Радиоизотопный седиментометр Советский патент 1983 года по МПК G01N15/04 

Изовретенйе относится к устройствам для измерения гранулометрического состава дисперсных матер;1алов радиоиэотопным седиментационнЕЛ4 ь-мето дом и может быть, использовано в раз.личньос областях народного хозяйства, например гидрометаллургии, порошковой металлургии, химической промышленности и др. Известен фотоседиментсметр, принЦип действия которого основан на зависимости .скорости падения частиц дисперсного материала в жидкости от pasiMepa частиц 1 . Основ-ным недостатком является выс кое требование к прозрачности стенок измерительной емкости и дисперсной жидкости. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является гамма-седИментометру содержащий сооо но закрепленные на платформе,-источник и детектор ионизирующего излучения, между которыми расположена седиментациоиная емкости, вентиль, блок накопления и обработки информации, таймер ,, двигатель и блок управления двигателем, при этом детектор через вентиль -соединен с блоком накопления и обработки информации, который подключен к таймеру и блоку управления двигателем, обеспечивакаци перемещение платформы/ а выход таймера соединен с управляннцим входом вентиля 2J..; Недостатком известного устройства является отсутствие в нем контроля работоспособности, что не позволяет проверять.достоверность результатов измерений гранулометрического состава Цель изобретения -. повьвцение точ.ности измерений гранулометрического состава за счет увеличения достоверности результатов измерений. Поставленная цель достигается тем что в. радиоизотопныйседиментоме.тр, содержащий соосно закрепленные на платформе источник и детектор ионизи рующего излучения. Между которыми расположена седиментационная емкость блок накопления и обработки информации, таймеру вентиль, двигатель и . блок управления двигателем, соединен ным между собой таким образом, что выход детектора ионизирующего излучения через вентиль соединен с входом блока накопления и обработки. информации, выходы таймера подключены соответственно к управляющему входу вентиля, блоку накопления и обработки информации и к блоку управ ления двигателем, а двигатель механически связан с платформой, введены два поглотителя ионизирующего излуче ния, источник и приемник света, кодо вый диск, пересчетная схема с изменя емым объемом счета и программный пе реключатель, при этом вал двигателя связан с осью вращения кодового диска, который расположен-между источником и приемником света, кодовый диск имеет отверстия с центрами, расположенными по окружности, радиус, которой равен расстоянию от центра оси вращения диска до оси, перпендикулярной к поверхности кодового диска и проходящей через рабочие поверхности источника и детектора света, выход приемника света подключен к входу пересче.тной схемы, выход пере.счетной схемы соединен с блоком управления двигателем, поглотители расположены вёртикально между источником и детектором ионизирующего из,лучения и имеют высоту, равную высо-; те рабочей части кюветы, первый поглотитель выполнен в видеодной или нёскольских пластин, второй поглотитель выполнен в виде ступенчатого клина, толстая часть которого расположена в месте, где находится дно седиментационной емкости, кроме этого, программньзй переключатель соединен с управляющим входом пересчетной схемы с изменяемым объемом счета. На чертеже приведена функциональная схема радиоизотопного седиментометра. . i Устройство содержит источник 1 ионизирующего излучения, детектор 2 ионизирующего излучения, седиментационную емкость 3, вентиль 4, блок 5 накопления и обработки информации, таймер б, поглотитель 7, выполненный в виде пладтины или набора пластин, поглотитель 8 в виде клина, источник 9 света, приёмник 10 света, кодовый диск 11, двигатель 12, пересчетную схему 13, программный переключатель .14, блок 15 управления двигателем, платформу 16, Источник 1 ионизирующего излуче-. ния СООСНО закреплен с детектором 2 ионизирующего излучения на платформе 16. Между .источйиком и детектором ионизирующего и. находится седиментационная 3. Детектор 2 через вентиль 4, который управляется от таймера б, подключен к блоку 5 накопления и обработки информации. На валу двигателя 12 расположен кодовый диск 11, прерывающий световой поток от источника 9. Выход приемника 10 света соединен с входом пе-ресчетной схемы 13, которая соединена с таймером. 6 и блоком 15 управления двигателем. Объём пересчетной схемы 13 задается программным переключателем 14. Поглотители 7 и 8 располагаются между источником и детектором ионизирующего излучения. Принцип работы радиоизотопного седиментометра заключается в следующем., В седимёнтационную емкость 3, содержащую дисперсную жидкость, помещают пробу дисперсного вещества порошкообразного материала. Жидкость тщательно перемешивают для обеспече )рия равномерного распределения дисперсного материала по объему емкости После окончания перемешивания части цы оседают под действием гравиатаци онного поля Земли, Детектор 2 иониз рующего излучения регистрирует пото .ионизирующего излучения, излучаемый источником 1 ионизирующего излучени и прошедший через суспензию. Сигнал с детектора 2 зависит от концентраци дисперсного материала в суспензии в месте установки источника и детек тора. Поскольку скорость падения частиц определяется их размерами, то;,, измеряя весовую концентрацию ча тиц, в суспензии в определенные моменты времени после начала седиментации, можйо определить гранулометрический состав дисперсного материала; Время измерений задается таймером 6, а обработка результатов из мерений осуществляется блоком 5 накопления и обработки информации. Для ускорения процесса измерения гранупометрического состава мелкодисперсных материалов, 1шеющих малую скорость оседания в радиоизотопном седиментометре предусмотрено перемещение платформы 16 с установленными на ней источником 1 и детектором 2 вдоль вертикальной оси седиментаци, оиной емкости навстречу движению частиц при их седиментации с постоя ной скоростью. Постоянство скорости перемещения платформы достигается при помощи автоматического регулирования скорое тй вращения двигателя 12 блоком 15 yпpaBJJeния. Контроль работоспособности радиоизотопного-седиментометра осуществляется с помощью поглотителей 7 и 8 расположенных между источником и детектором ионизирующего излучения. Материал и толщина набора пластин 7 выбирается таким образом, чтобы обеспечить ослабление потока иойизирующего излучения, эквивалентное ослаблению потока седйментационной емкостью. В зависимости от условий проведения контроля могут иметь мест случаи, когда седиментационная емкость 3 заполнена чистой дисперсной жидкостью, емкость 3 пустая и когда емкость 3 отсутствует. При этом плас тина или набор пластин 7 должны обес печивать ослабления потока излучения соответствующие указанным случаям. Пластина 8 имитирует ослабление ионизирующего излучения дисперсным материалом и выполнена в виде клина При прохождении потока ионизирующего излучения через основание (наиболее толстую часть) клина имитируется ислабление излучения равномернЪ перемешанной суспензией. Вершина клина (наиболее тонкая часть) имитирует ослабление излучения частицами наименьшего размера. При прохождении источника и детектора вдоль вертнкайьной оси клина с постоянной скоростью (аналогично измерительному режиму работы седиментометра) осуществляется имитация одного из возможнь1х статических состояний процесса седиментации. Процесс обработки информации осуществляется аналогично измерительному режиму работы седиментометра, следовательно, при исправно работакицей аппаратуре. Результат измерений должен соответствовать определенному распределению материала по размерам и уклгщываться в определенные границы, которые определяются статической погрешностью измерения. Клин имеет различную форму, но, как правило, для достоверности контроля аппаратуры закон измерений толщины клина должен отражать характер закона распределения материала по размергцл. . I. Для упрощения технологии изготовления клина и аттестации его как контролБного средства, клин может иметь, ступенчатую форму.- Количество ступе- яей, как правило, отражает содержание в исследуемом материале наиболее характерных классов крупности . Такой клин, может быть выполнен в виде набора пластинразличной высоты или изготовлен из целой пластины путем фрезирования. При использовании клина ступенчатой формы в исходном состоянии источник 1 и детектор 2 находятся в нижнем положении, при которомПрегистрируется поток ионизирукнцего излучения, проходящий через основание клина, т.е. имитируея-ся ослабление излучения равномерно перемешанной суспензии. По команде с таймера 6 Открывается вентиль 4, и в блок накопления и обработки информации 4 поступает сигнал с детектора 2. По окончании времени измерения таймер 6 закрывает вентиль 4-и выдает сигнал на блок 15 управления, который запускает двигатель 12 и начинает перемещение платфориал 16 вверх вдоль вертикальной оси клина до очередной точки контроля (очередной ступени клина). Пересчетная схема 13 регистрирует заданное программным переключателем 14 количество импульсов с выхода светоприемника 10, пропорциональное величине перемещения платформы 16 вдоль вертикальной оси клина поглотителя 7. Так достигается однозначность установки источника 1 и детектора 2 в месте контроля, необ содимая для уменьшения аппаратурной

погрешности измерения. После поступления заданного количества импульсов пересчетная схема 13 выдает сигнал на,блок 15 управления для остановки двигателя 12 и на таймер, который, в

свою очередь, открывает вентиль 4, В блок 5 накопления поступает информация, имитирующая содержание в исследуемом материале очередного класса крупности.

РАДИОИЗОТОПНЫЙ СЕДИМЕНТОМЕГР, содерл ащий соосно закрепленные на платформе источник и детектор ионизирующего излучения, между которыми расположена седиментационная емкость, блок накопления и обработки инфор()4аиии, таймер, вентиль, двигатель и блок управления двигателем, при этом выход детектора ионизирующего излучения через вентиль соединен с входом блока накопления и обработки информации, выходы таймера подключены соответственно к управляющему входу вентиля, блоку накопления и обработки информации и к блоку управления двигателем, а двигатель механически связан с платформой, отличающийся тем, что, с целью повышешения точности измерений, в негр введены два поглотителя ионизирующего излучения, источник и приемник света, кодовый диск, пересчетная схема с изменяемым объемом счета и программный перек початель, при этом вал двигателя связан с осью вращения кодового диска, который расположен между источником и приемником света, кодовый диск имеет отверстия с цент.рами, расположенными по окружности, радиус которой равен расстоянию от центра оси вращения диска до оси, перпендикулярной к оси поверхности кодового диска и .проходящей через рабочие поверхности источника и детектора света, выход приемника све-j та подключен к выходу пересчетной (Л схемы, выход пересчетной схемы соединен с блоком управления двигателем с поглотители расположены вертикально между источником и -детектором ионизирующего излучения и имеет высоту, равную высоте рабочей части кюветы, первый поглотитель выполнен в виде одной или нескольких пластин, второй поглотитель выполнен в виде ступенчатого клина,-толстая часть которого о расположена э..месте, где находится ел Сл дно седиментационной емкости, кроме этого программный переклкгчатель соединен с управлякнцим входом пересчет;с :с ной схемы с изменяемым объемом счета со