射線傳感器在蔗絲厚度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用-工業(yè)控制
1、引言
廣西是產(chǎn)糖大省，甘蔗糖產(chǎn)量占全國60％以上。由于糖廠壓榨車間空氣中糖分子濃度較高，許多電子測量儀器設(shè)備受到不斷增加的糖分子附著、結(jié)塊等惡劣環(huán)境的直接影響而無法實(shí)現(xiàn)甘蔗絲厚度的均衡控制，長期以來，制糖企業(yè)壓榨車間榨量控制都是由操作人員憑經(jīng)驗(yàn)手動調(diào)節(jié)操作，所以甘蔗榨量不穩(wěn)定，瞬時負(fù)荷過大，造成撕裂機(jī)電機(jī)等機(jī)械部件損壞。
由于制糖企業(yè)中壓榨工況的好壞對整個糖廠的穩(wěn)定均衡生產(chǎn)至關(guān)重要，制糖企業(yè)又非常迫切需要解決甘蔗絲均衡傳輸自動調(diào)節(jié)的問題，為滿足廣西制糖企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)需要，我們利用放射源和γ射線傳感器檢測蔗層的厚度，通過微機(jī)和變頻器控制輸蔗機(jī)均衡速度，還利用微機(jī)監(jiān)控程序完成了輸蔗的自動計(jì)量和參數(shù)的在線設(shè)置，不但可以準(zhǔn)確掌握日壓榨量，自動計(jì)算原料抽出率，而且達(dá)到了均衡生產(chǎn)，減少設(shè)備故障率的目的。這對糖廠鍋爐產(chǎn)汽量、蒸發(fā)罐入計(jì)、糖漿錘度穩(wěn)定、甘蔗砍運(yùn)、壓榨、鍋爐、蒸發(fā)、煮糖、成品等各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的穩(wěn)定都起到了關(guān)鍵性的控制作用。
2、系統(tǒng)工作原理
2.1 系統(tǒng)控制過程
拖動電機(jī)選型確定以后，其傳動比、傳動齒輪齒數(shù)、齒距也就確定，傳送帶上傳送甘蔗絲的速度v和拖動電機(jī)轉(zhuǎn)速n的關(guān)系為：
式中m為傳動鏈輪齒距，z為甘蔗絲傳送機(jī)傳動輪齒數(shù)，a為傳動比，ni為拖動電機(jī)轉(zhuǎn)速。傳送帶上甘蔗絲的重量表示如下：
2.2 射線傳感器測量蔗層厚度原理
γ射線傳感器是利用放射性同位素，依據(jù)被測物料對γ射線吸收、反散射和透射作用而進(jìn)行工作的。當(dāng)核放射源放射出的γ射線穿透甘蔗絲到達(dá)γ射線傳感器的過程中，一部分γ射線被甘蔗絲吸收，一部分γ射線透過甘蔗絲被γ射線傳感器吸收；在γ射線的照射下，γ射線的強(qiáng)度和被測甘蔗絲厚度之間的關(guān)系為：
式中I和I0分別為γ射線穿過被測甘蔗絲后的輻射強(qiáng)度和穿過被測甘蔗絲前的輻射強(qiáng)度，C為積因子，m為線性衰減系數(shù)，d為被測甘蔗絲厚度。因此，I0一定時，I值的相對變化量就反映了甘蔗絲厚度d。
γ射線傳感器輸出的微弱電流信號，經(jīng)前置放大器放大后，輸出一個能反映傳輸帶上甘蔗絲厚度的電壓信號。由于γ射線傳感器輸出電壓信號與輸入γ射線強(qiáng)度成正比關(guān)系，則式(3)可轉(zhuǎn)換為：
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