УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА Российский патент 1997 года по МПК G01N23/221 

Изобретение относится к ядерно-физической аналитической технике и может быть использовано для оснащения аналитических служб крупных горно-добывающих и перерабатывающих руду предприятий.

Известна установка для активационного анализа проб, в которой в качестве источника излучения применяют генератор нейронов [1] Известна установка имеет ограниченную область применения и используется в основном для анализа легких элементов.

Известна установка для активационного анализа с использованием для облучения проб излучения, генерируемого ускорителя электронов [2] обладает недостаточной производительностью и не может обеспечить потребность в требуемом анализе для крупных горно-добывающих и перерабатывающих предприятий.

Известна также установка для активационного анализа, содержащая источник активации, например сильноточный линейный ускоритель электронов, кассетное устройство для контейнеров с анализируемыми образцами, блок облучения, весовое устройство, систему транспортировки образцов, регистрирующее устройство, устройство обработки информации и блок управления [3]
Однако известная установка имеет следующие недостатки.

В ряде задач по активационному анализу с использованием линейного ускорителя электронов время облучения образца может быть выбрано меньшим, чем время измерения. В частности, при анализе геологических проб на содержание облучения 5 с, временем выдержки 2 с и временем измерения 15 с. При таком временном режиме анализа существует возможность повышения производительности за счет более полного использования времени работы ускорителя, однако в известной установке эта возможность реализована быть не может. Кроме того, используемый в установке порядок кодирования проб методом укладки контейнеров в выдающую кассету в определенной последовательности с последующей фиксацией ее на перфоленте приводит к тому, что в случае сбоев в работе установки все контейнеры из выдающей кассеты необходимо переместить в приемную кассету по транспортной системе, а затем, поменяв кассеты местами, произвести повторный анализ. При этом же проанализированные пробы приходится анализировать повторно, затрачивая на это дополнительное время и снижая тем самым общую производительность установки. Установка для активационного анализа, содержит сильноточный линейный ускоритель электронов, приемную и выдающую кассеты для контейнеров с анализируемыми образцами, блок облучения, транспортную систему, блок измерения, устройство обработки информации и блок управления, дополнительно введены блок задержки, блок выдержки, первый и второй блоки распределения, второй блок измерения, блок считывания кода, причем блок задержки размещен в транспортном канале между весовым устройством и блоком облучения, вход блока выдержки соединен транспортным каналом с блоком облучения, а его выход через первый блок распределения соединен транспортными каналами с входами первого и второго блоков измерения, выходы которых с блоком распределения транспортными каналами соединены с блоком считывания кода. Кроме того, контейнеры для анализируемых проб снабжен кодом, который считывается в блоке считывания кода.

Введение, в отличие от прототипа, блока задержки перед блоком облучения позволяет совместить во времени облучение пробы с взвешиванием и доставкой до блока задержки следующей пробы, сокращая тем самым время цикла анализа, причем независимо от соотношения времени облучения, выдержки и измерения, а второй блок измерения совместно с блоком выдержки и первым и вторым распределителями позволяет увеличить производительность установки за счет совмещения операции облучения с измерением наведенной активности пробы в случае, когда время облучения меньше, чем время измерения. Наличие же кодов на контейнерах с их последующим считыванием после измерения позволяет после любого сбоя в работе установки продолжить анализ, т.к. возможна идентификация пробы по коду контейнера, в который она упакована, т.е. всегда известно, какая проба прошла позицию измерения.

Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит выдающую кассету 1, взвешивающее устройство 2, блок задержки 3, блок облучения 4, линейный ускоритель электронов 5, блок выдержки 6, первый блок распределения 7, первый блок измерения 8, второй блок измерения 9, второй блок распределения 10, блок считывания кода 11, приемную кассету 12, соединенные транспортными каналами, а также блок управления 13 и блок обработки информации 14.

В процессе загрузки проб в контейнере на каждый контейнер наносится код, значение которого и данные о пробе, помещенной в этот контейнер, вводятся в память устройства обработки информации. После того как сформирован массив проб контейнеры с пробами загружаются в произвольном порядке в выдающую кассету 1. Эталоны, размещенные тоже в контейнерах с кодами, загружаются в специальную ячейку эталонов в выдающей кассете.

Установка работает следующим образом.

Все операции производятся в автоматическом режиме. Рассматривается режим с временем облучения 5 с, временем выдержки 2 с, временем измерения 15 с. Первым из выдающей кассеты 1 извлекается контейнер с эталоном, который по наклонному транспортному каналу поступает на взвешивающее устройство 2, где он автоматически взвешивается и информация о весе поступает в блок обработки информации 14. Далее первый контейнер по транспортному каналу поступает через открытый блок задержки 3 в блок облучения 4. Блок управления 13 включает линейный ускоритель 5 и начинает отсчет времени облучения. Одновременно с началом отсчета времени облучения из выдающей кассеты 1 извлекается контейнер с пробой, которой взвешивается и поступает в блок задержки 3. По окончании времени облучения контейнера с эталоном перемещается в блок выдержки 6, а затем, по окончании времени выдержки, в первый блок измерения 8. Одновременно с началом отсчета времени измерения эталонного образца первый контейнер с пробой перемещается в блок облучения 4, включается линейный ускоритель и начинает отсчет времени облучения первой пробы. Одновременно с включением ускорителя 5 из выдающей кассеты 1 извлекается следующий контейнер с пробой, взвешивается и транспортируется в блок задержки 3. Облученная первая проба поступает в блок выдержки 6, а затем в во второй блок измерения 9. Контейнер с пробой, находящийся в блоке задержки 3, перемещается в блок облучения 4, а из выдающей кассеты извлекают следующий контейнер, взвешивается и транспортируется в блок задержки 3, где и ожидает окончания облучения предыдущего контейнера. Включение ускорителя 5 и отсчета времени облучения производится за 5 с до окончания времени измерения. По окончании времени измерения контейнера с эталоном он перемещается из первого блока измерения 8 по транспортному каналу через второй блок распределения 10 в блок считывания кода 11, а в первый блок измерения 8 поступает с облучения через блок выдержки 6 следующий контейнер. В блоке считывания кода 11 считывается код, нанесенный на контейнер. Значение кода передается в блок обработки информации 14, где и запоминается вместе с результатом измерения. После считывания кода контейнера перемещается в приемную кассету 12, а в блок считывания кода 11 поступает контейнер, завершивший измерение во втором блоке измерения 9. Вновь считывается код и передается в блоке обработки информации 14, где запоминается с результатом измерения этой пробы. Контейнер перемещается в приемную кассету 12. Таким образом, контейнер поочередно следуют через первый 8 и второй 9 блоки измерения в блок считывания кода 11,а затем в приемную кассету 12.

Временной цикл анализа каждого из контейнеров составляет 22 с (5-2-15). В прототипе к этому времени добавляют время взвешивания контейнера (около 3 с) и время перемещения по транспортным каналам (около 3 с). Таким образом, в прототипе при рассматриваемом режиме (5-2-15) каждый контейнер анализируется с периодичностью не менее 28 с. В предлагаемом устройстве при том же временном режиме анализа (5-2-15) за счет введения новых блоков и совмещения во времени операций периодичность поступления контейнеров в устройство на анализ составляет 8,5 с (половина суммарного времени выдержки и измерения). Тем самым обеспечивается существенное повышение производительности по сравнению с прототипом. Кроме того, сбой в работе прототипа приводит к тому, что все контейнеры, оставшиеся к моменту сбоя в выдающей кассете, перемещаются в приемную кассету по транспортной системе устройства, а затем производится повторный анализ всех контейнеров. Это приводит к большим непроизводительным затратам времени и сил, снижает общую производительность устройства. В предлагаемом устройстве после сбоя и устранения неисправности работы продолжается, так как каждый контейнер снабжен кодом, после чтения которого производится идентификация пробы по коду контейнера. Общая производительность при этом также существенно повышается по сравнению с прототипом.

Литература
1. Установка К 1, Проспект В/О Изотоп. 1970.

2. Комплекс аппаратуры " Луч " для лабораторий многокомпонентного анализа образцов горных пород, руд и других веществ фотоядерными методами, Проспект В/О Изотоп. 1972.

3. Установка для активационного анализа, авт. св. N 533260 от 29.06.76.

Использование: для оснащения аналитических служб крупных горно-добывающих и перерабатывающих руду предприятий. Сущность изобретения: устройство содержит линейный ускоритель электронов, приемную и выдающую кассеты с контейнерами для анализирующих проб, снабженными кодами. Устройство дополнительно содержит ряд новых блоков, в том числе блок задержки, второй блок измерения, два распределителя и блок считывания кода контейнера. Взаимодействие известных и вновь введенных блоков, а также кодирование контейнеров обеспечивает повышение производительности работы устройства. 1 ил.

Устройство для активационного анализа, содержащее сильноточный линейный ускоритель электронов, приемную и выдающую кассеты для контейнеров с анализируемыми пробами, блок облучения, весовое устройство, транспортные каналы, блок измерения, устройство обработки информации и блок управления, отличающееся тем, что контейнеры снабжены кодом, а устройство дополнительно содержит блок задержки, блок выдержки, первый и второй блоки распределения, второй блок измерения и блок считывания кода, причем блок задержки размещен в транспортном канале между весовым устройством и блоком облучения, вход блока выдержки соединен транспортным каналом с блоком облучения, а его вход через первый блок распределения соединен транспортными каналами с входами первого и второго блоков измерения, выходы которых через второй блок распределения транспортными каналами соединены с блоком считывания кода.