CR-1型无源Y射线料位控制仪,是一种非接触式检测器,仪器各部件与被测物料不直接接触。主要用于火电厂除尘、除灰系统中料位测量。仪器具有控制可靠,稳定,故障率低,安装维修方便等特点。仪器包括控制台、探测器两大部分。探测器为密闭式,安装在被测对象现场。仪器有很强的抗干扰能力,控制台通过普通长电缆(长度可达300米)与探测器相连亦能正常工作。
二、主要技术指标
1、继电器触头容量:交流220伏;3安培。
2、延迟时间:0-600秒连续可调。
3、使用环境温度:仪器能在-40℃—+120℃范围内连续长期工作。
4、电源:~220V±10%。
5、整机功耗:不大于5VA。
6、外形尺寸及重量:
控制台:76×132×300mm
探测器:直径70×320mm
三、测量原理
无源Y射线料位仪的检测原理是利用了煤灰自身微量天然Y射线的特性。当电除尘的灰斗或输灰系统的仓泵中物料位置发生变化,物料数量的多少与探测器距离远近发生变化时,探测器测量到物料的自身的Y射线是不同的。探测器接收到二种状态下的不同Y射线强度,经过核电子学的一系列转换;分别得到二种电压值,再由电压比较器进行比较,控制继电器的吸合和释放,驱动卸料机构做相应的动作。
四、仪器工作原理
(一)仪器的电路原理见图3,印刷线路板见图4、图5
1、光电倍增电路
探头中的Nal(TI)晶体受到煤灰天然Y射线的照射,产生荧光,通过光阴极的光电效应,转换成电子。光电倍增管(GDB)各打拿极将这少量的电子,极大地进行倍增,最后在GDB阳极上形成脉冲电流,在R10上形成负向的脉冲电压。
2、GDB负高压电路
T1和R25、R26、R27、高频变压器B2等组成间歇振荡器,振荡频率4—6KHZ,P—P值30±5V。B2的次级电压经D1—D1,C1—C8组成的四倍压整电路R31-33,R28,2031等组成负高压反馈网络。当负载变动或温度等因素引起振荡强度发生变化时,自动稳定高压输出值。保证光电倍增管的光—电转换效率不变。调节电位器RV1可以改变高压输出值,使光电倍增管获得合适的工作电压。
3、前置放大器
光电倍增管输出的电压由C12耦合到2031输入端,作幅度放大。
4、脉冲幅度甄别及整形电路
仪器的甄别阀值置于放射性谱曲线的康普顿社区的低能段50KeV处,脉冲幅度甄别器及整形器由2032、R20、R22、R23、C15等组成。2032的2脚静态为+4.8V,3脚输出正向脉冲,宽度≈0.3毫秒,幅度≈+10V。
5、恒流源脉冲率计电路
电路由T2、R34、RV2、D8、C18、C19等组成。由探测器过来的正脉冲信号,经横流电路,以恒定的电流I恒向率计电容C18、C19充电。C19电压正比于脉冲计数率,也即正比于探头处的煤灰天然Y射线强度。RV2为灵敏度电位器。
调解RV2,可改变恒流源向C19充电的电流。在脉冲计数率不变的情况下,调解RV2可以改变C19上的电压。
本恒流源率及电路具有很强的抗干扰能力。
恒流源电路的输入端并接齐纳二极管D15,对于输出脉冲幅度过大的非正常信号(如干扰等)进行限幅,用以保护恒流源电路,二极管D9防止UC19过电压,损坏2033.2033、R39、uA表组成显示器。
6、电压比较器
2033、R45、R43组成电压比较器。C19上的电压上行时,翻转电压约3.3V,输出端(8脚)电压由1V变成11V,C19电压下行时,翻转电压约3.1V,8脚输出由11V变成1V。3.3V、3.1V翻转电压相对于uA表读数75uA及70uA。
7、延时及驱动电路。当电表指示>75uA时2033—8脚为高电平(约11V),并直接通过二极管D14向C20快速充电,2033—14脚为低电平(约1V),此时2033—1脚也为低电平,延时灯熄灭。当电表<70uA时,2033—8脚电平由高变低,2033—1脚变为高电平,此时由于2033—14脚仍保持低电平,所以延时灯亮,2033-8脚已变为低电平,C20上的电荷通过延时电位器RV3向2033-8脚缓慢放电,最后2033—14脚电平由低变高,此时继电器吸合,进入卸料状态,可见继电器J的吸合可以有一个延迟过程。