〔提要〕本文介绍了肥城水泥厂应用调速微机核子秤控制生料配料的工艺过程。该秤是利用γ射线被所输送物料吸收而减弱的原理来进行工作的，属于非接触计量设备，具有干扰因素少、结构简单可靠、精度高、可在恶劣环境下工作等特点，为水泥厂生料动态计量提供了成功经验。 
〔Summary〕The raw mix proportioning process，where the speedvariable microcomputer nuclear weigher is applied，in Feicheng Cement Plant is introduced.The nuclear weigher works on the principle that γ-ray is reduced by the absorption of materials conveyed，which is a  kind of non-contact weighing equipment.It features less disturbance factors，simple structure，high accurancy，and is possible to work in bad conditions.Therefore a successful experience for the dynamic raw meal weighing in cement plants is supplied。 
　 
　　水泥企业生料配料，应用微机控制比较普遍，大部分企业选用的计量设备有简易皮带秤、悬臂秤和调速电子秤。这几种计量设备不论秤体如何变化，均没有脱离荷重传感器。实践证明，荷重传感器在静态标定时线性很理想，但在工业现场动态标定时零点有一定偏差，并且存在零点漂移。另外由于水泥企业粉尘大，电子秤落尘后也会引起计量误差。设备本身和附近设备振动都会引起荷重传感器输出错误信号，造成控制失调，影响生料出磨合格率。
　　通过考查论证，我厂决定在生料扩建工程中选用核子秤，在北京华海新技术开发公司的协助下，研制完成了“调速皮带—核子秤生料配料自控系统”，并在φ2.4×13米生料磨配料工艺中安装使用，七个月来生料出磨合格率明显提高，经济效益明显，克服了电子秤的缺点，适应于工业现场的计量和控制。该设备于1990年3月通过了省级技术鉴定。 
1  生料预均化
　　生料配料的最终目的是实现各有关化学成分的合理搭配，以生产出优质熟料。理想的配料方法应该是：在各种物料入仓前取样化验，根据物料成分调整磨头配料，但入仓前各种物料均属于块状，取样化验周期较长，暂时还无法实现；另一种方法是从磨尾取样在线或离线进行分析，但由于滞后时间长，测到的物料成分已不是当时的配比，所以这种方法很被动，达不到随机调整配料的目的，起不到事前控制的作用。为了解决这个问题我们把注意力集中在物料预均化和计量设备的精度上。
　　首先我厂建了两个石灰石储库和一个倒库，两个储库搭配下料后灌入倒库，起到了石灰石预均化的目的。对于进厂煤、粘土、铁粉和萤石分别建了简易储备仓，进厂后先在地面用机械均化，然后存入储备仓，用时入库。由于采取了这些措施，物料成分基本稳定，为下一步应用核子秤配料打下了良好的基础。 
2  调速微机核子秤的组成 
2.1  放射源和铅罐
　　放射源为同位素Cs—137，产生能量为0.66兆电子伏特γ射线，半衰期为80年，放射性同位素被封装在φ8×9毫米的不锈钢小圆柱内，装放射源的铅罐厚度大于7厘米，放射源用螺母固定在铅罐的旋转塞上，当旋转塞处于“开”的位置时，γ射线径直射出，处于“关”的位置时，γ射线几乎全部被铅罐吸收。 
2.2  γ探测器
　　核子秤所用的γ探测器是专门为核子秤研制的，它具有高气压高灵敏度大体积电离室，还具有高增益、高输入阻抗、低噪声的前置放大，它将电离室输出的弱电流信号转换为电压信号，供微机采样，为消除温度变化的影响并防止潮湿引起的漏电，前置放大中设有恒温控制器，保证了较好的温度稳定性。 
2.3  调速皮带和测速装置
　　我们自已设计制造的调速皮带机与外购的调速电子秤有所不同，去掉了荷重传感器和十字弹簧，而且对皮带的测速信号装置也做了改进。外购的调速电子秤的皮带测速信号是在皮带下面安装一台恒磁式测速发电机，发电机的从动轮随皮带旋转，取发电信号为测速信号，这种方法受皮带张力、振动、机械故障的影响，易出现不同步信号。在研制过程中我们去掉了这个装置，因为调速皮带机配用的动力是交流调速电机，它本身就具有恒磁式测速发电机，我们直接采集它整流后的信号，作为皮带机的测速信号，克服了调速电子秤的弱点，使信号更加同步准确。在设计调速皮带过程中，我们还设计安装了防皮带跑偏滑轮和皮带松紧调整机构，并在机架上设计了安装γ探测器的机构。这种专门为核子秤设计的调速皮带，保证了核子秤的计量精度和可靠性，减少了投资。 
2.4  微机系统和电源
　　电离室电源主要由600伏直流稳压电源、±15伏和+24伏直流稳压电源组成，它与主机装在一起。主机中央处理单元是8088，并采用了STD工业控制总线，适应工业现场。 
3  控制原理
　　调速微机核子秤是一种新型计量和控制设备，它是根据γ射线与物质互相作用的原理研制的，放射源发射出的γ射线穿透输送机上的物料之后再射到γ探测器上，输送机上的物料吸收γ射线越多，探测器接受到的γ射线就越少，探测器输出的信号就越小。这个信号经前置放大输出0～5伏电压，再经A/D转换送给计算机；同时交流调速机的测速电发电机输出的信号送给DK—2控制器，经三相桥式全波整流后输出0～10伏电压信号，对该信号采取技术措施转换为0～5伏直流电压，经A/D转换也同时送给计算机，计算机通过运算求出物料的流量，这就是测量值。并且根据球磨机的生产能力，设定台时产量和各种物料所占的百分比值输给计算机，此为给定值。计算机采集的信号运算后与给定值进行比较，自动输出控制信号，该信号经D/A转换送给DK—2型交流调速电机控制器，改变可控硅导通角，随时调整皮带机的转速，实现了自动配料的目的。 
4  调速微机核子秤的参数标定 
4.1  速度标定
　　速度标定的目的是确定输送机的速度常数，方法是先用转速表测量调速电机输出轴的转速，反复调整DK—2型控制的电位器，使仪表指示转速与实际转速相符，然后用秒表测量出几种转速下皮带每转一周所用的时间，同时用计算机采集测速电压，通过计算把有关的参数送给计算机。 
4.2  UO值的测试
　　UO是皮带空带运行时电离室放大后的输出电压，其标定时间可任意选择，一般可标定三次，每次三分钟，计算机每秒钟采一个信号，三分钟后显示平均值，然后把三次的平均值输给计算机，由于放射源半衰期为80年，所以UO值特别稳定。 
4.3  实物动态标定
　　其方法是先打开仓底螺旋闸门，使皮带上有一层均匀的物料，然后开启皮带，在皮带下料口接取物料，接取物料的多少，可根据各种物料正常的流量而定，一般每次在1.5～2吨左右，标定用的计量设备一定要选标准台磅，然后对照计算机显示值和实物称重值，如精度达不到要求，可修改计算机K２参数，根据我们的实践，一般每种物料三次可达到3‰～4‰的误差，这就很理想了，然后把修改的K２值输给计算机，完成了整个标定过程，系统便可运行。 
4.4  正常生产中所要做的标定
　　如果物料没有很大的变化，实物标定可每年进行一次，放射源半衰期虽然80年，为了使UO值准确，最好15～30天校一次UO值，重新输给计算机新的UO值，以保证其计量精度。 
5  调速微机核子秤的特点
　　一般水泥生产工艺中的计量设备动态精度误差保持在1%就