Устройство для определения содержания олова Советский патент 1988 года по МПК G01N24/00 

ел

Од

Изобретение относится к те.хнике ядерно-физических исследований, а именно к устройствам определения содержания химических элементов с помощью эффекта Мессбауэ- ра, и может быть использовано при разведке, добыче и переработке руд, содержащих олово. Целью изобретения является повыще- ние чувствительности и точности измерений. При задании гармонического движения источника 1 излучения запрещается регистрация выходных и.мпульсов детектора 5 в моменты времени, когда значения скорости близки к нулю. Пороги срабатывания двухуровневого компаратора 9 выбирают таким образом, чтобы он вырабатывал сигнал управления ключом 7, запрещающий накопление при скоростях источника меньщих 1,5 щирины линии поглощения. 3 ил.( S (Л

Фиг.1

10

Изобретение относится к технике ядер- jHO-физических исследований, а именно к устройствам для определения содержания химических элементов с помощью эффекта Мес- сбауэра, и может быть использовано при (разведке, добыче и переработке руд, содер- ;жащих олово.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений.

На фиг. 1 приведена блок-схема устрой- :ства; на фиг. 2 - вариант работы устройст- :ва с регистрацией рассеянного излучения; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства (а - сигнал скорости перемещения источника, б - сигнал на выходе компаратора).

Устройство (фиг. 1) содержит источник |1 резонансного излучения, закрепленный на пьезоэлектрическом модуляторе 2, генератор 3 синусоидального напряжения, под- |ключенный к пьезоэлектрическому модуля- JTopy 2, анализируемую пробу 4, детектор 5, |блок 6 усиления и амплитудной селеции, управляемый ключ 7, схему 8 накопления и двухуровневый компаратор 9, причем выход генератора 3 соединен с входом компара- :тора 9, детектор 6: блок усиления и амплитуд- 25 |ной селекции, ключ 7 и схема 8 накопления соединены последовательно, выход компа- ратора 9 подключен к управляющему входу ключа 7.

Устройство работает следующим обра- -JQ

зом.

Источник 1 движется под воздействием ;генератора 3 и модулятора 2 по гармоничес- : кому закону. В течение некоторого времени

скорость проходит через нуль (фиг. 3). В устройстве из процесса регистрации исключа- : ются моменты времени, когда скорость лежит в пределах V| 1,5 Г, где Г - шири; на линии. Для этого используются двухуров- невый компаратор 9 и управляемый ключ 7 (фиг. 1). Пороги срабатывания компаратора 9 настраивают таким образом, чтобы он вырабатывал сигнал управления ключо.м 7, запрещающим накопление при скоростях перемещения источника 1, меньших±Г (фиг. 3). В этом случае коэффициент чувствительносf, - коэффициент, учитывающий форму

у резонансной линии; р - концентрация касситерита; N..- число зарегистрированных рассеянных гамма-квантов.

Чувствительность измерений в устройстве возрастает в 1 + A(NJNcjj/(l-А) раз по сравнению с известным. При характерных

значениях -1/5,

Vnax

40

ы.

-и- 0,5 и 1 по- LN

лучим, что чувствительность возрастает примерно на 20%. Кроме того, как следует из формулы (1), обеспечивается линейная зависимость величины резонансного эффекта е

15 от содержания касситерита р . В то же время, как следует из формулы (2), в известном устройстве линейная зависимость 5 от р отсутствует, так как коэффициент К зависит от р .

Пороговая чувствительность измерений

20 определяется абсолютной погрещностью измерения содержания двуокиси олова лр . При фиксированной интенсивности рассеянного излучения вдали от резонанса

Лрi

К 1/т

где Т - время измерения.

В предлагаемом устройстве время измерения т у.меньщается и связано со временем Т формулой

35

Т Т (1- Соответственно

др 1 KVT

1 - А

к 1 +A(Nj, /N) VTC 1 -2/j;arcs inr/ Wx)

, др

1-A

UA(N,./Nq,Vl-2/5rarcsinr/VTT,ax

абсолютная погрешность

Т/j,ic где ,

ТИ измерении К определяется по формуле 45 измерений известном устройстве. При приведенных численных значениях величина лр уменьшается примерно на 12% по сравнению с известным устройством.

В качестве детектора излучения может 50 быть использован резонансный сцинтилля- ционный детектор, состоящий из фотоэлектронного умножителя и лятора, например, на основе терфиниле.

55Формула изобретения

Устройство для определения содержания олова, содержащее источник резонансного излучения, укрепленный на пьезоэлектриK i- (I)

где а - некоторый коэффициент; - число фоновых импульсов, что соответствует случаю, когда скорость никогда не принимает значение 0. Следовательно, в соответствии с формулой

к - К

л 6 Р

где А J arcsin- iT.; Углах

Ny a.p,

кристалла-сцинтилИ9 е /-V

ЬпОг В р(2)

f, - коэффициент, учитывающий форму

у резонансной линии; р - концентрация касситерита; N..- число зарегистрированных рассеянных гамма-квантов.

Чувствительность измерений в устройстве возрастает в 1 + A(NJNcjj/(l-А) раз по сравнению с известным. При характерных

значениях -1/5,

Vnax

ы.

-и- 0,5 и 1 по- LN

лучим, что чувствительность возрастает примерно на 20%. Кроме того, как следует из формулы (1), обеспечивается линейная зависимость величины резонансного эффекта е

от содержания касситерита р . В то же время, как следует из формулы (2), в известном устройстве линейная зависимость 5 от р отсутствует, так как коэффициент К зависит от р .

Пороговая чувствительность измерений

определяется абсолютной погрещностью измерения содержания двуокиси олова лр . При фиксированной интенсивности рассеянного излучения вдали от резонанса

Лрi

К 1/т

где Т - время измерения.

В предлагаемом устройстве время измерения т у.меньщается и связано со временем Т формулой

Т Т (1- Соответственно

др 1 KVT

1 - А

40

к 1 +A(Nj, /N) VTC 1 -2/j;arcs inr/ Wx)

, др

1-A

UA(N,./Nq,Vl-2/5rarcsinr/VTT,ax

абсолютная погрешность

ном устройстве. При прих значениях величина лр рно на 12% по сравнению ством.

излучения может ансный сцинтилля- щий из фотоэлектнове

кристалла-сцинтилИ9 е /-V

ЬпОг В рческом модуляторе, генератор синусоидального напряжения, подключенный к пьезоэлектрическому модулятору, детектор излучения, соединенный с блоком усиления и амплитудной селекции, устройство накопления, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, в него дополнительно введены двухО V

Л

1

уровневый компаратор и управляемый ключ, причем выход генератора синусоидального напряжения подключен к входу двухуровневого компаратора, выход компаратора соединен с управляющим входом ключа, выход блока усиления и амплитудной селекци соединен с входом ключа, выход ключа подключен к входу устройства накопления.

Фиг.2

а

N