無源核子料位計在煤灰檢測中的應用研究.pdf

1、煤是我國的火力發(fā)電中不可或缺的原材料，煤經過燃燒產生了大量的煤灰，煤灰經過除灰系統被回收和再利用。由于煤灰含有放射性核素，這些核素經過衰變釋放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)自動化系統起著重要的作用，是作為保證生產的連續(xù)型和生產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化為光子信號，再經過光電

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數，在實際實驗的基礎上，構建了核脈沖計數與煤灰高度的數學關系。
　　本文研究了無源核子料位計的測量原理，分析了射線與物質互相作用的效果、無源與有源的優(yōu)缺點、閃爍體探測器的硬件結構和它的工作原理，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系統的硬件體系結構和軟件設計方案。
　　在硬件體系結構上，無源核子料位計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現對核脈沖信號的整形，經過整形后的信號被送進控制模塊進行數據處理，處理后的結果控制開關量和4-20mA電流的輸出，而同時微控制器可以與計算機中的上位計進行無線通訊。采用STM8S105K6作為系統的主控芯片，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量輸出組成，料位數字量經過轉換產生4-20m

4、A電流，微控制器輸出的信號通過三極管來驅動繼電器的輸出;數據存儲為系統的運算和標定提供了數據源;顯示屏可直觀的為用戶提供當前的料位值。在軟件方面詳細地介紹了無源核子料位計系統中各功能模塊的初始化流程、模塊功能的實現流程以及上位機通信軟件的實現，深入討論了軟件的濾波算法，在此基礎上提出一種新的濾波算法即結合多種濾波算法，從而實現多級濾波。程序的設計分別采用了C語言和G語言。
　　系統通過實際測試，標定了一些重要的數據，系統的各個性能