專利名稱：小負(fù)荷高靈敏度核子秤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小負(fù)荷高靈敏度核子秤，屬于一種核物理測量儀表。
核子秤已廣泛應(yīng)用于需要對運移物料進行非接觸測量的各行各業(yè)，其中有皮帶、刮板、螺旋、錨鏈、鏈斗等輸送機械，對煤炭、水泥、糧食等進行計量，也廣泛應(yīng)用于各種配料系統(tǒng)中；核子秤利用放射源發(fā)射出的射線穿透輸送機上的物料后再射到探測器上，根據(jù)物料對射線的吸收量與物料的質(zhì)量有關(guān)的原理，測量出輸送機上的物料量；但現(xiàn)有技術(shù)的核子秤對于煙絲、塑料等輕質(zhì)量的物料無法比較精確計量，主要原因是輻射能量高的放射源在穿透輕質(zhì)物料時，它被物料吸收而造成的強度減弱是很小的，即對物料質(zhì)量多少的反應(yīng)不靈敏；目前國內(nèi)較好的核子秤是本公司大批量生產(chǎn)的清大HCS系列產(chǎn)品，參見

圖1，該核子秤包括支架，放射源，核輻射探測裝置，測速裝置，前置放大器，主機，其中的主機除計算機外，還包括顯示，打印，控制等功能部件，放射源安裝于支架中部，核輻射探測裝置位于運送物料的皮帶下部，測速裝置位于運送物料的皮帶上，核輻射探測裝置中具有前置放大器，從前置放大器引出的信號線接入計算機，測速機構(gòu)的輸出端與主機相連，采用此方案時，起重要作用的前置放大器被裝在核輻射探測裝置中，由于核輻射探測裝置體積大，工作環(huán)境差，保持恒溫狀態(tài)極不容易，放大器的溫飄等問題會嚴(yán)重影響測量精度；對于輕質(zhì)物料，為能精確測量，一方面需要低輻射能的輻射源，另一方面需要更高增益的放大器；本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種適用于輕質(zhì)物料精確測量的核子秤。
本發(fā)明的小負(fù)荷高靈敏度核子秤，由支架，放射性點源，核輻射探測裝置，測速裝置，信號放大器，主機組成，放射性點源安裝于支架中部，核輻射探測裝置位于運送物料的皮帶下部，測速裝置位于運送物料的皮帶上，核輻射探測裝置引出的信號線接入信號放大器，信號放大器的輸出端接至主機，測速機構(gòu)的輸出端與主機相連，信號放大器外包有保溫套，保溫套內(nèi)裝有恒溫機構(gòu)。
把現(xiàn)有技術(shù)的前置放大器與探測器分離，并且給放大器一個恒溫的工作環(huán)境，本發(fā)明的小負(fù)荷高靈敏度核子秤，適用于輕質(zhì)物料的精確計量，使用方便，具備核子秤的一切優(yōu)點。為詳細(xì)介紹本發(fā)明的小負(fù)荷高靈敏度核子秤，下面結(jié)合附圖進行詳細(xì)說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)的清大HCS核子秤的組成簡圖；圖2本發(fā)明的小負(fù)荷高靈敏度核子秤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是主機部分的詳細(xì)框圖；圖4是放射性點源的正視圖；圖5是圖4的A向視圖；圖6是圖4的B-B剖視結(jié)構(gòu)圖7是圖5的C-C剖視結(jié)構(gòu)圖；圖8是核輻射探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖8的D-D剖視結(jié)構(gòu)圖；圖10是類似圖9的另一個實施例的結(jié)構(gòu)圖；圖11是放大器裝在保溫套種的結(jié)構(gòu)簡圖(剖視)；圖12是放大器的線路簡圖；圖13是測速的線路簡圖；圖14是恒速時測量速度信號的線路圖。
參見圖2，本發(fā)明的小負(fù)荷高靈敏度核子秤，由支架1，放射性點源2，核輻射探測裝置3，測速裝置4，信號放大器5，主機6組成，放射性點源2安裝于支架1中部，核輻射探測裝置3位于運送物料7的皮帶8下部，測速裝置4位于運送物料的皮帶上，核輻射探測裝置3引出的信號線接入信號放大器5，信號放大器5的輸出端接至主機6，測速機構(gòu)4的輸出端與主機6相連。
參見圖3，主機6包括CPU主板61，母板(擴展槽)62，母板62上接有顯示卡63及顯示器64、A/D板65，也可接有D/A板66，A/D和D/A板通過接線盒67與探測器(探測裝置)3、測速裝置4相連，可能還連有調(diào)速(控制)裝置68，在主板上接有硬盤601，鍵盤602，打印機603，軟驅(qū)604等外部設(shè)備。
參見圖11，信號放大器5置放于一個圓筒51中，圓筒外包有一個保溫套52，保溫蓋53蓋住整個圓筒，在保溫套52與保溫蓋53內(nèi)安有恒溫加溫用的電熱管54，其中核輻射探測裝置3上的供電電源和恒溫控制的電源電路可與信號放大器5制在一塊線路板上，也可分開制作，同時放置于保溫圓筒51中。
其中的恒溫控制電路可參照現(xiàn)有技術(shù)；為適應(yīng)小負(fù)荷的測量需要，需采用低能輻射源，現(xiàn)采用放射源為镅-241(Am，241)，它的半衰期為426年，其能量為0.06Mev，比一般核子秤的Cs137源(能量為0.66Mev)小十倍,因而它使用壽命長，性能穩(wěn)定，更易防護，安全性好。
參見圖4-7，本發(fā)明的放射性點源2，包括點源安裝孔21，罐體22，罐體上的限束孔23，罐體頂部為一個圓形凹孔24，凹孔下部為點源安裝孔21，凹孔上裝有罐座25，點源安放孔21下部為限束孔23，限束孔23下方的罐體22上開有大螺孔26，門塞27可卸地安放在大螺孔26中，罐座27上安有安裝架28，安裝架28的作用是把放射性點源安放到支架1上。
限束孔為縱向夾角為10～20度，橫向夾角為40～80度的喇叭孔。
安放于點源安裝孔中的點源為镅源或銫源。
參見圖8，9，10，由于本發(fā)明在核輻射探測裝置(電離室)3的基本結(jié)構(gòu)上與現(xiàn)有技術(shù)相接近，故在圖中僅以單線圖的方式表示，核輻射探測裝置由高壓電極31，中心電極32，外安裝槽33組成，高壓電極31二端安有端蓋34，中心電極32通過絕緣子(圖上未明示)伸出端蓋34，一個端蓋34上開有氣管35，端蓋32外安有密封罩36，電信號密封插座37與高壓電極31和中心電極32相連，電信號插座37安在密封罩36上，高壓電極31內(nèi)充有單一成分或混合的惰性氣體。
在圖9中，高壓電極31為一根開有入射窗38的方管，而在圖10所表示的實施例中，高壓電極31為一根園管。
高壓電極31與外安裝槽33之間充有填充材料39，填充材料39的作用是讓外安裝槽33更好地保護高壓電極，即保護電離室。
外安裝槽33上對應(yīng)入射窗38的位置安有保護膜310。
為使測試的靈敏度高，上述的高壓電極31的材料為鋁或鋁合金或鈦或鈦合金或不銹鋼，管壁厚度為0.08-0.25mm，使之對輻射能的吸收少。
采用上述的結(jié)構(gòu)安排，一方面采用低輻射能的放射源，另一方面，采用薄壁結(jié)構(gòu)的核輻射探測器(電離室)，使之能很好測出低能射線經(jīng)過輕質(zhì)物料吸收后的減弱強度，最后，把信號放大器與工作環(huán)境較差的核輻射探測器分開放置，兩者靠信號電纜連接，使放大器不受溫度的外界因素的影響，以更好地實現(xiàn)對輕質(zhì)物料的精確計量。
參見圖12-14，其中圖12為放大器的線路簡圖，該放大器由高增益，高輸入阻抗，低噪聲運放組件構(gòu)成，能把電離室的弱電流信號放大10倍。測速裝置的作用是計算單位時間內(nèi)的物料流量，圖13公開了一種測速發(fā)電機產(chǎn)生與皮帶速度成正比的電壓信號經(jīng)分壓后輸入A/D的線路圖；圖14則公開了一種恒速皮帶的速度信號線路圖，當(dāng)皮帶停止時，常閉觸點吸合，A/D端得到的電壓為零。
本發(fā)明的核子秤十分適合于塑膠皮帶。
本發(fā)明中未能一一詳細(xì)敘述的部分，可參見本公司公開發(fā)表的產(chǎn)品手冊，選型手冊，產(chǎn)品安裝手冊等技術(shù)文件。
權(quán)利要求
1.一種小負(fù)荷高靈敏度核子秤，由支架，放射性點源，核輻射探測裝置，測速裝置，信號放大器，主機組成，放射性點源安裝于支架中部，核輻射探測裝置位于運送物料的皮帶下部，測速裝置位于運送物料的皮帶上，其特征在于核輻射探測裝置引出的信號線接入信號放大器，信號放大器的輸出端接至主機，測速機構(gòu)的輸出端與主機相連，信號放大器外包有保溫套，保溫套內(nèi)裝有恒溫機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小負(fù)荷高靈敏度核子秤，其特征在于上述的放射性點源由罐體，罐體上的限束孔組成，罐體頂部為一個圓形凹孔，凹孔下部為點源安裝孔，凹孔上裝有罐座，點源安放孔下部為限束孔，限束孔下方的罐體上開有大螺孔，門塞可卸地安放在螺孔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小負(fù)荷高靈敏度核子秤，其特征在于上述的限束孔為縱向夾角為10～20度，橫向夾角為40～80度的喇叭孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的小負(fù)荷高靈敏度核子秤，其特征在于安放于點源安裝孔中的點源為镅源或銫源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小負(fù)荷高靈敏度核子秤，其特征在于核輻射探測裝置由高壓電極，中心電極，外安裝槽組成，高壓電極二端安有端蓋，中心電極通過絕緣子伸出端蓋，一個端蓋上開有氣管，端蓋外安有密封罩，電信號密封插座與高壓電極和中心電極相連，電信號插座安在密封罩上，高壓電極內(nèi)充有單一成分或混合的惰性氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的小負(fù)荷高靈敏度核子秤，其特征在于上述的高壓電極為一根園管。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的小負(fù)荷高靈敏度核子秤，其特征在于上述的高壓電極為一根開有入射窗的方管。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的小負(fù)荷高靈敏度核子秤，其特征在于上述的高壓電極與外安裝槽之間充有填充材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的小負(fù)荷高靈敏度核子秤，其特征在于上述的外安裝槽上對應(yīng)入射窗的位置安有保護膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的小負(fù)荷高靈敏度核子秤，其特征在于上述的高壓電極的材料為鋁或鋁合金或鈦或鈦合金或不銹鋼，管壁厚度為0.08-0.25mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小負(fù)荷高靈敏度核子秤，包括支架，放射性點源，核輻射探測裝置，測速裝置，信號放大器，主機，核輻射探測裝置引出的信號線接入信號放大器，信號放大器的輸出端接至主機，測速機構(gòu)的輸出端與主機相連，信號放大器外包有保溫套，保溫套內(nèi)裝有恒溫機構(gòu)，把放大器與探測器分離，并且給放大器一個恒溫的工作環(huán)境，該核子秤，適用于輕質(zhì)物料的計量，使用方便。
文檔編號G01G11/00GK1140254SQ9610238
公開日1997年1月15日 申請日期1996年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月14日
發(fā)明者邸生才, 黃繼有 申請人:北京清大電子儀器聯(lián)合公司