無源核子料位計(jì)在煤灰檢測中的應(yīng)用研究.pdf

1、煤是我國的火力發(fā)電中不可或缺的原材料，煤經(jīng)過燃燒產(chǎn)生了大量的煤灰，煤灰經(jīng)過除灰系統(tǒng)被回收和再利用。由于煤灰含有放射性核素，這些核素經(jīng)過衰變釋放γ射線，利用煤灰的這種特性，可以使用無源核子料位計(jì)來監(jiān)測煤灰在火電廠灰斗中高度。
　　料位測量在工業(yè)自動化系統(tǒng)起著重要的作用，是作為保證生產(chǎn)的連續(xù)型和生產(chǎn)的安全性的重要措施之一。基于煤灰放射性的料位測量屬于非接觸式測量方法，由煤灰本身釋放的γ射線被閃爍體探測器接收并轉(zhuǎn)化為光子信號，再經(jīng)過光電

2、倍增管放大從而輸出不規(guī)則的核脈沖信號后被主控芯片捕捉計(jì)數(shù)，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了核脈沖計(jì)數(shù)與煤灰高度的數(shù)學(xué)關(guān)系。
　　本文研究了無源核子料位計(jì)的測量原理，分析了射線與物質(zhì)互相作用的效果、無源與有源的優(yōu)缺點(diǎn)、閃爍體探測器的硬件結(jié)構(gòu)和它的工作原理，深入探討了滯回比較器的核脈沖整形原理，提出了優(yōu)化的軟件濾波算法，給出了無源核子料位計(jì)系統(tǒng)的硬件體系結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)方案。
　　在硬件體系結(jié)構(gòu)上，無源核子料位計(jì)主要包括信號前置放大電路

3、、信號甄別成形電路、控制模塊、顯示模塊和無線通信模塊。從光電倍增管輸出的信號首先經(jīng)過前置放大電路的無失真放大，再通過信號甄別成形電路實(shí)現(xiàn)對核脈沖信號的整形，經(jīng)過整形后的信號被送進(jìn)控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的結(jié)果控制開關(guān)量和4-20mA電流的輸出，而同時(shí)微控制器可以與計(jì)算機(jī)中的上位計(jì)進(jìn)行無線通訊。采用STM8S105K6作為系統(tǒng)的主控芯片，本文簡單地描述了它的一些功能;輸出模塊由模擬輸出和開關(guān)量輸出組成，料位數(shù)字量經(jīng)過轉(zhuǎn)換產(chǎn)生4-20m

4、A電流，微控制器輸出的信號通過三極管來驅(qū)動繼電器的輸出;數(shù)據(jù)存儲為系統(tǒng)的運(yùn)算和標(biāo)定提供了數(shù)據(jù)源;顯示屏可直觀的為用戶提供當(dāng)前的料位值。在軟件方面詳細(xì)地介紹了無源核子料位計(jì)系統(tǒng)中各功能模塊的初始化流程、模塊功能的實(shí)現(xiàn)流程以及上位機(jī)通信軟件的實(shí)現(xiàn)，深入討論了軟件的濾波算法，在此基礎(chǔ)上提出一種新的濾波算法即結(jié)合多種濾波算法，從而實(shí)現(xiàn)多級濾波。程序的設(shè)計(jì)分別采用了C語言和G語言。
　　系統(tǒng)通過實(shí)際測試，標(biāo)定了一些重要的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的各個(gè)性能