Способ настройки двухлучевого гамма-гамма зонда

Способ настройки двухлучевого гамма-гамма зонда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сою» Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()890174 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 23.04.80 (21) 2916276/18-25 (51)М. К.я.

3 с присоединением заявки ¹â€”

G 01 М 23/02

G 01 V 5/00

1Ъоударственный комитет

СССР (23) Приоритет (53 ) УД й(539. 1 . 06 (088. 8) ло делам нзооретеннй н открытий

Опубликовано 1 5. 1 2. 81. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 15 . 12 . 81 »

10 ° Í.Пак, С.Н.Пашов, В.М.Терехов и П.Р.Грузин.. с, l ф:;;., .," .- . „ ь

Карагандинский ордена Трудового Кс1всного ЗнамеФ4Л политехнический инстит,ут . ЙТ„"-„. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ДВУХЛУ4ЕВОГО

ГАММА-ГАММА ЗОНДА

Изобретение относится к исследованию состава материалов радиационными методами, например с помощью гамма-излучения, и может быть использовано для настройки двухлучевых зондов, применяемых при контро5 ле вещественного состава в горнодобывающей, металлургической и других отраслях промышленности.

Известен двухлучевой гамма-гамма то зонд, в котором облучение среды осуществляется двумя коллимированными пучками гамма-излучения от одного источника, причем один пучок падает на исследуемую среду перпендикуляр15 но, а второй — наклонно; регистрация рассеянного средой излучения производится одним детектором 11).

Такой зонд позволяет значительно снизить влияние колебаний расстояния от зонда до поверхности исследуемой среды (Н) в определенном диапазоне его колебаний. Дело в ТОМ> что хотя зависимости скорости счета рассеян4oro излучения от расстояния Н для обоих пучков первичного излучения имеют инверсионный характер, в определенном диапазоне изменения Н ско" рость счета для пучка квантов, падающих перпендикулярно поверхности сре" ды, возрастает с ростом Н, а для пучка квантов, падающих на среду наклонно - снижается.

Способ настройки двухлучевого зонда заключается в определении оптимальных геометрических параметров зонда (длины зонда, т.е. расстояния источник-детектор, угла наклона наклонного коллиматора, обращенного в сторону детектора, диаметров коллиматоров), обеспечивающих независимость результата измерения от расстояния от зонда до поверхности среды (Н) в заданном интервале его колебаний, например от Н до Н .

Наиболее близким к предлагаемому является способ настройки двухлучевого гамма-гамма зонда с одним детектором, одним источником излучения и двумя коллиматорами - прямым, ось которого перпендикулярна поверхности исследуемой среды, и наклонным, ось которого наклонена к поверхности среды, заключающийся в выборе геометрических параметров зонда, обеспечивающих независимость результатов измерения от расстояния между зондом и поверхностью среды (Н) в интервале от Н до Н в котором диаметры коллиматоров выбирают, исходя из пропор" циональности площадей выходных отвер" стий коллиматоров расстоянием от них до детектора (2), Однако этот способ настройки обладает невысокой точностью определения оптимальных геометрических парамет-, ров, что приводит к неполной инвариантности результатов измерения при колебании расстояния Н в заданных . пределах. Невысокая точность оптимальных геометрических размеров зонда обусловлена некоторой неопределеннос" тью в их выборе. В конечном итоге, точность изделия определяемой величины. таким зондом невысока.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу настройки двухлучевого гамма-гамма зонда с одним детектором, од ум источником излучения и двумя коллиматорами " прямым,: ось которого перпендикулярна поверхности исследуемой среды., и наклонным, ось которого наклонена к поверхности среды, заключающемуся в выборе гео" метрических параметров зонда, обеспе". чивающих независимость результатов измерения от расстояния между зондом и поверхностью среды (Н) в интервале от Н до Н2, измеряют зависимость сМорости счета рассеянного излучения от расстояния Н с фиксацией точки инверсии НП для прямого коллимаИ тора при различных длинах зонда и выбирают такую длину зонда, при которой Нп -Hg измеряют ту же зависиИ мость для наклонного коллиматора при различных углах его наклона и выбирают такой угол наклона, при котором

ННс =Н измеряют ту же зависимость и для наклонного коллиматора при выбран ном угле наклона и различных диаметрах коллиматора и выбирают такой диаметр коллиматора, при котором приращения скорости счета рассеянного излучения для наклонного колли4, матора с изменением расстояния Н в интервале от Н, до Н равны по абсолютной величине приращениям скорости счета рассеянного излучения для прямого коллиматора при выбранной длине зонда.

Необходимость выполнения таких операций диктуется следующим.

Зависимость скорости счета рассе о янного излучения от расстояния Н в целом носит инверсионный характер.

Для различных значений длины зонда ,() и угла наклона коллиматора (9) максимум скорости счета наблюдается при разных расстояниях Н. При увеличении длины зонда максимум скорости счета смещается в сторону больших значения Н, а при уменьшении угла наклона 8 (9<90 ) максимум сдвигается в сторону мейьших значений Н.

Поэтому при увеличении значения Н в пределах от НА до Н скорость счета ,рассеянного излучения, обусловленная пучком квантов, проходящих через наклонный коллиматор снижается, а прямой - возрастает, Суммарная скорость счета слабее зависит от колебаний расстояния Н в указанных пределах.

Получить независимость скорости счета рассеянного излучения от расстояния Н в двухлучевым зонде можно в диапазоне,. расстояний И, лежащем между положениями точек инверсии

Н и для прямого и наклонного коллиматоров. Поэтому оптимальную длину зонда выбирают по результатам измерений зависимости скорости счета от

Н для прямого коллиматора, найдя такую зависимость, для которой Н "Р=

4О

=Н,где Н - требуемое верхнее знаь

2. ченйе расстояния Н. Добиться начала плато на зависимости суммарной скорости счета от Н в точке Н можно лишь при условии, если точка инвер45 сии для наклонного коллиматора наблюдается для значения Н расстояния

Н (или для Н Н ) Это условие выполняется подбором определенного угла наклона коллиматора (8<90 ) . .Окон® чательный этап настройки, проводимый с целью получения полной независимости результатов измерения двухлучевым зондом изменений расстояния Н в интервала от Н4 до Н, заключается в подборе определенного соотношения диаметров прямого и наклонного коллиматоров Можно ограничиться лишь подбором диаметра наклонного колли-.

890174

Формула изобретения

40 матора при постоянном диаметре пря-мого коллиматора. Уменьшая последовательно диаметр наклонного коллиматора, измеряют зависимости скорос" ти счета рассеянного излучения от расстояния Н и путем сопоставления полученных зависимостей с подобной зависимостью для прямого коллиматора при выбранной длине зонда выбирают диаметр наклонного коллиматора таким, при котором с изменением расстояния Н в пределах от Н1 до Н приращения скоростей счета рассеянного излучения для наклонного и прямого коллиматоров равны по абсолютной величине.

Предлагаемый способ настройки реализуют на примере гамма-зонда с источником Кобальт-67 (120 кэВ) и сцинтилляционного детектора на основе сцентиллятора Nal(Т1) размером

30х40 мм фотоумножителя ФЭУ-35.

Объектом исследования служит желез" ндя руда.

На чертеже изображены экспериментальные зависимости скоростей счета рассеянных гамма-квантов от величины воздушного зазора Н, полученные при различных геометрических параметрах: 1-2=14 см,g— --- 90 О, d--t см;

2- -11 см, 9=90, d=l см; 3-1=14 см, 8 =60О, d=l см; 4-1 14 см, 0=45, d= см; 5-1=1 4 см, &=30, d=l см; 6-1=14 см, & =30, d=0,35 см; 7-1=

=1 4 см, &=30, d=0,2 см; 8 " суперпозиции зависимостей 1+6, При настройке длину зонда 1 изменяют через 1 см, высоту воздушного зазора Н - через 1 см, угол наклона коллиматора 6 - через 15, диаметр коллиматора - через 0,5 мм.

Пусть требуется настроить двухлучевой зонд так, чтобы получить неэави" симость результатов от колебаний воз" 1 душного зазора от Н1=1 см до H =ll см.

Длину зонда находят по результатам измерений скорости счета рассеянного излучения при изменении расстояния о

Н для прямого коллиматора (О =90 ) и за оптимальную длину 1 выбирают такую, при которой Нир=Н2=11 см. (см,чертеж, кривая 1). Выбрав оптимум длины зонда, последовательно при различных углах наклона коллиматора снимают зависимость скорости счета рассеянного излучения от Н. За оптимальный угол наклона принимают такой, при котором точка инверсии Ни "

1%

2$

30 наклонного коллиматора получается при Н =1 см (см.чертеж, кривая 5).

Далее, для различных значений диаметра наклонного коллиматора снимают те же зависимости скорости счета рассеянного излучения от Н и оп: тимальный диаметр находят путем сопоставления полученных зависимостей с аналогичной зависимостью для пря" мого коллиматора, исходя из равенства абсолютных приращений скоростей счета для наклонного и прямого кол- . лиматора при изменении расстоянии Н в интервале от Н,! до Н (см.чертеж, кривая 6).

Следовательно, двухлучевой зонд, состоящий одновременно из прямого коллиматора и наклонного с оптимальным диаметром при оптимальной длине зонда, практически нечувствителен к колебаниям Н в интервале от Н (1см) до Н 2 (11 см) (см.чертеж, прямая 8) .

Таким образом, предлагаемый способ настройки однозначно определяет оптимальные геометрические параметры двухлучевого зонда, обеспечивающие независимость результатов от вариаций воздушного зазора в строго определенных интервалах, что и обуславливает повышенную точность изме.рения таким зондом.

Способ настройки двухлучевого гамма-гамма зонда с одним детектором, одним источником излучения и двумя коллиматорами, одним прямым, ось ко» торого перпендикулярна поверхности исследуемой среды, а другим - наклонным, ось которого наклонена к поверхности среды, заключающийся в выборе геометрических параметров зонда, обеспечивающих независимость результатов измерения от расстояния между зондом и поверхностью среды (Н) в интервале от Н до Н>, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, измеряют зависимость скорости счета рассеянного излучения от расстояния Н с фиксацией точки инверсии H „"I для прямого коллиматора при различных длинах зонда и выбирают такую длину зонда, при котором НП =Н, измеряют ту же зависимость для наклонного коллиматора при различных углах его наклоf

8901 74

Pl, C8

Составитель И.Викторов

Редактор С.Тимохина Техред А. Ач Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 10956/67 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 на и выбирают такой угол наклона, при котором H =Н, измеряют ту же

/Gled зависимость для наклонного коллиматора при выбранном угле наклона и разных диаметрах коллиматора и выбирают такой диаметр коллиматора,при котором приращения скорости счета рассеянного излучения для наклонного коллиматора с изменением расстояния

Н в интервале от Н до Н равны по абсолютной величине приращениям скорости счета рассеянного излучения

8 для прямого коллиматора при выбоан ной длине зонда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пшеничный Г.A., Оч кур A П. и др. Гамма-гамма метод в рудничной геологии. Под ред, Ю.Д,Евдокимова.

М., Атомиздат. 1971, с.52.

10 2. Гамма-методы в рудной геологии.

Под ред. А.П.Очкура. Л., "Недра", 1976, с.85 (прототип),