Нейтронный влагомер сыпучих материалов Советский патент 1991 года по МПК G01N23/12 

Изобретение относится к устройствам для измерения влажности сыпучих материалов с помощью нейтронов и мажет быть использовано в металлургиИв

Цель изобретения - повьшение точности измерения влажности.

На фиг о 1 показана структурная схема влагомераJ на фиг, 2 - конструкция измерительного преобразователя влагомераi совмещенного с эталон- разрез эта- 4 - кинемати

ным блоком ;, на фиг, 3 лонного блокад на фиг,

ческая схема привода пластин кадмие- |5 минимальной влажности и минимальной

зого фильтрво

влагомер содержит измерительный преобразователь 1, эталонный блок 2 и программно-вычислительное устройство Зо Эталонный блок 2 конструктивно совмещен с измерительным прербра- зоватглем 1 и представляет собой пря моугольный параллелепипед5 запол- , .енный водородсодержащим, материалом, например капролоном

В измерительный преобразователь 1 (фиг с.1, 2) входят каретка 4 и блоки ч

5 2) входят каретка автоматики. В каретке.закреплены источник 6 быстрых нейтронов, группы детекторов 7 подкадмиевых и 8 надкад миевых нейтронов, усИлители-дискримИ наторы 9, 10/ Блок автоматики содержит реверсивньй двигатель 11, электромагнит 12 подвижный шток 13-с упо

Таким образом, при изменении взат- кмного расположения прорезей в кадром 14, привод 1.5 перемещения кадмие-. миевых филйтрах происходят общее извого фильтра, включающий электродвй гатель 16 с датчиком 17 угла поворо- та вала, концевой выключатель 18. В эталонном блоке имеются пазы 195, 20

менениё плотности потока замедленных нейтронов и изменение соотношения апО;ТНостей потоков надкадг-1иевых и . подкадмиевых нейтронов, эквивалент- (фиг. 3), с внешней стороны окруж. 40 ное аналогичным изменениям нейтронно ные боросодержащим экраном 21, в ко- контролируемом материале торые пo seщeны вставки 22, 23 из во- „р изменении его влажности и насып- до роде оде ржаще г о материала определен- плотности, ной толщины, зависящей от характерис тик контролируемого м-атериала. С внутренней стороны пазы ограничены кадмиевьми фильтрами 24, 25 в виДе двух пар пластин (фиг, 4) 26, 27 и

При изменении вида контролируемого 45 материала (т.е. изменении диапазона колебания его влажности и насыпной плотности) производится переаттестация эталонного блока путем изменения

28, 290 По всей длине пластин имеются поперечные прорези 30, причем пшрина прорезей равна расстоянию между нимио Две из четырех попарно расположенных пластин кадмиевого фильтра (27 и 29) могут перемещаться в продольном,направлении независимо, .друг от друга посредством Эксцентриков 31, 32, закреп-пенных на оси электродвигателя 16, Положение экс- центри-ков контролируется с помощью

датчика 17 угла поворота вала. Возврат пластин в исходное положение пс йере поворота эксцентриков осуществляется пружинами 33, 34.

Устройство работает следующим образом.

При первичной аттестации эталонного блока 2 изменением толщины вставок 22, 23 при полностью открытых кадмиевых фильтрак (прорези кадмиевых пластин 26f 27 и 28, 29 совпадают) создают в эталонном блоке нейтронное поле, соответствующее нейтронному полю в контролируемом материале при

у.

Ш1ОТНОСТИ материала ff. е Рс.ллйИ

Затем перемещают одну из пластин 27 кадмиевого фильтра таким образом чтобы прорези на пластинах 26, 27

были полностью перек1)ыты5 и .определяют значения влажности, и плотности ср сср материала, которым соответствует нейтронное поле, воспроизво- димое эталонным блоком. Затем перемещают вторую пластину кадмиевого фильтра до взаимного перекрытия прорезей на пластинах 28, 29 и вновь определяют значение влажности и плотности ., р с мокс .« Значения . W.

ср э дчин iifc мпкс 9 PC, ср fcMMH сят в память программно-вычислительного устройства,

Таким образом, при изменении взат- кмного расположения прорезей в кадмиевых филйтрах происходят общее изменениё плотности потока замедленных нейтронов и изменение соотношения апО;ТНостей потоков надкадг-1иевых и . подкадмиевых нейтронов, эквивалент- 40 ное аналогичным изменениям нейтронно контролируемом материале „р изменении его влажности и насып- плотности,

При изменении вида контролируемого 45 материала (т.е. изменении диапазона колебания его влажности и насыпной плотности) производится переаттестация эталонного блока путем изменения

толщины вставок 22, 23 из водородсо- 50 держащего материала.

Ширину d прорезей выбирают из условия d -, 2п

где 1 - длина детекторов медленных нейтроновj п - количество прорезей в кадмиевом экране на длину детектора 7,

Соотношение ширины d прорезей и расстояния от источника нейтронов до

фильтра выбирают так, чтобы потоки медленных нейтронов через прорези фильтров были приблизительно равны при-любом расположении источника нейтронов 6 относительно прорези, что

.гз

возможно

h dy.

саВлагомер работает в режимах Э лонирование и Измерение,

Б режиме Эталонирование команда с гфограммно-вычислительного устройства 3 поступает в блок 5 автоматики на реверсивный двигатель 11, ксС- торый перемещает каретку 4 с установленными на ней источником 6 быстрых нейтронов и детекторами 7, 8 из рабочего положения (например, из бункера с материалом или с конвейера) в эталонный блок 2. Каретку 4 фиксируют в эталонном блоке в заданной точке с помощью подвижного штока 13 с упором 14, При этом срабатывает концевой вьжлючатель 18, который подает сигнал в программно-вычислитель.ное устройство 3. Пластины кадмиевых фильтров 24, 25 находятся в исходном СОСТОЯНИИ-(прорези 30 открыты). Импульсные сигналы ,кс. If макс с выходов групп детекторов 7, 8 через усилители-дискриминаторы 9, 10 поступают на входы программно-вычисли- тельного устройства 3, которое их. усредняет и запоминает. Затем по команде с программно-вычислительного устройства включается электродвигатель 16, который посредством эксцентрика 31 перемещает пластину 27 кадмиевого фильтра во второе положение (прорези 30 пластин 26, 27 перекрьг ты) ,

Программно-вычислительное устройство усредняет и запоминает сигналы Wcp Pcf Затем вновь выключается электродвигатель 16, переводя пос-. редством эксцентрика 32 во второе положение пластину 29, и происходят усреднение и запоминание сигналов

Т.

мин

После вьтолнения опе1, Нейтронный влагомер сыпучих материалов по авт, ев, № 991271, о т ли чающийся тем, что,- с целью повышения точности измерений влажности, между боросодержащим и ка миевым фильтрами по обе стороны полости для размещения при градуировке каретки с источником и двумя группами детекторов нейтронов расположен слой замедлителя, а каждый кадмиевый фильтр выполнен из двух параллельных

раций в третьей градуировочной точке гп пластин, одна из которых закреплена

в программно-вычислительном устройстве рассчитываются и запоминаются градуировочные коэффициенты. На этом режим Эталонирование заканчивается

По команде с программно-вычислительного устройства 3 влагомер переключается в режим Измерение. Электромагнит 12 поворачивает шток 13 с упором 14, освобождая каретку 4,Двинеподвижно, а другая снабжена приводом для перемещения в продольном нап равлении, обе пластины снабжены прямоугольными поперечными прорезями, ег выполненными по всей длине пластин, причем ширина прорезей равна расстоя нию между ними, а подвижные пластины имеют два фиксированных положения, соответствующих полностью открытому

10

30

35

гатель 11. перемещает каретку 4 с детекторами 7 и 8 и источникгом 6 быстрых нейтроно В в рабочее положение (например, в бункер с контролируемым материалом), Материал облучается быстрыми нейтронами, которые замедпя- ются на ядрах атомов водорода, входящего в состав влаги. Поток замедленных нейтронов регистрируется двумя группами детекторов 7, 8.

Сигналы Iff и If с выходов групп детекторов 7, 8 через усилители 9 и 10 поступают на вход программно- вычислительного устройства 3, где 15 происходит обработка полученной информации и определяется значение весовой влажности,

В дальнейшем по командам с программно-вычислительного устройства 20 3 или по внешним командам происходят автоматическое периодическое эталонирование влагомера и расчет новых значений градуировочных коэффициентов, что устраняет погрешность вла- 25 Гомера, обусловленную нестабильность детекторов медленных нейтронов во времени и т,д.

Повышение точности измерения влажности путем исключения погрешности эталонирования позволяет при использовании влагомера в системах автоматического управления технологическими процессами аглодоменного производства повысить качество выпускаемой продукции и снизить расход сыр ья.

Формула изобретения

1, Нейтронный влагомер сыпучих материалов по авт, ев, № 991271, о т- ли чающийся тем, что,- с целью повышения точности измерений влажности, между боросодержащим и кадмиевым фильтрами по обе стороны полости для размещения при градуировке каретки с источником и двумя группами детекторов нейтронов расположен слой замедлителя, а каждый кадмиевый фильтр выполнен из двух параллельных

неподвижно, а другая снабжена приводом для перемещения в продольном направлении, обе пластины снабжены прямоугольными поперечными прорезями, выполненными по всей длине пластин, причем ширина прорезей равна расстоянию между ними, а подвижные пластины - имеют два фиксированных положения, соответствующих полностью открытому

513и закрытому взаимному расположению Ьрореэей и привод пластин соединен с выходом программно-вычислительного устройства, расстояние от Источника быстрых н.ейтронов до каждого из двух кадмиевьпс фильтров выбрано иа уело- Ш-ьч .

Уз

. ,. h d 2- ;Де d - ширин а прорезей.

2. Влагомер по п. 1, о т я и ч а- ю щ и и с я тем, что подвижные к&я миевые пластины снабжены возвратными пружинами, а привод дластин содержит электродвигатель с закрепленными на валу эксцентриками, снабжен датчиком угла поворота вала, соединенным с программно-вычислительным устройством.

77 Z 7777777/ / / j / (

L

т

т

WL/ Ш1 Я

,// /7 / //// /j 7 //// y f / y// / y /fy /,// ij J

77

It в б W

V(JXz4

Ь-У;М;Пд п nyn-cueL

.дшЖш

X 26

(

т

С

77

It в б W

fPus.2

еЛ.

олз.

Ь-У;М;Пд п nyn-cueL

шЖш

Л.Ппп п finr-i fif-ip-ir.

и

U.

31

Редактор Г.Федотов

Составитель В.Васильева

Техред И.Попович Корректор Л.Патай

1899 -Тираж 412

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, Д/5

Под

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, у-л.Проектная, 4 Подписное

Изобретение относится к радио- з зотопному приборостроению, в частности к нейтронным влагомерам сыпучих материалов, и является усовершенст U.f вованием известного устройства по а,с. № 991271. Изобретение позволяет повысить точность измерения влажности. Устройство содержит измерительный преобразователь 1 эталонный блок 2 и программно-вычислительное устройство 3. В эталонном блоке между боросо- дё-ржащим и кадмиевым фильтрами размещен замедлитель. Каждый кадмиевый фильтр в эталонном блоке выполнен из двух параллельных пластин, одна из которых может перемещаться. В обеих пластинах имеются прямоугольные прорези по всей длине, с помощью которых при перемещении подвижной пластины можно формировать нейтронное поле при различных значениях влажности к плотности материала. 1 з.п. ф-лы, 4 ил, .. СО О ю 00 СП 4ik fO