CS268918B1

CS268918B1 - Radiometric mass determination device

Info

Publication number: CS268918B1
Application number: CS869671A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Sojka
Original assignee: Sojka Jiri
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1986-12-22
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS967186A1

Abstract

Předmětné zařízení určené pro měření hmotnosti sypkých materiálů přímo na dopravnících, zvláště v těžkých provozních podmínkách sestává z jednoho zdroje gama záření na každých 0,7 m šířky dopravníku a Jednoho detektoru, např. typu G.M. trubice, na každých 0,16 m šířky dopravníku. Výstupy detektorů jsou vedeny do vyhodnocovací Jednotky s paměíovým obvodem, zpracovávající naměřené četnosti impuleů podle daného vztahu.The device in question, intended for measuring the weight of bulk materials directly on conveyors, especially in severe operating conditions, consists of one gamma radiation source for every 0.7 m of conveyor width and one detector, e.g. of the G.M. tube type, for every 0.16 m of conveyor width. The detector outputs are fed to an evaluation unit with a memory circuit, which processes the measured pulse frequencies according to a given relationship.

Description

Vynález se týká radiometrického zařízení pro určování hmotnosti sypkých materiálů na dopravnících, založeného na detekci gama záření, zeslabeného průchodem měřeným materiálem.The invention relates to a radiometric device for determining the mass of bulk materials on conveyors, based on the detection of gamma radiation attenuated by passing through the measured material.

Pro určování hmotností materiálů dopravovaných na pásových dopravnících se používá celá řada zařízení. Elektromechanické systémy vyžadují, aby v dopravní cestě byla zařazena vážící stolice. To představuje nejen zásah do konstrukce vlastního dopravního zařízení, ale takovéto měřicí systémy jsou málo odolné vůči vibracím, prachu a teplotním změnám, což se projevuje zejména v těžkých pracovních podmínkách malou průvozní spolehlivostí a značnou chybou měření. Jsou také známa zařízení stanovující hmotnost dopravovaného materiálu na základě zeslabení gama záření průchodem daným materiálem. Jednoduché systémy pracující s bodovým zářičem a jedním detektorem určují hmotnost materiálu na pásu z hodnot plošné hmotnosti poměrně v úzkém svazku, zpravidla ve středu pásu. Správná funkce vah tohoto typu je podmíněna jednoznačnou ' závislostí mezi ploěnou hmotností materiálu v prozařovaném svazku, a hmotností v celém profilu. To však v provozních podmínkách nebývá zpravidla splněno, takže získaný údaj o hmotnosti je možno považovat pouze za informativní. Lepší výsledky dávě uspořádání s lineárním zářičem a malorozměrovým detektorem typu 3erthold.A wide range of devices are used to determine the weight of materials transported on belt conveyors. Electromechanical systems require that a weighing bench be included in the transport path. This not only represents an intervention in the design of the transport equipment itself, but such measuring systems are not very resistant to vibrations, dust and temperature changes, which is manifested especially in difficult working conditions by low transit reliability and a significant measurement error. Devices are also known that determine the weight of the transported material based on the attenuation of gamma radiation as it passes through the given material. Simple systems working with a point emitter and one detector determine the weight of the material on the belt from the values of the area weight in a relatively narrow beam, usually in the middle of the belt. The correct functioning of scales of this type is conditioned by a clear dependence between the area weight of the material in the beam irradiated and the weight in the entire profile. However, this is usually not fulfilled in operating conditions, so the obtained weight data can only be considered informative. Better results are obtained with a linear emitter and a small-sized 3erthold type detector.

V tomto případě je materiál prozařován v celém profilu dopravního pásu. Vztah mezi zeslabením procházejícího záření a plošnou hmotností není lineární, ale exponenciální. Proto se absolutní změna plošné hmotnosti v místě slabší vrstvy, obvykle na okraji pásu, projeví jinou změnou detekované četnosti impulsů, než při změně hmotnosti v místě silné vrstvy ve středu pásu. Pro snížení vlivu tohoto jevu je aktivita zářiče rozdělena po délce nerovnoměrně. I u tohoto provedení je však získaný údaj závislý na změnách rozložení materiálu v profilu pásu a je výrazně zkreslený, když materiál není sypán na střed, ale k okraji pásu nebo při měnícím se rozložení materiálu na pásu při změnách vlhkosti nebo granulometrie. Nevýhodou tohoto systému je potřeba nové kalibrace při změně měřicí geometrie, například při opravách a úpravách pásovky nebo při výměně zářiče.In this case, the material is irradiated throughout the entire conveyor belt profile. The relationship between the attenuation of the transmitted radiation and the surface weight is not linear, but exponential. Therefore, an absolute change in surface weight at a location of a weaker layer, usually at the edge of the belt, is reflected in a different change in the detected pulse frequency than when the weight changes at a location of a stronger layer in the middle of the belt. To reduce the effect of this phenomenon, the activity of the emitter is distributed unevenly along the length. However, even in this embodiment, the data obtained depends on changes in the distribution of the material in the belt profile and is significantly distorted when the material is not poured into the center, but towards the edge of the belt or when the distribution of the material on the belt changes due to changes in humidity or granulometry. The disadvantage of this system is the need for new calibration when changing the measuring geometry, for example during repairs and adjustments to the belt or when replacing the emitter.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny u radiometrického zařízení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z alespoň jednoho zdroje gama záření v ochranném krytu s kolimační štěrbinou a alespoň dvou detektorů gama zéření prošlého měřeným materiálem, jejichž výstupy jsou připojeny na vstupy vyhodnocovací jednotky, opatřené pamělovým obvodem a logaritmickým převodníkem s přenosovou funkcí k_r (in N_ol - in ♦ ... ₊ k_m· (In N_on - ln N_m) kde m je počet detektorů gama zéření, až N_0Q a k^ až k_m jsou konstanty uložené v pamětovém obvodu a až jsou měřené hodnoty. Počet zářičů, zdrojů gama záření i detektorů závisí přitom na šířce dopravníku, optimální je jeden zářič na každých 0,7 m šířky dopravníku a dva detektory na každých 0,30 m šířky dopravníku.The above-mentioned shortcomings are eliminated in the radiometric device according to the invention, the essence of which lies in the fact that it consists of at least one gamma radiation source in a protective cover with a collimation slit and at least two gamma radiation detectors passed through the measured material, the outputs of which are connected to the inputs of the evaluation unit, equipped with a memory circuit and a logarithmic converter with a transfer function k _r (in N _ol - in ♦ ... ₊ k _m · (In N _on - ln N _m ) where m is the number of gamma radiation detectors, up to N _0Q ak^ up to k _m are constants stored in the memory circuit and up to are the measured values. The number of emitters, gamma radiation sources and detectors depends on the width of the conveyor, the optimal being one emitter for every 0.7 m of the conveyor width and two detectors for every 0.30 m of the conveyor width.

Toto zařízení určuje plošnou hmotnost dopravovaného materiálu v poměrně úzkých svazcích po celé šířce dopravníku, takže závislost údaje na změnách rozložení materiálu zcela odpadá. Při změně parametrů dopravníku, zářičů nebo detektorů vlivem opotřebení, stárnutí nebo výměny není třeba provádět novou kalibraci, stačí určit nové hodnoty četnosti impulsů na výstupech detektorů při prázdném dopravníku a tyto nové hodnoty vložit do pamětového obvodu vyhodnocovací jednotky.This device determines the area weight of the transported material in relatively narrow bundles across the entire width of the conveyor, so that the dependence of the data on changes in the distribution of the material is completely eliminated. When the parameters of the conveyor, emitters or detectors change due to wear, aging or replacement, there is no need to perform a new calibration, it is enough to determine the new values of the pulse frequency at the detector outputs when the conveyor is empty and enter these new values into the memory circuit of the evaluation unit.

Vynález bude dále podrobněji objasněn pomocí připojeného výkresu, na kterém je nakresleno principiální uspořádání radiometrického zařízení.The invention will be further explained in more detail with the help of the attached drawing, which shows the principle arrangement of the radiometric device.

² - CS 268 918 Bl ‘ ² - CS 268 918 Bl '

Nad dopravníkem χ přepracujícím sypký materiál £ jsou umístěny dva zdroje 2, gama záření o aktivitš 1,5 GBq, například typu Cs^?, nebo pro větSÍ vrstvu materiálu na pásu dopravníku X umístěná v ochranných krytech χ s kolimační Štěrbinou. Pod dopravníkem χ je uspořádáno jedenáct detektorů 5 typu Geiger-Mullerovy trubice, například typu VAZ 221. Výstupy jednotlivých detektorů X jsou přivedeny na vyhodnocovací jednotku 6 s paměťovým obvodem X· Optimálním řeSením je použít jeden zdroj 2 gama záření na každých 0,7 m Šířky dopravníku χ a jeden detektor χ o* každých 0,15 m Šířky dopravníku χ.Above the conveyor χ processing the bulk material £, two sources 2 of gamma radiation with an activity of 1.5 GBq, for example of the Cs^? type, or for a larger layer of material on the conveyor belt X, placed in protective covers χ with a collimation slit. Eleven detectors 5 of the Geiger-Muller tube type, for example of the VAZ 221 type, are arranged below the conveyor χ. The outputs of the individual detectors X are fed to an evaluation unit 6 with a memory circuit X. The optimal solution is to use one source 2 of gamma radiation for every 0.7 m of the width of the conveyor χ and one detector χ for every 0.15 m of the width of the conveyor χ.

Vyhodnocovací jednotka 6 je opatřena obvodem pro realizaci funkce k^ · (In Nq^ — lu ... ♦ k^.dn Nq^^ — In N^^) až jsou konstanty rovná četnostem impulzů na výstupech detektorů χ naměřená při prázdném dopravníku. Tyto konstanty jsou uloženy v paměťovém obvodu 2 . Nj až N^ jsou četnosti impulsů naměřené při zatíženém dopravníku χ. Hodnoty konstant až kjj jsou dány daným uspořádáním zdrojů χ gama záření a detektorů X· Při změně parametrů zdrojů 2 gama záření nebo detektorů 2 j»ko důsledek stárnutí nebo výměny nebo po výměnách pásu dopravníku X, nebo jeho opotřebení, není třeba provést novou kalibraci celého zařízení. Plně postačí určit nové hodnoty četností impulsů na výstupech detektorů 6 a tyto hodnoty uložit do paměťového obvodu X vyhodnocovací jednotky 6.The evaluation unit 6 is provided with a circuit for implementing the function k^ · (In Nq^ — lu ... ♦ k^.dn Nq^^ — In N^^) up to the constants are equal to the pulse frequencies at the outputs of the detectors χ measured with the conveyor empty. These constants are stored in the memory circuit 2 . Nj to N^ are the pulse frequencies measured with the conveyor χ loaded. The values of the constants up to kjj are given by the given arrangement of the sources χ of gamma radiation and the detectors X. When changing the parameters of the sources 2 of gamma radiation or detectors 2 as a result of aging or replacement or after replacement of the conveyor belt X, or its wear, it is not necessary to perform a new calibration of the entire device. It is quite sufficient to determine the new values of the pulse frequencies at the outputs of the detectors 6 and store these values in the memory circuit X of the evaluation unit 6.

Tím zůstává původní kalibrace, hodnoty konstant až k^j, v platnosti.This means that the original calibration, the values of the constants up to k^j, remain valid.

Pro svoji nenáročnost na obsluhu a spolehlivost i v těžkých provozních podmínkách je radiometrické zařízení podle vynálezu určeno pro použití v energetice, například pro měření množství spalovaného uhlí, nebo ve výrobnách stavebního průmyslu, například sledování množství zpracovávaného písku, Stěrku, cementu a podobně.Due to its ease of operation and reliability even in difficult operating conditions, the radiometric device according to the invention is intended for use in the energy industry, for example for measuring the amount of coal burned, or in construction industry production facilities, for example for monitoring the amount of sand, screed, cement, and the like processed.

Claims

1. Radiometric device for determining the mass of bulk materials on conveyors, based on the detection of gamma radiation attenuated by the passage through the measured material, characterized in that it consists of at least one source (2) of gamma radiation in a protective cover (3) with collimation by a slit and at least two detectors (5) of gamma radiation attenuated by the measured material, the outputs of which are connected to the inputs of an evaluation unit (6) equipped with a memory circuit (7) and a logarithmic converter with a transfer function

to.. (In N . - In N.)+ ... + k . (In N - In N _m ) .

i oi in on n where (m) is the number of gamma radiation detectors (5), (Νθρ to (N _onj ) and (kp to (k _ffl > are constants stored in the memory circuit (7) and (Np to (N _n ) are the measured values.

2. Radiometric device according to item 1, characterized in that it is provided with at least one source (2) of gamma radiation for every 0.7 m of the width of the conveyor (1).

3. Radiometric device according to item 1, characterized in that it is provided with at least two gamma radiation detectors (5) for every 0.30 m of the width of the conveyor (1).