所述铅罐包覆所述不锈钢套，所述源罐包覆所述铅罐；所述铅罐固定于所述顶杆上；所述源罐上设置第一扇形窄缝，所述铅罐上设置第二扇形窄缝，且所述第一扇形窄缝面积大于等于所述第二扇形窄缝面积；通过控制所述铅罐外壁沿所述源罐内壁转动，当所述第一扇形窄缝与所述第二扇形窄缝重叠时，所述不锈钢套的放射源向皮带方向射出γ射线。

其中，铅罐和所述源罐均设置为圆柱体；设置一摇柄，所述摇柄穿过所述源罐的底面中心，并固定于所述铅罐的底面中心；通过所述摇柄，使所述铅罐相对所述源罐转动。

其中，探测机构为固定于所述固定杆下方的气体电离室，用以将接收的γ射线转换为电信号输出。

其中，计量机构包括整形器、前置放大器和转换积算芯片；其中，

所述整形器的输入端连接所述测速机构，所述前置放大器的输入端连接所述气体电离室的输出；所述整形器和前置放大器的输出端均连接至所述转换积算芯片。

其中，经过所述转换积算芯片的计算，输出测量结果通过一显示器显示，或通过远程发送器发送至远端接收设备以进行显示。

其中，秤架垂直地面设置，且设置于带式输送机导轨两侧。

区别于现有技术，本实用新型提供的计量核子秤，依据被测物料对γ射线的吸收原理，当核放射源稳定地放射出γ射线，通过具有一定厚度的物料时，其一部分物料吸收，一部分照射到γ射线探测器上；探测器输出的电信号大小决定于照射到探测器上的穿透物料的那部分射线的强度，电信号的大小直接反映了输出机上的物料数量。动态计量精度高，性能稳定，工作可靠；计量精度不是恶劣环境条件影响，不受皮带振动惯性力、张力等因素变化的影响；本实用新型结构简单，使用按照方便，安装时不影响输送机正常工作，即在安装使用核子秤时，不必改动原有工艺流程和设备，不需要对输送机进行任何改造。适用于皮带机管道等多种输送装置。

附图说明

本实用新型的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型提供的一种计量核子秤的结构示意图。

图2是本实用新型提供的一种计量核子秤中计量机构的电路结构示意图。

图3是本实用新型提供的一种计量核子秤的正面结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，为本实用新型实施例所提供的一种计量核子秤，包括：

A型支架1；所述A型支架1包括相对平行设置的顶杆11和固定杆12，所述固定杆12通过秤架13固定，顶杆11和固定杆12的两端分别通过一连接杆14和15进行连接，形成四边形支架；图3所示为本实用新型装置的正面示意图。

放射机构2，固定设置于所述顶杆11上，并向皮带方向射出γ射线；

探测机构3，固定设置于所述固定杆12下方，用以接收从皮带投射出的γ射线；

测速机构4，固定设置于所述带式输送机轨道上，用以测量皮带行进速度；

计量机构5，连接探测机构3和测速机构4，通过计算确定带式输送机皮带上的物料计量结果。

其中，放射机构2包括源罐、铅罐和不锈钢套；其中，

放射源放置于不锈钢套内，铅罐包覆不锈钢套，所述源罐包覆铅罐；铅罐固定于顶杆上；源罐上设置第一扇形窄缝，铅罐上设置第二扇形窄缝，且第一扇形窄缝面积大于等于第二扇形窄缝面积；通过控制铅罐外壁沿源罐内壁转动，当第一扇形窄缝与第二扇形窄缝重叠时，不锈钢套的放射源向皮带方向射出γ射线。

其中，铅罐和源罐均设置为圆柱体；设置一摇柄，摇柄穿过所述源罐的底面中心，并固定于铅罐的底面中心；通过摇柄，使铅罐相对源罐转动。

其中，探测机构3为固定于固定杆12下方的气体电离室，用以将接收的γ射线转换为电信号输出。

其中，计量机构5包括整形器51、前置放大器52和转换积算芯片53；其中，

整形器51的输入端连接测速机构4，前置放大器52的输入端连接气体电离室的输出；整形器51和前置放大器52的输出端均连接至转换积算芯片53。

其中，经过转换积算芯片53的计算，输出测量结果通过一显示器54显示，或通过远程发送器发送至远端接收设备以进行显示。

其中，秤架13垂直地面设置，且设置于带式输送机导轨两侧。

具体的，工业核子秤的探测机构3将接收的γ射线转换为电能，经前置放大器52放大后送转换积算芯片53处理。测速机构4采用霍尔传感器，霍尔传感器感应之电压经放大、整形后送转换积算芯片53处理，生成皮带的速度信号。核子秤的电路结构如图2所示。

本实用新型中，核放射源稳定地放射出γ射线，通过具有一定厚度的物料时，其一部分物料吸收，一部分照射到γ射线探测机构3。探测机构3输出的电信号大小决定于照射的穿透物料的那部分射线的强度，因此，电信号的大小直接反映了皮带上的物料数量。

探测机构3是利用核辐射在气体中的电离效应原理而设计的，也叫气体电离室，它的作用是将核辐射能转换为电信号，通过探测出射线的强弱变化，间接地探测出被测参数的变化，从而计量物料的多少。

γ射线源由放射性物质内部原子核的衰变而来，是一种波长极短的电磁辐射，其能量不能改变，衰变机率不能控制，具有下列性质：

1.不可见，不受电场、磁场等环境的影响。

2.以光速直线传播，具有波粒二象征，因此也把γ射线称为光子。

3.能穿透物质，穿透深度决定于物质种类与射线强度。

4.可使物质电离。

核子秤使用铯137作为放射源，发出的γ射线能量为0.662MeV兆电子伏特，每100次核衰变中所产生的光子数为85。

放射性衰变规律：放射性同位素的原子核在单位时间内衰变的数目称为放射性强度或放射性活度，单位为居里Ci，一居里的放射源每秒钟有3.7X10¹⁰次核衰变。铯137的半衰期约为30年。

核子秤的γ放射源选用铯137点源，对于带式输送机，经实验确定γ放射源强度：皮带宽度500-1200mm，源强度为3.7X109贝可140毫居。点源的活性区为Φ5X5，被封装在Φ8X9mm的不锈钢套内，然后装入Φ180X200mm的铅罐中，四周被铅屏蔽，在其底部开有一个45度X10mm的扇形窄缝。

源罐底部的第二扇形窄缝朝着带式输送机皮带的方向，旋转摇柄可控制源罐的工作状态，当第一扇形窄缝和第二扇形窄缝重叠时，γ射线通过控制核辐射入射方向的准直器放射到物料上，处于工作状态；其余时刻，γ射线几乎全部被铅屏蔽，处于不工作状态。

在皮带运输物料过程中，开启源罐为工作状态，源罐中辐射出γ射线，透过物料和皮带，被探测机构3接收。探测机构3输出电能值至计量机构5的前置放大器52，同时测速机构4的霍尔传感器实时采集皮带速度，并将速度信息输出至计量机构5的整形器51，通过整形器51对皮带速度信息的整形作用，及前置放大器52对电信号的放大作用，将放大后的电信号和整形后的速度信号输入转换积算芯片53中。

根据经验，转换积算芯片53将电信号的大小和物料质量进行对应，根据速度信息和工作时间，确定皮带行进长度，将对应皮带长度上的物料质量进行累加，输出即为物料重量，实现核子秤的称重工作。

该核子秤适用于粉尘场所，以完成连续运输生产环节连续运输物料的动态计量。在计量过程中，核子秤不与输出机或物料本身接触，是一种非接触式的测量仪器，因此它具有以下优点：

1.动态计量精度高，性能稳定，工作可靠。

2.计量精度不是恶劣环境条件影响，不受皮带振动惯性力、张力等因素变化的影响。

3.结构简单，使用按照方便，安装时不影响输送机正常工作，即在安装使用核子秤时，不必改动原有工艺流程和设备，不需要对输送机进行任何改造。

4.适用于皮带机管道等多种输送装置。

核子秤是一种智能测量仪表，采用单片机进行控制。由于现场测量点比较分撒，给测量数据的管理带来不便。微机核子秤远程无线传输管理系统利用远程无线串行通信将分撒的测量数据传输到微机中进行统一管理，极大提高了工作效率。微机核子秤远程无线管理系统是典型的微机和单片机串行通信系统，但是由于通信距离比较远，传统的串行通信满足不了传输距离的要求，在加上测量点比较分撒，现场条件比较差，采用远程无线传输系统更加便捷，该核子秤将收集到的数据通过串行口传输到无线收发器，经无线收发器调制放大后以无线电信号形式发射出去，与微机串行口相连接的无线接收器接收到无线信号后，解调出数据通过串行口送入微机进行存储和处理，实现无线远程传输操控。

传统电子皮带秤是采用压力传感器与微机组成的接触式自动称重仪器，由于是接触式的，它要受皮带颠簸、超载、滚轮偏心、皮带张力变化和钢度等因素变化影响产生系统偏差准确度没有保证。核子秤采用先进的微机技术、核探测技术微电子技术及远程传输操控技术，并且是非接触式的，因此克服了电子皮带秤计量的诸多缺点，核子秤的扩展应用是可靠的计量检测设备。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

可以理解的是，所述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对所述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种计量核子秤，其特征在于，包括：

A型支架；所述A型支架包括相对平行设置的顶杆和固定杆，所述固定杆通过秤架固定，顶杆和固定杆的两端分别通过一连接杆进行连接，形成四边形支架；

放射机构，固定设置于所述顶杆上，所述放射机构包括源罐、铅罐和不锈钢套，所述铅罐包覆所述不锈钢套，所述源罐包覆所述铅罐，放射源放置于所述不锈钢套内；所述铅罐固定于所述顶杆上；所述源罐上设置第一扇形窄缝，所述铅罐上设置第二扇形窄缝，且所述第一扇形窄缝面积大于等于所述第二扇形窄缝面积；通过控制所述铅罐外壁沿所述源罐内壁转动，当所述第一扇形窄缝与所述第二扇形窄缝重叠时，所述不锈钢套的放射源向皮带方向射出γ射线；

探测机构，固定设置于所述固定杆下方，用以接收从皮带投射出的γ射线；

测速机构，固定设置于带式输送机轨道上，用以测量皮带行进速度；

计量机构，连接所述探测机构和所述测速机构，所述计量机构包括整形器、前置放大器和转换积算芯片，所述整形器的输入端连接所述测速机构，所述前置放大器的输入端连接气体电离室的输出，所述整形器和所述前置放大器的输出端均连接至所述转换积算芯片，通过所述转换积算芯片计算确定带式输送机皮带上的物料计量结果，微机核子称远程无线传输管理系统利用远程无线串行通信将分散的各测量点的所述物料计量结果传输微机中。

2.根据权利要求1所述的计量核子秤，其特征在于，所述铅罐和所述源罐均设置为圆柱体；设置一摇柄，所述摇柄穿过所述源罐的底面中心，并固定于所述铅罐的底面中心；通过所述摇柄，使所述铅罐相对所述源罐转动。

3.根据权利要求1所述的计量核子秤，其特征在于，所述探测机构为固定于所述固定杆下方的气体电离室，用以将接收的γ射线转换为电信号输出。

4.根据权利要求1所述的计量核子秤，其特征在于，所述物料计量结果还通过一显示器进行显示。

5.根据权利要求1所述的计量核子秤，其特征在于，所述秤架垂直地面设置，且设置于带式输送机导轨两侧。