Радиоизотопное устройство для определения массовой доли влаги материалов

Радиоизотопное устройство для определения массовой доли влаги материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РАДИОИЗОТОПНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ ДОЛИ ВЛАГИ МАТЕРИАЛОВ, содержащее источник нейтронного и гамма-излучения, детектор медленных нейтронов, детектор гаммаизлучения и блок отношений импульсных потоков, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены амплитудньм дифференциальный дискриминатор, масштабный усилитель и блок сложения импульсных потоков, первый вход которого соединен с вькодом детектора медленных нейтронов, а выход - с цервым входом блока отношения импульсных потоков, подключенного своим вторым входом к выходу детекторагаммаизлучения и к входу .амплитудного дифференциального дискрй:минатора, выход которого через масштабньй усилитель связан с I вторым входом блока сложения импуль (Л сных потоков.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (50 4 О 01 N 23100

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ:

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 3467853/18-25 (22) 31.05.82 (46) 23.12.89. Бюл. 9 47 (71) Научно-исследовательский ийститут интроскопии при Томском политехническом институте им. С.M.Êèðîâà (72) Г.Ш.Пекарский, Ю.А.Волченко, А.Н.Майоров и А.В.Грачев (53) 543.544 (088.8) (56) Смоляк. В.А, и др. Опыт нейтронной влагометрии в черной металлургии, Атомиэдат. М., 1974, стр. 25-26.

Патент СЗА Р 3794843, кл. G 01 N 23/02, опублик., 1975.. (54 )(57) РАДИОИЗОТОПНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ1ИЯ МАССОВОЙ ДОЛИ ВЛАГИ

МАТЕРИАЛОВ, содержащее источник нейтронного и гамма-излучения, детектор

Изобретение относится к радиационному приборостроению и может быть использовано при создании устройства радиационного контроля физических свойств вещества, преимущественно массовой доли влаги материалов.

Известен нейтронный влагомер, содержащий источник нейтронного и гам-. ма-излучения,. детекторы тепловых нейтронов и гамма-излучения, выходы ко-. торых подключены к соответствующим входам блока отношения импульсных потоков °

Недостатком данного влагомера является невысокая точность определе- . ния концентрации элементов-поглотителей нейтронов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по средствам и

2 медленных нейтронов, детектор гамма= излучения и блок отношений импульсных потоков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены амплитудный дифференциальный дискриминатор, масштабный усилитель и блок сложения импульсных потоков, первый вход которого соеди» нен с выходом детектора медленнь!х нейтронов, а выход — с цервым входом блока отношения импульсных потоков, подключенного своим вторым входом к выходу детектора- гамма= излучения и к входу:амплитудного дифференциаль" ного дискрйминатора, выход которого через масштабный усилитель связан с вторым входом блока сложения импульсных потоков, достигаемому результату является контрольно-измерительный прибор для оп.ределения процентного весового содержания влаги в насыпном материале, перемещаемом конвейером, содержащий источник нейтронов и гамма-излучения, детекторы медленных нейтронов и гамма-излучения, выходы которых подключены к входам блока отношения.

Недостатком известного устройства является невысокая точность при определении массовой доли влаги материалов, у которых меняется концентрация элементов-поглотителей нейтронов, обусловленная тем, что значительная часть нейтронов, замедлившихся в результате рассеяния на ядрах водорода, не доходит до детектора;медленных нейтронов, а поглощается ядрами1083765 поглотителями нейтронов (например, железо в алгомерацианной шихте, хлор в поваренной соли и т.д,).

Цель изобретения — повышение точ5 ности при определении массовой доли влаги, Цель достигается тем, что в известное радиоизотопное устройство для определения массовой доли влаги матери- 10 алов, содержащее источник нейтронного и гамма-излучения„детектср медленных нейтронов, детекторы гамма-излучения и блок отношения импульсных потоков, введены аплитудный дифференциальный дискриминатор, масштабный усилитель и блок сложения импульсных потоков, первый вход которого соединен с выходом детектора медленных нейтронов, . а выход — с первым входом блока отношения импульсных потоков, подключенного своим вторым входом к выходу детектора гамма-излучения и к входу амплитудногодифференциального дискриминатора, выход которого через мас- 25 штабный усилитель связан с вторым входом блока сложения импульсных потоков.

На фиг, I представлена блок-схема радиоиэотопного устройстна для апре — 30 деления массовой доли влаги материалов, а на фиг, 2 — зависимость показаний приборов, регистрирующих медленные нейтроны (кривая п, n) гаммаиэлучение радиационного захвата (кривая n, () сумму медленных нейтронов и гамма-излучения радиационного захва— та (кривая п, п + n, ) от массовой доли влаги агламерационной шихты при различной концентрации железа н ней.

Устройство содержит (фиг. I ) изотопный источник нейтронов и гаммаизлучения 1 (например, на осноне калифорния 252), детектор медленных нейтронов 2 (например, н виде газораз45 рядного счетчика СНМ-16), детектор гамма-излучения 3 (например сцинтилляционный детектор с кристаллом NaJ (Tl) ), амплитудный дифференциальный дискриминатор 4, масштабный усилитель

5 (например, уп ранляемый, делитель частоты), блок сложения импульсных потоков б (например, н виде логической схемы ИЛИ) и блок отношения импульсных потоков 7, прошедших через контролируемый материал 8, 55

Устройство работает следующим образ ом.

Быстрые нейтроны источника 1 замедляются преимущественно на ядрах водорода контролируемого материала 8 и регистрируются детекторам медленных нейтронов 2. Часть замедлившихся нейтронов поглощается в контролируемом материале 8 с испусканием гаммаизлучения радиационного захвата, которое вместе с прошедшим через контролируемый материал гамма-излучением источника 1 регистрируются детектором 3. Дифференциальный дискриминатор

4 выделяет из общего импульсного потока детектора 3 импульсы, обусловленные гамма-излучением радиационного захвата, Масштабный усилитель 5 приводит в соответствие (для данного материала и диапазона изменения концентрации ядер-поглотителей нейтронов) сигналы детектора 2 медленных нейтронов и сигналы на ныходе амплитудного дифференциального дискриминатора 4. Блок сложения импульсных потоков 6 осуществляет суммирование импульсных потоков, обусловленных регистрацией медленных нейтронов и гамма-излучения радиационного захвата, Блок отношения импульсных потоков 7 вырабатывает сигнал, пропорциональный отношению сигналов, поступающих с выходов блока сложения импульсных потоков 6 — детектора гаммаизлучения 3.Введение амплитудного дифференциального дискриминатора 4, масштабного усилителя 5 и блока сложения импульсных потоков 6 позволяет компенсировать убыль медленных нейтронов из сферы влияния детектора медленных нейтронов за счет регистрации при поглощении медленных нейтронов ядрами элементов-поглотителей нейтронов гаммаизлучения радиационного захвата ° Масштабный усилитель 5 при этом позволяет привести в соответствие счета детектора гамма-излучения 3 и детектора медленных нейтронов 2 для конткрет". ного материала и диапазона изменения концентрации ядер-поглатителей нейтронон, В результате этого повышается точность определения массовой доли влаги, так как изменение показаний канала, регистрирующего сумму медленных нейтронов и гамма-квантов, практически не занисит от изменения концентрации элементов, поглощающих медЛенные нейтроны, а погрешность измерения суммы импульсных потоков двух

5 1 0837 детекторов (при постоянной инструментальной погрешности) определяется статистической погрешностью. Эта погрешность значительно меньше погрешности, возникающей при измерении только пото- 5 ка медленных нейтронов и обусловлен-ной изменением измеряемого потока медленных нейтронов при изменении концентрации элементов, поглощающих мед1О ленные нейтроны, Так, для такого материала, как агломерационная шихта, погрешность в

65 6 определении массовой доли влаги, равной 1 2, 5%, известными устройствами составляет «+2,5% при изменении концентрации железа в шихте «+5% (фиг.2), Погрешность, обеспечиваемая предложенным устройством, при определении этого же значения массовой доли влаги составляет +0,7%. Таким образом, для данного материала-агломерационной шихты предложенное устройство обеспечивает повышение точности по крайней мере в 3 раза, )083765 й3e

68 /о Е

79 О/, ГЕ

7ф©/ pg

И Fe

Я% Fe

Г fg / fS

И2ссобай дОЯЯ 6лаы, %

Ре/Г Я

Редактор М.Ленина

Техред М,Ходанич

Корректор M,11îæî

Заказ 8262 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государстненного комитета по изобретениям и открытиям при ГКПТ СССР

113035, Москва, Ж-35, .Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101