Способ градуировки радиометрических золомеров для вагонов

Способ градуировки радиометрических золомеров для вагонов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в радиометрическом контроле. Сущность изобретения: изготавливают стандартные образцы зольности угля , измеряют интенсивности излучения этих образцов и определяют коэффициенты градуировочного уравнения, размеры рабочей поверхности стандартных образцов равные или большие размеров рабочей поверхности детектора излучения, коэффициенты градуировочного уравнения корректируют, проводя измерение скорости счета детектора при его экранировании в геометрии 4 ли 2 я, приведены корректировочные соотношения . 1 пр.

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 N 23/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

И (21) 4863153/25 (22) 31,08,90 (46) 23.06.93. Бюл. М 23 (71) Донецкий научно-исследовательский угольный институт (72) К.С. Клемпнер и В.Н. Шамшин (73) Малое предприятие "ЦНИБО" (56) ГОСТ 8315-78. Стандартные образцы (основные положения).

ГОСТ 11055-78. Рентгенометрический метод определения содержания золы, (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ РАДИОМЕТРИЧЕСКИХ ЗОЛОМЕРОВ ДЛЯ ВАГОНОВ

Изобретение относится к области радиометрического контроля зольности по естественной радиоактивности угля.

Целью изобретения является повышение точности градуировки.

Сущность изобретения заключается в следующем, Детектор излучения выполнен на основе кристалла Nal (T!) с двумя фотоумножителями ФЭУ-85 и экранирован свинцовым экраном по образующей поверхности кристалла в геометрии 2т При отсутствии в зоне измерения детектора материала, детектор регистрирует некоторый фоновый сигнал пф. При наличии в зоне измерения вагона с углем, сигнал детектора может быть как ниже фонового сигнала так и превышать его, Происходит это по следующей причине. Уголь состоит из органических и минеральных компонентов, причем минеральная часть угля содержит микропримеси радиоактивных элементов — урана, радия, тория, калия. Следовательно, чем больше зольность угля (процентное содержание м1неральных примесей) тем выше его удельная радиоактивность, Если в зоне, . Ы „„1823925 АЗ (57) Использование: в радиометрическом контроле, Сущность изобретения: изготавливают стандартные образцы зольности угля, измеряют интенсивности излучения этих образцов и определяют коэффициенты градуировочного уравнения, размеры рабочей поверхности стандартных образцов равные или большие размеров рабочей поверхности детектора излучения. коэффициенты градуировочного уравнения корректируют, проводя измерение скорости счета детектора при его экранировании в геометрии 4тги

2 л, приведены корректировочные соотношения, 1 пр, измерения детектора будет низкозольный уголь с малой удельной радиоактивностью, то он будет в основном экранировать фоновое излучение, а добавка сигнала от угля будет незначительной и суммарный сигнал будет ниже фонового. Для высокозольного угля вклад собственно излучения может превышать ослабление фонового излучения и суммарный регистрируемый сигнал будет выше фонового. Таким образом в первом приближении между сигналом (скоростью счета) детектора и зольностью существует линейная связь вида: и =пО+ SA о где n — сигнал детектора ри наличии в зоне измерения "чистого" угля с зольностью

А = 0 (нулевой член уравнения прибора);

S — чувствительность прибора, зависит от удельной радиоактивности пород. определяющих зольность.

Значения пО и S при прочих равных условиях зависят QT размеров зоны измерения т,е. обьема и формы контролируемого угля. i ак для вагонов лиНейные размеры котор .х много больше толщины слоя насыщения ма1823925

02 01 01 А2 А1 02

d d

А2 — A1 Аг — A1

Соответствующее значение Аф для даного типа углей будет

4 П пос

Аф

Параметры уравнения прибора для вагонов

0 00cT + SA могут быть определены по

4 значению измеренной остаточной скорости 55 счета детектора пост (А - О) и точке (Аф и, 4 d пф) через которые проходит эта линия.

Оф Пост ll noñò

А 4 пф пос

Ф тЕРИаЛа ВЕЛИЧИНа по — МИНИМаЛЬНа И ПРЕДставляет остаточную скорость счета пост.

Физически ее можно получить измерив сиг- нал детектора, эаэкранировав его рабочую поверхность достаточно толстым слоем свинца. Величина пост определяется собственным свечением кристалла детектора. темновыми шумами ФЭУ и т.п. В этом случае чувствительность S — максимальна. Для стандартных образцов зольности угля конечных размеров, например сравнимых с размером детектора и толщиной слоя насыщения величина no > nock, т.к. часть фонового излучения не поглощается в пробе и попадает на детектор. Зависимости n(A ) для вагонов и для стандартных образцов зольности угля конечных размеров пересекаются в некоторой точке (Аф, пф), которой

d соответствует уровень сигнала равный фо,новому и некоторое значение зольности

Аф . Действительно. если на чистом угле

d сигнал ниже фонового, а на чистой породе— выше, то всегда существует некоторая зольность угля — Аф, при которой сигнал детекd тора равен фоновому сигналу. Это означает, что уголь.с заданной эольностью в равной степени поглощает фоновое излучение и сам излучает, т.е. он как бы "прозрачен" для фона. Следовательно не зависимо or размеров пробы она не влияет на уровень сигнала 30 и линии зависимости п(А ) для вагонов и стандартных образцов угля (наклон которых определяется размерами проб) должны пересечься в т. (Аф, пф).

Если даны два стандартных образца не- 35 больших размеров с эольностями A1 < A2, то коэффициенты уравнения прибора для стандартных образцов

0 пос+ ScA

d получим по значениям п.1 и 02 измеренных 40 сигналов пос . а1с - аос = -, дЛя ВаГОНОВ с с пос а1ь = —— пф пост аост а1с пф Пост

-а1 пост аов

= а1Ь 0«т, При проведении градуировки радиометрического золомера в соответствии с изобретением точность градуировки повышается так как стандартные образцы аттестуются, а

ИЗМЕРЕНИЕ ВЕЛИЧИН пф И Пост МОжЕт битЬ проведено с любой заданной точностью.

Проверка способа градуировки приборов для контроля зольности угля в вагонах, Радиометрический прибор для контроля зольности угля в вагонах конструктивно состоит иэ двух блоков: блок детектора излучения и электронно-вычислительных блоков.

Блок детектора излучения выполнен на основе сцинтилляционного кристалла Nal (TI) размерами 160 х 100 на который установлены фотоумножители типа ФЭУ-8. Все поверхности кристалла эа исключений мест сочленения с фотоумножителями и рабочей поверхностью кристалла экранированы листовым свинцом толщиной 10 мм.

Электронно-вычислительный блок на основе однокристальной микроЭВМ

КМ1816-PВЕ-035 снабжен программными переключателями ПП-10 для набора градуировочных коэффициентов и 3-х разрядным индикаторным устройством на светодиодных знаковых индикаторах типа АЛС. Электронно-вычислительный блок обеспечивает два режима работы: режим работы для контроля зольности угля в вагонах и сервисный режим работы для измерения скорости счета детектора излучения. Проверка способа градуировки зольности угля в вагонах и производилась следующим образом. Были изготовлены стандартные образцы зольности угля(А -5ф,) и породы(А -86.5 ). Образцы аттестованы и утверждены в качестве стандартных образцов предприятия (СОП).

Образцы представляют цилиндрические кюветы диаметром 200 мм и высотой

Для градуировочных коэффициентов прибоРа а1 И ао ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ЗОЛЬНОСТЬ ПО ЭНачению сигнала

А = а1п-ао

4 получим для стандартных образцов

1823925

180 мм. В кюветы засыпаны аттестованный по зольности материал. Материал герметизирован в кюветах с помощью алюминиевых крышек с резиновыми прокладками.

Масса образцов составляет соответст- 5 векно 6174 г и 9750 г.

Измерена остаточная фоновая скорость счета детектора излучения путем наложения на его рабочую поверхность слоя свинца толщиной 40 мм, т.е. при экранировании 10 детектора в геометрии 4 л; пост = 241 8 с

-1

Детектор излучения установлен над пустым вагоном и произведено измерение фоновой скорости счета детектора излучения 15 при экранировании детектора в геометрии

2 7г пф = 704,7 с

На детектор излучения установлен стандартный образец угля и произведено 20 измерение его скорости счета, п1= 552,5 с

На детектор излучения установлен стандартный образец породы и произведено измерение скорости счета детектора иэ- 25 лучения.

nz = 779,9 с

Определена чувствительность метода измерения зольности на стандартных образцах. 30

- 0,120 аоо = 0.128.241,0 = 31,0.

Яс

Аг — A>

- 2,79 с / 4

86.5 — 5.0

Способ градуировки радиометрических золомеров для вагонов, включающий изго45 товление стандартных образцов зольности угля, из.лерение интенсивностей излучения этих образцов и определение по полученным да ным коэффициентов Qoc и а с градуировочного уравнения, о т л и ч а ю щ и й50 с я тем, что, с целью повышения точности градуировки, стандартные образцы изготавливают с размерами рабочей поверхности, равными или большими размеров рабочей поверхности детектора излучения, 55 дополните ьно измеряют скорости счета детектора при его экранировании в геометрии 4 xl1 2 7и корректируют коэффициенты а1 . à о градуиро очного уравнения в соответствии с соотношениял1и

2,79

n2 — п1 779,9 — 552,5

Определен нулевой член уравнения прибора.

552,5 + 779.9 2 79 5 + 06,5

no"ñ

= 538,6.

Таким образом уравнение прибора на стандартных образцах следующее и = 538,6+ 2,79 А

Определены градуировочные коэффициенты на стандартных образцах, aoc - 0,350 538,6 - 193,0 уравнение для определения зольности угля в стандартных образцах следующее:

А - 0,350 и - 193,0

Определены градуировочные коэффи. циенты для контроля зольности угля в вагонах

04 7 193,0

= 0 358 0,350 165,6

704,7 — 241,0 462,9

Проверка пpBâèëüíoñòè полученных градуировочных коэффициентов осуществлялась следующим образом.

Ка программных переключателях электронно-вычислительного блока установлены полученные градуировочные коэффициенты. Поставлен вагон с низкоэольным углем, Детектор излучения прибора установлен на поверхность угля. Проведено измерение зольности угля Л = 13,0. Поставлен

d вагон с высокозольныл1 углем и проведено измерение его зольности Л = 52,7. От кажг дого вагона отобраны пробы в соответствии с ГОСТ 10742-71 и выполнен анализ их зольности в соответствии с ГОСТ 11022-78. Получены следующие значения для низкозольной пробы А = 13,3, для высоd козольной пробы Л = 53,1о (. Расхождения между пробами соответствуют ГОСТ 110578, Способ по сравнению со способол градуировки, выбранным в качестве прототипа наряду с повышением точности позволяет существенно упростить технологии градуировки прибора для измерения зольности угля в вагонах, снизив массу стандартного образца на 3-4 порядка, упростить аттестацию образца.

Формула изобретения

1823925

Составитель К. Клемпнер

Редактор О, Стенина Техред М. Моргентал Корректор Н. Милюкова

Заказ 2195 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аост пф —— а1с аь - асс пф пост аое а1в Пост, где пф — скорости счета детектора при его экранировании в геометрии 2 л; пост — скорость счета детектора при его зкранировании в геометрии 4 л.