Контрольно-калибровочное устройство для нейтронных датчиков-зондов Советский патент 1990 года по МПК G01T3/00 

Изобретение отиоситсп к прибооо- троёкню,, в частнпсти к контрольо-калибровочным устройствам нейт ошшх дйтчнкон-эондов, иcпoльзye ым - ля нсследованип физических свойств ; материалов с помотцыо нейтронного из- например для измерения ности я плотности различных материаов.10

Целью изобретения является автома- гиэация прогресса калибровки и обеспечение воспроизводимости ее результатов.

На фиг. приведено предлагаемое f5 коптрольно-капибровочное устройство; на фиг -2 и 3 - конструктивное соч- ленение контрольно-капибровочного устройства с нейтронньтм датчиком-зондом; на фиг. 4 - структурная схема 20 устройства; на фиг. 5 - график соот- ношетшя потоков замедляющихся, нейтронов, в двух областях энергетическо го спектра, обеспечиваемого контроль- но-калибровочным устройством; на 25 фиг. 6 - временные диаграммы работы блока управления устройства.

Контрольно-калибровочное устройство содержит корпус 1, два брока . 2,3 замедлителей, два блока п:ог- |о хютителей нейтроновi приводы 6,7 их синхронного противоположно направленного попарно независимого перемещения, -калйбрационную полость 8, че- тыре направляющие 9-12, 4 ксатор ,с 13 перемещающегося блока детекторов к источника датчика-зондаj снабжен- ный крнцевым выключателем 14, две пары Концевых выключателей 5, 16, связанных с блоками замедлителей,, и до 17, 18, связанных с блоками поглотителей, два счетчика 19,20 числа импульсов, две схемы 21,22 сравнения кодов, два постоянных запоминающих устройства 23,24, две схемы 55,26 45 выборки адреса, блок 27 управления и блок 2В реле, .

Корпус 1 содержит кожух 29, биоло- nwecKyv) ззпхиту 30 и экран 31 из пог- лотител:я нейтронов, устраняющий влия;-дд дгае биологической защиты 30 на работу устройства, Влоки 2,3 замедлите- лей h 4,5 поглотителей нейтронов вы- поливны соответственно в виде двух пар пластин 32 - 35 и 36 - 39, pacno-j. ложенных по сторонам калибрационной полости 8, Приводы 6,7 перемещения блоков 2,3 замедлителей и перемещения блоков 4,5 поглотителей содержа

соответственно реверсивнь е двигатели 40, 41, оснащенные импульсными датчиками 42,43 угла поворота ротора и два ходовых винта 44,45, соединенных с двигателями. Блок 28 реле содержит шесть реле 46 - 51, обеспечивающих включение и работу приводов 6,7.

Нейтронный датчик-зонд 52, с которым работает кoнтpoльнo-kaлибpoвoч- ное устройство, содержит корпус 53, в котором может перемещаться подвиж- .ная каретка 54 с установленными на ней источником 55 быстрых и счетчиками 56 - 59 медленных нейтронов, привод 60 перемещения каретки и блок 61 обработки и управления.

Концевой выключатель 14 связан с блоком 27 управления, концевые выключатели 15,16 - с блоком 28 реле, выходы которого связаны с реверсив- ныг и двигателями 40,41 и входами блока 27 управления. Выходы блока 27 . управления связаны с установленными входами счетчиков 19, 20 числа импульсов и схем 25,26 выборки адреса. Выходы схем 25,26 выборки адреса соединены с адресными входами постоянных запоминающих устройств 23,24,Bbf- ходы И пульсных датчиков 42,43 соединены соответственно со счетными входами счетчиков 19, 20 числа импульсов, выходы которых соединены с пер- выми группами входов схем 21, 22 сравнения кодов, по второй группе входов которых подключены выходы постоянных запоминающих устройств 23,24 Выходы схем 21,22 сравнения кодов подключены к входам блока 7.8 реле

Устройство работает следующим образом. 1

В исходном положении замедлители 2,3 и поглотители 4,5 сведены.в центре калибрационной полости 8, Концевые выключатели 15,17 (фиг.4) замкнуты, при зтом включаются реле 48,51 их контакты 48.1 и 51,1 размыкаются, обесточивая двигатели 40,4 приводов 6,7. Замкнутые контак ш 48,2 и 51,2 через блок 27 управления обеспечивают установку в нуль счетчикоз 9s20 числа импульсов и схем 25,26 выборки адреса.

- По команде оператора или аптома- гически через заданные промежутки времени нейтронный датчик-зонд и контрольно-калибровочное устройство тте- реводятся в режим калибровки. При этом с помощью приведя 60 каретка 54

Нейтронного; датчика-зонда с установленными на ней источником 33 быстрых

,и счетчиками 36 - 59 медленных нейтронов перемептаются из поло)«:ения измерения (фиг,2) в кали5рационнум полость 8 устройства, где фиксируются посредством фиксатора 13, который обеспечивает необходимое положеттае источника 35 быстрых и счетчиков 56 - ю 59 медленных нейтронов относительно блоков 2,3 замедлителей и погло. тителей нейтронов. При фиксации каретки 54 замыкается концевой выключамых в устройстве. Перемещая одновременно блоки 2,3 замедлителей и 4,5 поглотителей из крайнего положения к центру, получают множество точек на линии СА, При промежуточных положениях блоков 2,3 замедлителей и 4,3 поглотителей можно получить любое требуемое соотношение интенсив- jHocreil счета тепловых 1 и надтепЛо- вых IT нейтронов из области, ограниченной фигурой ABC.

Предположим, что для калибровки нейтронного датчика-зонда необходимо

2, 3 на фиг.З), соответствукгщие зна чениям плакности контролируемого матопип 1.1 V/,, ,, V I насыпной плот Так как точка I

тель 14, связанный с .фиксатором 13, s задат:Ез три калибрационные точки (I, при этом в блок 27 управления поступает с«гнал с концевого выключателя 14, соответстйующий шчллу .i.tri по калибровке (момент времени t, сигнал .U, на фиг.6). Нлок 27 упрлвле ния вырабатывлет и(llyлL..rii сигнлл Ui, который подлется на входы схем 25,26 выборки лдресп, содр.ржащих счетчик импульсов и дешифратор. Значения количестпа импульсоп N 1 пос 25 тупает со счетч 1коп на дешифраторы,

20

нести р, , P.J , f 2

соотвг.тствует положению блоков 2,3 чамедлитслс.й я центре калкбрационноЙ полости 8, значение кода К„ на выходе постоянного злпоьтинаюгдего устройства 23 должно равняться нулю,

В момент npenenir 12, соответствую mnii окончанию формирования кодовых сигиалов, на выходах постоянных запо М1ГИЛЮ1ЧИХ устройстп 23, 24 с олока 27 у1гр,-ии..1И1Я подлется сигнал Uj на

которые, в свою очередь, задают лд- ресы, соответствующие первой кплибрл- ционной точке, и на выходе по с.тоян- ных запоминающих устройств 23,24 появляются определенные цифровые коды, К и Kji, соответствующие этим адреса м.

Так как в исходном состоянии блоки 2,3 замедлителей и 4,3 поглотителей связаны в центре калибрационной полости 8, интенсивность счета тепловых нейтронов близка к мгшимальньм

значениям за счет того, что тепловые нейтро ы в основном погло111аются блоками 4,5 поглотителей (точка А но фиг,5), При перемещгчии блоков ,5 поглотителей от центра калибрацисп- ной полости 8 при неизменном первонг- чальном положении блоков 2,3 замед-..

лителей получаем множество точек на линии АВ, Точка В соответствует максимальным значениям плотности потоков тепловых и надтепловых нейтронов.

мых в устройстве. Перемещая одновременно блоки 2,3 замедлителей и 4,5 поглотителей из крайнего положения к центру, получают множество точек на линии СА, При промежуточных положениях блоков 2,3 замедлителей и 4,3 поглотителей можно получить любое требуемое соотношение интенсив- . jHocreil счета тепловых 1 и надтепЛо- вых IT нейтронов из области, ограниченной фигурой ABC.

Предположим, что для калибровки нейтронного датчика-зонда необходимо

2, 3 на фиг.З), соответствукгщие значениям плакности контролируемого матопип 1.1 V/,, ,, V I насыпной плот- Так как точка I

s задат:Ез три калибрационные точки (I, 25

0

нести р, , P.J , f 2

соотвг.тствует положению блоков 2,3 чамедлитслс.й я центре калкбрационноЙ полости 8, значение кода К„ на выходе постоянного злпоьтинаюгдего устройства 23 должно равняться нулю,

В момент npenenir 12, соответствую- mnii окончанию формирования кодовых сигиалов, на выходах постоянных запо- М1ГИЛЮ1ЧИХ устройстп 23, 24 с олока 27 у1гр,-ии..1И1Я подлется сигнал Uj на .

0 Гщок 28 реле. Реле 46, 49 срабатывают, 1 ключаются реверсивные двигатели 40,41, обеспечивая перемещегше блоков 2,3 замедлитапей и 4,5 поглоти- телей от центра калибрацпонной полос5 ги к крайнему положению. Однако, так кпк код па выходе счетчиков 19,20 ч гсга импульсов в начальный момент paiioii иулт сра.чу же срабатывает схе- мл 21 срлвпепия кодов, на ее выходе

0 появляется сигнал U,, включающий ре- ле 47 блока 28 реле, которое своиг4И контактами разрывает цепь питания реверсивного двигателя 40. Блоки 2, 3 замедлителей остаются в исходном

5 положении..

Реверсивный двигатель 41, вращая ходовой винт 45, обеспечивает синзс- ронное противоположно направленное перемещение блоков 4,5 поглотителей,.

Изобретение относится к приборостроению, D частности к контрольнс калибровочным устройствам нейтронных датчиков-зондов, используемых, например , для измерения влажности и плот- HoctH различных материалов. Цель изобретения - автоматизация процесса калибровки и обеспечение воспроизводимости ее результатов, В устройство .введены фиксатор калибруемого датчи- .ка-зонда, снабженного концевым выключателем, а также два концевых выключателя, связанные с блоками замедлителей и поглотителей, и два счетчика числа импульсов, две схемы сравнения кодов, два постоянных запоминающих устройстпа, йпе схемы выборки адреса, блок управления и блок реле. Приводы перемещения блоков замедлителей и поглотителей содержат реверсивные двигатели5 оснащенные импульсными датчиками угла поворота. Выходы схем сравнеш1Я кодов соединены с пходпми блока реле, выходы которого соединены с реверсивными двигателями и оходами блока управления, вьгхо- ды которого соединены с входами блока реле, установочнъ ми входами счетчиков импульсов и входами схем выборки адреса, выходы которых соединены с адресными входами запо1-1ннаюп1их устройств. Выходы импульсных датчиков угля поворота ротора двигателей соединены со счетными входами счетчиков числа импульсов, выходы которых соединены cf первыми группами входов схем сравнения кодов. Вторые группы входов соединены с выходами загтот ина ощих устройств-. Установочный вход блока управления соединен с кольцевым выключателем, связанным с фиксатором перемещающего датчика зонда, а выход блока управления является выходом устройства. Устройство позволяет независимо изменять в широких пределах поток замедленных нейтронов, изменяя . при этом его энергетический спектр, 6 ил. § «( &д

регистрируемых в устройстве, Переме- 50 импульсы с выхода импульсного датчнщая затем блоки 2,3 замедлителей от центра калибрационной полости 8 к . крайнему положению, получают множество значений интенсивностей счете тепловых I И надтепловых Ii нейтронов, соответствующих кривой ВС,Точ ка С соответствует П ннмальным значениям плотности погичов тепловых и иадтепповых нейтронов, jSemcTpHpyeка 43 угла поворота ротора двигателя- 41 поступают на счетный вход счетчика 20 числа импульсов, на выходах которого начинает формироваться код, 55 пропорциональный линейному перемещению блоков 4,5 поглотителей от цент-; . ра калибрационной полости 8, При дос- тиженрш кодом на выходах счетчика 2б числа имлy.coв значения К j, сраба-

нал Ug с ее выхода включает реле 150

тызает схема 22 сравнения кодов,сиг- ся и своими переключаюпщми контактами переводят реверсивные двигатели 40,41 в режим :свеяения блоков 2,3 замедлителей и 4f5 поглотителей В момент сведения их в центре калибраци онной полости 8 срабатывают по сигналам от концевых выключателей 15,17 реле 48, 51 блока 28 реле, останавблока 28 реле и ренерсивный двига-- . . тель 41 останавл1гааетсяв В момент времени tj, на выходе блока 27 управ- леиия формируется сигнал U, поступающий в блок 6 обработки и управления нейтронного датчика-зонда на

i время, необходимое для регистрации ю ливап двигатели 40,41; (контакты 48.Т, I сигналов со C4et4HKOB 56 - 59 медлен- 51,1) и П01давая сигналы (контакты ных нейтронов (интенсивнрстей счета 48,2, 51,2), . обеспечивающие выра- 1, , 1/(,)« По окончании времени ре- ботку блоком 27 управления сигналы .-истрации, определяемое таймером Нло- и установки в нуль сче тчиков 19,20 ка 27 управления, снимается сигнал 15 числа импульсов и схем 25,26 выбор- У (момент времени t).,формируется ки адреса, т ,е. устройство перехо- импульсный сигнал 11, устанавливаю- дит в исходное состояние. Концевые щий Но выходе схем .5526 выборки ад- вьшлючатели 16,18 обеспечивают ава- реса адрес второй калибраодонной точ- рийную (при отказе логических блоков . ки На выу;рде постоянных запоминаю- 20 устройства) остановку перемещения

блоков.2,3 замедлителей и 4,5 поглотителей в крайних положениях.

При использовании устройства в .нейтронном влагоплотномере в черной

сигналы и,, Uj, отпускаются реле 5 металлургии сокращается время калиб- 47,50 блока 28 реле, включаются дни- ровки прибора и количество обслулсиваю- гатели 40, 41 перестраивая блоки 2,,3 щего персонала за счет автоматизации замедлителей - и 4,5 поглотителей в по- процесса калибровки, появляется возмож- ложение, соответствующее второй ка- кость автоматической диагностики состо- либрационн ой точке После совпадения 30 яния нейтронного датчика зонда при ус- кодов К выходах прстояинык тановкё заявленного контрольно-калиб- яапоминающих устройств 23,24 и счет- ровочного устройства последователь- чиков 19,20 числа импульсов (момен- но в точки, отличные от калибрацион- ты времени t, t) блоком 27 управ- ных,в период между очередными калиб35 ровками д атчика-зонда и сравнении регистрируемых значений влажности и плотности с .заданными;, наблюдается высокая воспроизводимость результатов калибровки и,, как следствие пос 40 леднего, дальнейшее повышени.е т оч- .ности измерения влажности и плотносщих устр дйств .23,24 появляются коды, соответствующие второй калибрацион- ной точке К.,х, и Kjj, на. выходах схем 21,22 сравнения кодов снимаются

ления вновь вьфабатывается сигнал и на время регистрации информации и затем операции повторяются для третьей калибрадионной точки. Принципиально .число калйбрационных точек или точек контроля не ограничено и определяется областью ABC значений I( и. емкостью счетчиков схем 25, 26 выборки адреса, объемом постоянных запоминающих устройств 23, 24 и программой .блока 27 управления,кото- 45 рой может быть предусмотрен контроль состояния нейтронного, датчика зонда в одной или нескольких точках в период между очередными калибровками.

ти.

Фо. рмула изобр. етения

Контрольно-калибровочное ус тройст- во для нейтронных датчиков-зондов, им.еющих блок детекторов к источник нейтронов, содержащее корпус, два

По окончатткм процесса калибровки дат- 0 блока замедлителей и два блока поглочикп блока 61 обработки и управления каретка 54 нейтронного датчика-зонда с помотдью привода 60 перемеш,а- ется в положение измерения. Снимает- ся сигнал.иI на входе блока 27 управления с ко1щевого вьпслючатепя 14 II сигнал и на выходе блока 27 управления (момент времени t ,) в реле 46,49 блока 28 реле отключаеттитслей нейтронов, приводы их синхронного противоположно НсШравленного попарно независимого перемещения ,ка- либрационную полость и направляющие, 55 причем блоки замедлителей и поглотителей связаны с направляющими, о т - личающееся тем, что, с целью автоматизации процесса калибровки и обеспечения воспроизводимоети.

Фо. рмула изобр. етения

Контрольно-калибровочное ус тройст- во для нейтронных датчиков-зондов, им.еющих блок детекторов к источник нейтронов, содержащее корпус, два

титслей нейтронов, приводы их синхронного противоположно НсШравленного попарно независимого перемещения ,ка- либрационную полость и направляющие, 55 причем блоки замедлителей и поглотителей связаны с направляющими, о т - личающееся тем, что, с целью автоматизации процесса калибровки и обеспечения воспроизводимое 5

/ / / / / J V

. 4br7f5ff J j J,2ff.33 ; ч17 T

/ S8 S9

,

л

55 S7 55

иг.2

2

фиё.З

imin

f1

Фие.

ffna}(

и,

t

t

. Ф.6