Радиационный способ измерения влагосодержания сыпучих материалов

Радиационный способ измерения влагосодержания сыпучих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РАДИАЦИОННЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАГОСОДЕ РЖАНИЯ СЬШУЧИХ МАТЕРИАЛОВ , заключающийся в облучении исследуемого материала нейтронами, регистрации возникающего гамма-излучения и .сравнении его интенсивности с излучением от , 6 TV ч а ю щ и А с я тем, что с целью однозначного определения влагосодержания сыпучих м.атериапов в состоянии пленочной влажности, регистрируют гаммакванты pa иaциoннoгo захвата и неупругого рассеяния нейтронов ядрами скелета материала. (Л С 1

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Л0 74920 (51)4 G 01 М 23/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ф °

Яивл

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2717926/18-25 (22) 26.01.79 (46) 07.12.88. Бюл. Р 45 (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при

Томском политехническом институте нм. С.М. Кирова (72) Ю.А.Волченко и Г.Ш.Пекарский (53) 621.039.84(088.8) (56) Осипов В И. Определение плотности и влажности грунтов по рассеянию гамма-лучей и нейтронов. МГУ, 1968.

Пугачев А,В. Контроль и автоматизация процессов переработки сыпучих материалов. М., Атомиздат, 1977, с. 31-34.

Емельянов В.А. Полевая радиометрия влажности и плотности почвогрунтов . М., Атомиздат, 1970, с. 20-21. ($4) (5 7) РАДИАЦИОННЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАГОСОДЕ РЖАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в облучении ис- следуемого материала нейтронами, регистрации возникающе ro га«миа-излучения и .сравнении его интенсивности с излучением от эталона, о т л и ч а --" ю шийся тем, что, с целью однозначного определения влагосодержания сыпучих материалов в состоянии пленочной влажности, регистрируют гаммакванты радиационного захвата и неупругого рассеяния нейтронов ядрами скелета материала.

749203

Изобретение относится к области радиационного контроля физических свойств вещества, преимущественно к определению влагосодержания веществ и материалов путем облучения их. нейт" ронами.

Известны способы определения влагосодержания материалов и изделий, . основанные на регистрации медленных нейтронов. Сущность известных способов заключается в нахождении корреляционной зависимос ги между потоком медленных нейтронов, образующих при замедлении быстрых нейтронов на ядрах водорода и влагосодержанием ма" * териала.

Извеатно также, что существуют сыпучие материалы, исйытйвающие состояние пленочной влажности, для которых 20 характерна неоднозначная завйсймость между насыпйой объемной массой мате риала "й его влагосодержаййем, также, как," например, алгомерационная шихта, эернопродукты и "т". д. Прй определении 25 . влагосодержания таких материалов из- вестнйми способами число медленных нейтронов вначале уменьшаеТся, с ростом влагосодержания (рост влагосо.. держания обесйечйвается эа счет увеличения пленочной влаги), достигае" г"м йийуйа" Прй верхйем 6 Ге (еле пленочной влаги„ а затем растет с ростом влагосодержання (причем рост . последнего теперь обеспечивается уже за счет увеличения свободнои влаги

35 йри постоянном значении пленочнои влаги) . Такал корреляцйонйая зависи" мость межпу потоком медленных нейт ронов и влагосодержанием обуславливается тем, что насыпная объемная масса у этих материалов вначале . уменьшается с ростом влагосодержа

"йище,--достйгает минймума при верхнем пределе пленочной" Влаги, а затем начинает расти с ростом влагосодержа".

45 ния. Из-за экстремального характера

1 корреляционной зависймости "число медленных нейтронов - влагосодержание" фея " сййу4ЙК йатериалов Ф состоянии пленочной влажности однозначно определйть их "влагосодержание извест-ными способами невозможно.

Йаиболее близким техническим решением является способ измерения влажностй материалов, заключающийся в облуч.:.нии исследуемого материала нейтронами, регистрации воэникающего гамма-излучения ядер водорода и сравнении его интенсивности с излучением от эталона.

Недостатком такого способа является невозможность однозначного определения влагосодержания сыпучих материалов в состоянии пленочной влажности, так как у последних одному и тому же значению объемной массы соответствуют два разли ных значения влагосодержания, вследствие чего одному и тому же значению интенсивности захватного гамма-излучения ядер водорода, (по которому судя+ о влагосодержании) также соответствуют два различных значения влагосодержания.

Целью настоящего изобретения является обеспечение однозначного определения влагосодержания сыпучих материалов в состоянии пленочной влажности.

Указанная цель достигается.тем, что в радиационном способе измерения влагосодержания сыпучих материа-. лов, заключающемся в облучении исследуемого материала нейтронами, регистраций зозникающеro гамма-из- лучения и сравнении его интенсивности с излучением от эталона, регистрируют гамма-кванты радиационного захвата и неупругого рассеяния нейтронов ядрами скелета материала..

На фиг. 1 — зависимость объемной массы влажного зерна пшеницы (кривая

"а") и скелета (количества сухого зерна в единице объема, соответствующеro данному зна енйю объемной массы, влажного зерна) от влагосодержания, кривая "б", на фиг. 2 - зависимость потока захватного т-излучения водорода (кривая "в") и суммы потоков гамма-квантов радиационного захвата и неупругого рассеяния нейтронов на ядрах скелета от влагосодержания зерна женицы (кривая

@ tt 11)

Зависимости, аналогичные кривым

"а" и "б (фиг. 1) могут быть получены и воспроизведены для любого сыпучего материала методом смещения либо методом сушки. При этом зависимости типа кривой "а" были установлены ранее при исследовании сыпучих материалов. Вид зависимости. объемной массы скелета сыпучего материала в состоянии пленочной влажности от его влагосодержания (под объемной массой скелета сыпучего материала авто1 I

749203 ры понимают величину, связанную влагосодержания по изменению суммы Ск с весом пробы сыпучего материала Р„, потоков гамма-квантов радиационного весом воды в -пробе сыпучего мате- захвата ядрами азота скелета и неуприала Р и объемом V, в котором ругого рассеяния нейтронов ядрами угразмещена проба сыпучего материала, - лерода скелета таких материалов как соотношением . зерно пшеницы; горох" и -т.й; ГрадуиРщ- Р8 ровочный график для зерна пшеницы х.„ устройства, реализующего предложея"причем проба насыпного материала на- 10 ный способ, представлен на фиг. 2, сымается в объем V без принудитель- кривая "r" . Способ включает следующие ного уплотнения) был установлен операции: пробу насыпного материала авторами экспериментально для ряда облучают быстрыми нейтронами источнисыпучих материалов. Поскольку иэвест- ка (калифорний 252) и медленными ная ранее зависимость насыпной нейтронами: образующимися в зймедобъемной массы сыпучего материала в лителе, с помощью спектрометрическосостоянии пленочной влажности от его ro детектора (БДЗГ2-23) регистрируют влагосодержания имеет общий вид для гамма-кванты радиационного захвата различных сыпучих материалов (прохо- и неупругого рассеяния на ядрах сы- дит через минимум при верхнем преде= 2р пучего материала, с помощью амплиле, пленочной влажности), то и зави- тудного анализатора иэ общего импульссимость объемной массы скелета сы- ного потока выделяют импульсы, обус« пучеro материала в состоянии пленоч- ловленные гамма-квантами радиацяойноной влажности от его влагосодержа- го захвата и неупругогр рассеяния ния имеет общий вид для различных 25 на ядрах скелета материала. При этом сыпучих материалов. обязатеньно устанавлива1от "такой реИз зависимостей (фиг. 2) видно, жим-работы амплитудного анализатора, что поток захватных гамма»квантов -. который обеспечивает исключение из ядер водорода вначале убывает с, рос- общего импульсного потока, импульсов, том влагосодержания до-минимальяого д0 обусловленных гамма-квантами радиазначения, соответс"вующего верхнему ционного"захвата"нейтронов на ядрах пределу пленочной влажности, а затем водорода (энергия гамма-квантов . растет. Такое изменение потока зах- 2,23 МэВ), Эта операция проводится по. ватного излучения объясняется тем, той причине, что зависимость потока что число актов взаимодействия нейт- . гайд-кваятбв радиационного захвата

35 ронов с ядрами, входящк и в Состав -- нейтронов на водороде (по той же присыпучего материала, пропорционально " чине, что и зависимость потока медего насыпной объемной массе. Харак- ленных нейтронов) от влагосодержания тер зависимости этой насыпной объем-., имеет неоднозначный характер. С поной массы (однозначный или неодно- 4p -мощью регистрирующего прибора изме1 значный) от влагосодеожания я пред- . ряют иятенсйвность потоков гамма1

; определяет характер зависимости пото- = " караитов. Так как число ядер скелета ка .у-квантов радиационного захвата - " насыпного материала в состоянии "пле-" " нейтронов на водороде от влагосо- ночной влажности, определяющее интен-

/ J держания в известных способах. В 4 живность йотоков гамма- квантов рапротивоположность этому завйсимость диационяого захвата и неупругого рас-! суммы потоков гамма-квантов радиа- . " сеяния нейтронов на этих ядрах, .одно- ционного захвата и неупругого рас- значно связано с влагосодержаяием и и сеяния нейтронов на ядрах скелета (фиг. 1,. кривая б ), то зависимость сыпучего материала B состоянии пле- суммы потоков гамма-квантов радиацй50 ночной влажности (как говорилось онного захвата и неупругого рассеяния вьппе зависимость объемной массы от влагосодержания позволяет ояредескелета от влагосо ержания однозяач-. лять это влагосодержание однозначно. на) зависит от вла осодержания мате-. Предложенный способ обеспечивает риала однозначно что и позволяет однозначное определение влагосодерЭ

: однозначно определять это влагосодер- жания сыпучих материалов в состоянии жанне. пленочной влажности и может быть исПримерами конкретного применения пользован в уСловяях автоматизирован способа могут служить определение. ного производства.

749203

О Й Ъ ь

Ъ

Ч ф ф . р!Х !

Э

Составитель В.Ромашко

Редактор А.Сильнягина Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Заказ 6486 Тираж 847 Подписное

ВИИИПИ Государственйого комитета сСЙР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .Нмньъ1йъй йй мам as фйъ «Ъв «юю

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аь-