LB442操作手册.docx
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LB442操作手册
1、引言
1．1安全要点
一般警示
环境条件
系统全部组件在运输、储存期间都必须处于无腐蚀环境中。
断电保护
系统在安装、维修期间必须断开电源，以保护电子器件。
特别注意
系统电子器件对静电感应是高度灵敏的。
特别警示
如果不是对本手册中有关内容很熟悉，并且对有关的控制及处理部件很了解，请不要擅自改变安装和参数设置。
特别安全要点
测量系统包括放射源，因此必须严格遵守本手册中有关辐射防护的有关规则及当地的有关法令。
有关放射源及其屏蔽铅罐的安装、拆卸、移位、维修等工作应由持有放射源操作证书的人员担任。
放射源不用时，应储存在安全地点。
1．1综述
LB442核子秤用于非接触地测量皮带传输机、螺旋传输机及链式传输机上传输的物料，以及自由落体式下落的物料。
LB442核子秤利用了核辐射测量方法，其原理是射线通过物料时被物料吸收。
为了用尽可能小的放射源得到最佳的测量效果，每个测量系统都要进行独立的设计。
测量系统所用的放射源已在生产车间按辐射防护标准进行封装并置于合适的屏蔽铅罐内。
按照辐射防护法规，有关放射源的操作及处理必须由经过专业培训并持有证书的专业人员担任。
LB442核子秤的硬件和软件设计保征了使用的灵活性，使之能用于不同的传输装置，完成不同的测量任务。
然而，对于不同的装置及不同的测量任务，必须设置相应的参数，使系统能正常工作。
为了保证测量的可靠性，参数不能任意修改。
如果要对系统重新设置，应该由熟悉本系统的人员进行。
因此，有关人员应仔细地阅读本手册。
我们建议用一个参数表记录全部的参数（见附录）。
本手册对几种可能的测量配置及应用不着软件作了说明，在设计某个测量系统时，应选择一个最佳的配置。
因此，签署合同前，用户需提供有关的技术参数及条件。
注意：
开始工作前，请仔细阅读本操作手册。
2、系统概述
2．1用途和功能
LB442核子秤可用于以下场合：
1）、皮带传输机
2）、螺旋传输机
3）、链式传输机
4）、自由落体物料
测量可以直接在传输系统上进行，或者对于自由落体物料，可在放料时进行测量。
特定的测量配置及计算使核子秤能适用于不同的现场条件和物料状态。
a）、测量配置（操作模式）
1）、皮带速度恒定
2）、皮带速度由速度计测量
3）、接湿度补偿信号
b）、测量值
1）、传输能力（负载）
2）、传输能力（负载）
c）、测量模式选择
1）、连续测量
2）、批量测量
—由键盘控制的批量测量
—由数字输入控制的批量测量
d）、结果输出
1）、即时显示负荷及累计量
2）、对应于负荷的0/4-20mA电流输出
3）、对应于负荷的脉冲计数率显示
4）、打印输出
2．2测量原理
核子秤的测量原理是射线穿过传输机上的物料时，被物料吸收，从而强度减弱。
射线由放射源产生，其能量根据物料负载而定。
射线穿过物料后由探测器接收，探测器输出的信号由微处理器处理。
放射源的选择取决于最大负荷。
放射源及探测器之间的物料都对测量有影响。
γ射线穿过物料时被物料吸收，从而强度减弱，这个过程遵循一个物理定律。
写成数学公式如下：
I=I0×e-μ×ρ×d
其中I0为探测器接收到的无物料时的射线强度，I为穿过密度为ρ、厚度为d的物料后的剩余射线强度，μ为吸收系数，与放射源的类型有关，对于给定的放射源，μ可以认为是常数。
图1为测量原理图。
图1：
测量原理图
d的结果是单位面积上的重量，这个量是随时变化的，其量纲为g/cm2。
因为是常数，所以，探测器接收到的剩余射线强度I仅与物料的厚度及其堆密度有关，即与单位面积上的重量有关。
单位面积上的重量乘上物料宽度，即为单位长度上的重量，此值再乘以速度，即得到了物料流量值，其量纲为吨/小时。
射线不会沾染被测物料或者传输机。
2．3测量系统配置
为了能对测量范围内的物料进行连续地测量，应合理选择放射源及探测器的尺寸，即选择不同的系统配置，使测量覆盖所有物料。
系统配置依赖于传送机的特性，而有关的参数及用户特殊的需求也影响系统配置的选择。
每个具体的测量系统都有相应的系统配置。
典型的测量系统包括以下部件：
a）、棒状放射源
b）、放射源屏蔽罐及测量支架
—带有放射源屏蔽罐的测量支架（用于皮带传输机），或
—带有放射源屏蔽罐的支撑装置（用于自由落体物料测量）
c）、探测器
d）、LB442主机
e）、2芯电缆
f）、速度计（选用）
g）、水冷套（选用）
探测器供电电源及脉冲输出信号通过2芯电缆传送到主机。
根据传输机及测量任务的不同，应选择不同的配置及支架。
2．3．1皮带传输机配置
图2是皮带传输机上的基本配置示意图。
对于螺旋和链式传输机，其配置是相同的。
图2：
皮带传输机上的测量系统配置
测量支架的底部是棒状放射源屏蔽铅罐，应安装在皮带下面。
探测器安装于支架顶部，其辐射窗对准从铅罐的辐射道内射出的射线。
探测器和主机之间由2芯电缆相连。
2．3．2自由落体物料的系统配置
用安装夹具把放射源铅罐固定于下落管道的一边，而把探测器固定于另一边，辐射窗置于探测器的前端。
图3：
自由下落物料的系统配置
2．4系统概述
2．4．1棒源
所用放射源为密封源，密封于坚固的不锈钢壳内，不会泄漏出来，所以不会造成污染，也不会对所测物料造成污染。
常用的放射源有：
Am-241、Co-60、Cs-137、Kr-85。
核子秤所用的放射源有以下几种：
a）、Co-60，其放射出的射线能量为1.17MeV和1.33MeV，是一种能量很高的放射源，适用于高负荷，其半衰期为5.27年。
B）、Cs-137是核子秤中最常用的一种放射源。
其能量为0.660MeV，适用于测量中等负荷的物料。
由于由于能量较低，测量效果比Co-60更好。
而且比Co-60易于屏蔽。
其半衰期大约为30年。
Cs-137棒源由几节组装而成。
C）、Am-241的能量非常低，所以是更容易防护的，仅需要一个很小的铅罐。
由于其能量非常低，所以仅适用于烟草、洗衣粉等低负荷物料的测量。
注意：
由于能量很低，所以其衰减不仅与物料的堆密度和厚度有关，而且与物料的原子序数有关。
这样，当物料的化学组成变化的时侯，测量结果也会有所变化。
因此，对于每种组成都要建立独立的基准。
根据NBS的定义，放射源的半衰期指的是放射源强度减少一半所需要的时间。
请仔细阅读第10章中有关辐射防护规则。
2．4．2带有放射源防护铅罐的测量支架
对于皮带、链式及螺旋传输机来讲，其测量支架比较特殊，因为其底部是棒源屏蔽铅罐。
探测器安装在支架的顶部位置，并正对着射线。
被测物料位于放射源及探测器之间，而放射源位于传输机的下面。
如果被测物料是热的，就需要隔热板或水冷套，在这种情况下，需要另一种测量支架。
这时探测器安装在上面，而放射源铅罐安装在下面。
有两种不同类型的测量支架，分别对应于Co-60（Cs-137）和Am-241。
Co-60（Cs-137）类型：
探测器横向安装，用两个钩环固定在横梁下面。
Am-241类型：
探测器纵向安装，用卡环固定中心位置。
测量支架的尺寸见下图及下面表格。
皮带宽度
a
b
c
d
e
500
756
90
686
534
950
800
1056
90
986
534
950
1000
1256
90
1186
834
1250
1200
1456
90
1386
834
1250
1600
1856
90
1786
834
1250
图6：
测量支架及其尺寸
屏蔽铅罐
特别提示：
铅罐的性能及其源锁必须每隔6个月检查一次。
对于Co-60（Cs-137）测量支架：
铅罐的外壳是钢管，内部充填的是铅，其外径为105mm，辐射道的宽度为8mm。
当辐射道关闭时，射线被铅罐屏蔽。
而打开辐射道的时侯，射线从辐射道中射出，并准确地对准探测器方向。
对于Am-241测量支架：
相对来说不需要如此严格的屏蔽，因为Am-241的屏蔽是更容易的。
图5：
测量支架的底部铅罐
在铅罐的一边有一个辐射道（见图5），用一个特殊的锁定装置来控制辐射道的开关，上面有挂锁。
锁定装置位于铅罐的另一边，用一个手柄来打开或关闭辐射道。
红色箭头分别指向“开”或“关”位置。
见图6（a）。
如果红色箭头朝上，辐射道即被打开，如果朝下，即被关闭。
图6：
位于测量支架低部的铅罐（侧视图）
特别提示：
正常测量时请打开辐射道！
不要在辐射区内停留！
在辐射道打开时，开关上的六角螺丝必须拧紧！
关闭辐射通道（见图6）
1、旋开开关（b）上的六角螺丝（a）；
2、把钥匙插入锁孔（c）；
3、把钥匙往里推并旋转打开锁。
此时就能扳动开关（a）。
4、转动开关，使红色箭头（e）朝下。
5、旋紧六角螺丝。
6、转动钥匙并把它拔出。
打开辐射通道
1、旋开六角螺丝（b）。
2、往锁孔（c）里插入钥匙。
3、把钥匙往里推并旋转打开锁。
此时就能扳动开关（a）。
4、转动开关使红色箭头朝上。
5、旋紧六角螺丝！
放射源必须牢牢固定住，不然传输机的振动会引起放射源的移动。
6、转动钥匙并把它拔出。
图7：
测量支架-侧视图
2．4.3自由落体物料的测量支架
测量支架应接近进料口。
因为根据自由落体物体的运动规律，其下落的距离越长，速率就越大，所以物料越接近进口处，速率越小，测量精度越高。
如果在管道上安装测量系统，则测量支架的形式如图8所示。
测量支架可以很容易地安装在现有的管道上。
测量支架包括棒源铅罐及可调节的探测器安装板。
根据管道直径的大小，可通过4个长脚螺丝调节探测器安装板的位置。
a=
b=可调节
c=~420mm
d=管道直径，89.9-304mm
图8：
自由落体物料的测量支架（俯视图）
对于滑槽，测量支架及棒源铅罐的安装如图7所示。
2．4.4探测器
探测器为闪烁计数器，对射线具有很高的灵敏度，并且使用寿命不受辐射场的影响。
探测器包括：
碘化钠（NaI）晶体
光电倍增管
电子线路板
由微处理器决定程序流程，计算脉冲计数率，控制工作高压，测量探测器的温度，传输数据，执行标定并控制各类功能。
探测器与主机之间的供电及通信通过2芯电缆进行。
当射线射到晶体上时，晶体发出闪光。
单位时间的闪光数目与射线的强度有关。
单个的闪光是非常短促的，所以在很高的计数率下，探测器也具有很高的分辩率。
图9：
闪烁计数器
晶体中的闪光经耦合在光电倍增管的光阴极上产生光电子。
这些光电子经光电倍增管倍增后产生更多的电子。
每个电子触发一个脉冲。
这些脉冲由计数器计数后送到LB442主机。
为得到高的精度及高的稳定性，光电倍增管的工作高压由微处理器自动调节，同时，微处理器还检测极限值并存储探测器参数。
电源通过2芯电缆传输，同时，所有的数据及信息也由2芯电缆传输。
探测器的全部组件置于一坚固的不锈钢壳内，因而不受周围环境的影响。
为了确保探测器的可靠性能及其使用寿命，应避免其遭受重力及振动。
环境温度不得超过50C，否则，必须采取冷却措施，即
—配置水冷套管（见3.2.1节），或
—如果探测器置于露天阳光下，则配备隔热板。
对于Co-60/Cs-137源，探测器应安装于测量支架的上方，与传输带平行，并且其铅罩的开口必须对准放射源。
对于Am-241源，探测器应安装于测量支架的上方，与传输带垂直，并且对准放射源。
2.4.5速度计
速度计用来测量传输机速度。
它由一个分立的电源供电。
LB442主机把来自速度计的脉冲信号500脉冲/转或5000脉冲/转转换成电流信号（0/4-20mA），与皮带速度成正比。
如果用于皮带传输机上，则速度计有一个皮带轮，其直径为160mm。
在这种情况下，速度计包括一个可活动的支撑杆用来支撑皮带轮，使其在皮带的下面，随着皮带旋转。
如果用于链式或螺旋式传输机，则速度计有一个旋转轴，其旋转轴的直径为12mm。
如果传输机的速度是恒定的，则不需要安装速度计。
但是，有很多事实表明，传输机开启以后，其速度不是恒定的。
2.4.6LB442主机
2．4．6．1概述
主机置于一19”框架内，其形式为3HE，21TE。
它包括CPU板及电源板。
CPU是32位的，专为核子秤系统设计的软件在CPU上运行，以进行信号处理。
面板上有6个触摸键：
—3个键为用来选择菜单条目，并设置或修改所需的参数。
—另外3个键，分别是（存入）、（清除）、（运行）为功能键。
前面板上有显示窗，用来显示所选菜单条目的内容，一共有4行。
RS232接口也在前面板上。
图10：
LB442面板
接线端子位于后面板上，包括电源接线端子、探测器接线端子、模拟和数字输出信号接线端子。
电流输出信号是隔离的，用于最大/最小报警及故障报警的继电器触发信号也是隔离的。
测量系统自动修正由放射源自然衰减引起的误差，并在整个放射源使用期内都有效。
系统故障以出错信息的形式显示。
标定参数贮存在RAM内，并且在关机后，这些数据不会丢失。
2．4．6．2显示
显示窗有4行显示；第1行至第3行显示菜单条目和此条目对应的参数或者测量值。
最后一行显示显示窗下面对应的操作键的功能，或者，当系统开始测量时显示测量状态标志“run”。
2．4．6．3键盘功能
图11：
键盘示意图
键盘包括操作键和功能键两种。
通过键盘可以在菜单中选择所需的菜单条目，并存入相应的参数。
菜单结构见本手册的附录。
操作键（softkeys）
操作键用于在菜单中选择所需的菜单条目，根据在菜单中的不同位置，操作键具有不同的功能。
当前的功能在显示窗内对应位置显示。
及进入对应的子菜单（见图11）
进入下一个菜单组
表示某一子菜单的结束，回到菜单组。
<^^^>文字：
在某一子菜单内循环显示不同条目。
（见图12）
数字：
光标所在处的数字加“1”。
<>移动光标至左边一位，末了再把其移至起始位置。
<+>及<->在某一子菜单中前进或后退
图12：
即时显示
功能键（functionkeys）
输入参数和移动光标至下一个输入位置或在两个输入位置
循环。
清除数值。
开始或停止测量或使显示直接返回至即时量显示状态。
2．4．6．4菜单结构（流程图）
菜单结构即流程图。
按键选择不同的菜单组，再按或键可以在某一菜单组中选择子菜单。
在某一子菜单末尾按键回到菜单组窗口。
菜单结构见附录。
2．5软件与菜单结构
初始设置见附录中的“参数检查表”（ConfigurationChecklist）。
系统正常运行前必须存入最后设定值。
按<^^^>及键进行此项操作。
。
GeneralData通用参数
Password:
锁指令
可以任选一个1-6位的数作为锁指令，用键存入。
此时键盘被锁，所有的参数不能改动，从而避免了由于误操作引起的错误后果。
再次存入同一个数（锁指令）后，键盘即解开。
Data：
日期
以日/月/年的形式存入当前的日期，日期必须正确，以保证对放射源自然衰减补偿的准确。
对放射源自然衰减的补偿在午夜进行，或者当按键开始测量、并且上一次的补偿是在24小时前进行的时候进行补偿。
补偿是通过修改零点计数率实现的。
Time：
时间
以分钟/小时的形式存入当前的时间。
System/Version：
系统/软件
显示系统型号及软件版本。
Language：
语言
有三种语言可以选择：
德语，英语，法语。
可用<^^^>键选择其中的一种。
PrintParameter：
打印参数
系统可接一台串行打印机打印参数，打印机接口在前面板上。
打印输出形式见附录。
系统也可以与PC机相连，通过接口程序与PC机通讯。
FactorySetting：
初始设置
同时按及键，全部参数即复位到初始设置。
OperatingMode工作模式
ConfigInstrument：
系统配置
系统配置由<^^^>及键选择。
a）、匀速皮带
传送带以恒定速度运行。
速度为一确定值。
b）、湿度补偿
系统接湿度补偿信号0/4-20mA（由接线端子28a及28c接入）。
c）、速度计
系统接速度计（由端子28a及28c接入），根据不同情况，有以下不同的选择：
1、速度计输入信号为脉冲信号（500或者5000）
2、速度计输入信号为电流信号（0/4--20mA）
对于脉冲输入信号，既可选择500脉冲/转，也可选择5000脉冲/转。
UnitSelect：
测量单位选择
选择所需的测量单位，包括重量单位吨或公斤，或单位面积重量单位公斤/米。
DeviceAddress：
主机/副机选择
确定本操作单元是主机还是副机。
Detecterno.探测器号码
确定探测器的号码：
1或2。
ErrorMode：
出错模式
当系统出错时，有两种模式可以选择，即测量中止（abort）及测量继续（continue）。
如果选择测量继续（continuemeasurement），出错信息仅被显示，但测量还在继续进行。
此时按键可消除出错信息。
RS232Interf：
RS232接口
选择波特率：
1200/2400/4800/9600，用<^^^>及进行操作。
选择外接设备：
PC机/打印机或Modem。
RS232接口位于主机前面板上。
RS485Interf：
RS485接口
选择波特率：
1200/2400/4800/9600。
MeasuringParameter测量参数
MeasuringProduct：
物料号码
系统最多可储存10种物料的标定参数。
选择所测物料的号码。
做标定时，此处的物料号码必须与标定子菜单中的物料号码相一致，否则键被锁。
但是，在启动测量时，也可以手动存入另一种物料的标定参数。
Isotopeselect：
放射源选择
选择测量系统所用的放射源，以保证放射源衰减补偿的准确，因为不同的放射源有不同的半衰期。
有5种放射源可供选择：
Am/Co/Cs/Kr/Cm。
MeasureMode：
测量模式
Continus：
连续测量
Batchviakeyboard：
通过键盘控制的批量测量
Batchexternal：
通过外部数字输入（端子22a及22c）控制的批量测量
Timeconstant：
时间常数
存入以秒为单位的时间常数。
计算机计算在这时间内面积重量的平均值。
时间常数越大，读数越稳定，但对物料突然变化的反应越慢。
根据系统配置，须选取以下参数存入：
对于匀速皮带
存入皮带速度值（0-99.99）。
皮带速度应以米/秒为单位。
对于接湿度补偿信号
确定湿度输入信号类型（0-20mA或4-20mA）。
另外，需确定湿度输入信号范围。
湿度输入信号范围确定
0/4mA对应湿度：
%
20mA对应湿度：
%
对于接速度计
确定速度计输入信号类型（0-4mA或4-20mA）。
另外，需确定速度计输入信号范围
速度计输入信号范围：
0/4mA对应速度：
米/秒
20mA对应速度：
米/秒
BeltWidth（0-9.99m）：
皮带宽度（0-9.99米）
存入皮带宽度（以米为单位），用于计算单位面积上的重量。
Productselect（external/internal）：
物料选择方式（外部/内部）
确定物料号码的选择是通过主机（内部）还是数字输入（外部，端子18a和18c或端子20a和20c）进行。
Lowloadsuppression：
负荷低限阈值
存入负荷低限阈值，如果负荷低于此值，则作为0吨/小时计算。
ON/OFF：
开启/关闭此功能。
如果选择ON，必须存入低限阈值。
Erasemassinteg.（Yes/No）：
清除质量累加器（是/不是）
如果选择是，那么每次启动测量时，质量累加器复位；如果选择不是，则继续累加下去。
I/OConfig.输入/输出设置
设置对应于每种物料的输入和输出值。
这些参数将影响标定及测量。
ProductSelect：
物料号码选择
共有1-10种，选择所测物料对应的号码。
Currentoutput：
电流输出信号类型
选择电流输出信号的起始值，0或4mA。
Curr.Outplimits（26a/26c）：
电流输出信号对应负荷范围
0/4mA：
负荷（以所选测量单位表示）最小值。
20mA：
负荷（以所选测量单位表示）最大值。
Curr.OutpError：
电流输出信号出错模式
有两种选择：
VALUE或HOLD。
选择“VALUE”：
存入0-22mA内某个数值，一旦出错，电流信号将为此值。
选择“HOLD”：
一旦出错，电流输出信号将保持为出错前的数值。
DigitalInput：
数字输入
1、数字输入1（端子18a及18c）
有2种选择：
皮带停止或外部控制批量测量（清除质量累加器）。
皮带停止：
如果计算机接收到信号，则累加器停止累加。
外部控制批量测量（清除质量累加器）：
如果继电器3设置为批量触发，则计算机一旦接收到信号即开始进行批量测量。
如果继电器3的设置不是批量触发，计算机接收到信号后清除质量累加器。
2、数字输入2（端子20a及20c）
有2种选择：
外部控制零点测量或启动打印。
计算机一旦接收到信号即开始零点测量或打印测量数据。
Ralay3setup：
继电器3（端子14a及14c）设置
有3种选择：
零点测量、批量完毕、低限/高限报警。
如果选择零点测量，则继电器一旦触发，即进行零点测量。
以下对于“批量完毕”：
设置批量值（以所选测量单位表示），在批量测量时，一旦到达此值，继电器即触发，批量测量停止。
以下对于“低限/高限报警”：
设置低限/高限报警值。
报警延迟（Hysteresis%）：
存入报警延迟值（以所选测量单位表示）。
测量信号到达报警限时，继电器不会马上触发，而是有所延迟才会触发，其延迟量即为报警延迟值。
延迟值一般设定为测量范围的5%。
图14：
报警延迟示意图
Masscounter（tonsperpulse）：
质量计数器（吨/脉冲）
有5种选择：
off、0.01、0.1、1、10
如果外部计数器没有连接，则选off；如连接，则根据需要选择剩下4项中的其中一项。
Dataprintout：
数据打印
No：
不打印。
Minuteprints（1to999min）：
打印间隔（1-999分种）
存入打印间隔（以分钟为单位）。
Shifts：
班次
设置班次：
BeginShift：
存入开始时间。
Shifts/day：
存入班次/天。
Hours/Shifts：
存入小时/班。
Calibrate标定
Sk1：
TareMeasurement：
空载测量
Taremeasurementwithtimeorbeltlengthdefault：
选择空载测量方式
Time：
时间。
以时间为准
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