ЖУРНАЛ «СТА» №3/2003

Аdvantech. При этом количество отоб- ражаемой информации значительно возрастает. Это особенно удобно для просмотра в графическом представле- нии измерительной информации о зольности, плотности и воздушном за- зоре, накопленной в течение часа, су- ток, недели и месяца. Для начального запуска комплекса в работу необходимо включить тумблер «Сеть» на лицевой панели блока пита- ния устройства обработки. А ЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Определение зольности твёрдого топлива происходит путем одновре- менного независимого измерения объемной зольности ρ А d и объёмного содержания углерода ρ с с последую- щим вычислением зольности А d , %: А d = ρ А d ·100% = ρ А d / ρ с ·100% (1) ______ _______ ρ с + ρ А d 1+ ρ А d / ρ с Принцип действия разработанного радиоизотопного измерительновы- числительного комплекса РИВК1 основан на эффектах фотоэлектричес- кого поглощения и комптоновского рассеяния низкоэнергетического гам- маизлучения источника на основе изотопа америция241 атомами эле- ментов, входящих в состав твёрдого топлива. В комплексе реализован ме- тод измерения, использующий облу- чение топлива пучком гаммаизлуче- ния под различными углами и дис- кретную регистрацию однократного и многократного обратно рассеянного излучения двумя детекторами. Такое техническое решение позволило ис- ключить влияние изменения насып- ной плотности топлива (от 0,8 до 1,2 т/м 3 ), а также колебания расстоя- ния между датчиком и слоем анализи- руемого материала. Расчёты потоков рассеянного топли- вом гаммаизлучения, выполненные с использованием модели однократного и многократного рассеяния, показали, что при соответствующем подборе геометри- ческих условий размещения двух детек- торов гаммаизлучения типа БДЭГ43103А относительно источника гаммаквантов типа ИГИА3 активнос- тью 1,4 ⋅ 10 10 Бк значения выходных си- гналов f 1 и f 2 , снимаемых с первого и вто- рого детекторов, описываются линейны- ми выражениями относительно ρ с и ρ А d : { f 1 = а 0 (x) + a 1 (x) · ρ А d + a 2 (x) · ρ с f 2 = b 0 (x) + b 1 (x) · ρ А d + b 2 (x) · ρ с (2) Здесь а i (х) и b i (х) — эмпирические нелинейные функции, зависящие от расстояния между датчиком и слоем анализируемого материала и опреде- ляемые при градуировке измеритель- новычислительного комплекса. Эм- пирические нелинейные функции в зависимости от x имеют следующий вид: { а i (х) = c 0 + c 1 · х + c 2 · х 2 b i (х) = d 0 + d 1 · х + d 2 · х 2 (3) Здесь c i , d i — коэффициенты, опре- деляемые методом корреляционного анализа при градуировке комплекса; х —расстояние между датчиком и сло- ем топлива на ленте конвейера, мм. Определение расстояния х между датчиком и слоем топлива на ленте конвейера в комплексе РИВК1 осу- ществляется независимым способом по углу облучения материала γ max , со- ответствующему максимуму потока однократно рассеянного излучения: x = k 0 + k 1 · γ max + k 2 · 1___ γ max (4) Здесь k i — коэффициенты, опреде- ляемые методом корреляционного анализа при градуировке комплекса. Диапазон изменения расстояния «дат- чик–материал» составляет ±80 мм. Погрешность измерения величины воздушного зазора не превышает ±5 мм. Определив ρ с и ρ А d из системы уравнений (2), получим их отноше- ние: ρ А d = b 2 (x) [ f 1 – a 0 (x) ]– a 2 (x) [ f 2 – b 0 (x) ] ρ с a 1 (x) [ f 2 – b 0 (x) ]– b 1 (x) [ f 1 – a 0 (x) ] __ ________________________ (5) Подставив полученное выражение (5) в формулу (1), получим величину зольности А d . Эти вычисления лежат в основе рабочего алгоритма определе- ния зольности твёрдого топлива в процессе измерения. Программа, реализующая данный алгоритм, написана для операцион- ной системы MSDOS и занимает объ- ём памяти не более 2 Мбайт, что по- зволяет разместить её на твердотель- ном диске типа CompactFlash. Г РАДУИРОВКА И ПОВЕРКА Градуировка и поверка комплекса РИВК1 на предприятииизготовите- ле и в процессе эксплуатации произ- водится с применением пяти типов стандартных образцов зольности твёр- дого топлива (продукты обогащения угля), разработанных и изготовленных в ОАО «Казчерметавтоматика». Стан- дартные образцы зольности прошли метрологическую экспертизу и утверж- дены в качестве стандартных образцов в ЗАО «Институт стандартных образ- цов», г. Екатеринбург. Стандартные образцы представляют собой набор химически чистых веществ, химичес- кий состав и весовые содержания ко- торых эквивалентны составу и весово- му содержанию элементов твёрдого топлива. Погрешность аттестации стандартных образцов не превышает ±0,1% (абс.) в диапазоне изменения зольности от 5 до 35% и насыпной плотности от 0,8 до 1,3 т/м 3 . На рис. 6 показан общий вид уста- новки для проведения градуировки и поверки комплекса РИВК1 на пред- приятииизготовителе. Установка со- стоит из градуировочного стола 1, анализируемого материала 2, шкафа для хранения образцов 3 и нескольких типов стандартных образцов зольнос- ти 4. Процесс градуировки комплекса РИВК1 заключается в определении интенсивностей по двум каналам f 1 и f 2 за фиксированное время на трёх стандартных образцах зольности с из- вестными значениями A d и ρ с , а также угла γ max при установке образцов на фиксированных расстояниях от гам- мадатчика зольности ГДЗ7683. За- тем определяется набор градуировоч- ных коэффициентов. Использование комплекта стан- дартных образцов зольности позволя- ет оперативно производить градуи- ровку комплекса РИВК1 в условиях эксплуатации в случае ремонта его ос- новных узлов, а также выполнять еже- годную метрологическую поверку. П ОРЯДОК РАБОТЫ Твёрдое топливо облучается скани- рующим потоком гаммаизлучения под различными углами к поверхнос- ти материала. Дискретно через 1,5° оп- ределяется распределение потоков рассеянных квантов первым и вторым детекторами, расположенными на различном расстоянии от источника и под различными углами к поверхнос- ти материала. Геометрическое расположение де- текторов, дискриминация спектров и выбор углов регистрации излучения обеспечивают максимальную чувстви- тельность к плотности и высоте слоя РАЗ РА БОТ КИ / У ГОЛ Ь НА Я П РОМЫШЛ Е ННОС Т Ь 49 СТА 3/2003 www.cta.ru