Способ настройки двулучевого датчика Советский патент 1988 года по МПК G01N23/20 

Изобретение относится к контролю вещественного состава материалов радиационными методами, например к контролю зольности угля двухлучевым гамма датчиком и может быть использовано в горно-рудной, угольной,и металлургической промьштенности,,

Целью изобретения является рсу ществление настройки для контроля зольности угля на ленте конвейера.

На фиг,. 1 схематически показан двухлучевой датчик для контроля зольности угля; на фиг о 2 - зависимости скорости сч ета детектора излучения от толщины слоя угляо

Двухлучевой датчик состоит иЗ детектора 1 излучения и двух источников 2 и 3 мягкого гамма-излучения в кол- лиматораХд обеспечивающих широкие пучки излучения источников. Первый источник 2 расположен соосно с детектором 1 излучения под лентой 4 конвейера ад расстоянии Н от поверхности детектора 1, второй 3 - над лентой 4 конвейера на расстоянии h от нее и на расстоянии В от оси детектора 1, второй источник 3 наклонен под углом tf - к оси детектора. На пути излучения одного из источников расположен алю- миниевый фильтр 5, Детектор 1 регистрирует су14марную интенсивность п гамма-излучения источника 2, прошедшего через слой угля на ленте 4 конвейера, и рассеянного углем- гамма-излучения источника 3 Форма.зависимости интен- сивности п от толщины d слоя угля определяется соотношением размеров Hj В и h; эти зависш-юсти при значениях расстояний (параметров датчика) Н В и h, указанных около кривьпс 6 - 10, приведены на фиг, 2., С ростом толщины слоя угля интенсивность излучения от источника 2 убьшает по экспоненте, показатель которой зависит от толщины d слоя5 его плотности и степени уплотнения,, а от источника 3 снача™ .ла возрастает, а затем падает, причем в данном случае используется возрастающая ветвь этой зависимости.

Для исключения влияния толщины d слоя, плотности р и степени его уплотнения на результаты контроля не- т«содимо и достаточно;, чтобы на заданном диапазонеизменения толщины

от d

ми 4

ДО df.

wo КС

коивизна зкспоненциально убывающей функции скоростк счета детектора от первого источника 2 излучения была бы равна по веяртчине

0

5

0

5

0

5

5

0

5

и противоположна по знаку кривизне возрастающей функции скорости счета детектора от второго источника 3 излучения, а приращение и убывание скорости счета на диапазоне изменения толщины были бЫ равны между собой. Для этого отдельные составляющие возрастающей функции скорости счета детектора от толщины должны быть подобраны путем изменения конструктивных параметров установки второго источника 3 излучения определенным образом. Экспериментальное доказательство возможности подбора параметров Н, В и h датчика приведено на фиг. 2 (см. кривую 6), Зависимости между расстояния- и В и h, а также Н, В, h и d /ую, «с получены экспериментально; устойчивость этого решения по отношению к изменениям расстояний Н между лентой конвейера и детектором и В - между осью детектора и вторым источником 3 демонстрируется кривыми 7 - 10 на фиг,2.

Настройку двухлучевого датчика осуществляют следующим образом,

Размещают два однотипных источника мягкого гамма-излучения с энергией в диапазоне 40 - 80 кэВ в коллиматорах с углом коллимации, равным 45 ., что обеспечивает необходимую представительность измерений; при этом активность первого источника выбир ают приблизительно в 10 раз меньше, чем второго; устанавливают второй источник в коллиматоре над лентой конвейера на высоте h, выбирая значение h из конструктивных соображений, но учитывая максимальную толщину якс слоя угля; смещают второй источник от оси детектора на расстояние В, удовлетворяющее соотношению В (0,40 -0,46)h; устанавливают детектор излучения над лентой конвейера на высоте Н, удовлетворяющей соотношению

Н (1,0 - 2,2) 5

изменяют наклон коллиматора второго источника в плоскости расположения осей детектора и обоих источников до положения, при котором скорость счета излучения от второго источника, рассеянного пустой лентой конвейера, максимальна, и Ьиксируют это положение; измеряют скорость счета ,от второго источника при минимальной и максимальной толщинах слоя угля на ленте конвейера 1 устанавливают первьй источ31441280

ник соосно с детектором излучения и измеряют скорость счета гамма-излучения от этого источника при минимальной и максимальной толщинах слоя угля, например, закрыв коллиматор второго источника экраном, практически полностью поглощающим его гамма-излучение; вычисляют убывание скорости счета от первого источника и возрастание

н к с з

скорость счета от первого источника уменьшают при d „ Ю см до 1219 с Как видно из фиг. 2, при нахождении параметров датчика в пределах оптимальных значений чувствительность к толщине слоя сохраняется практиче- ски нулевой. При выходе параметров за пределы оптимальных значений чув

Изобретение относится к контролю вещественного состава радиационными - методами, особенно к контролю зольности угля двухлучевым датчиком. Целью изобретения является настройка датчика для контроля зольности угля на ленте конвейера. Способ настройки двух,лучевого датчика, состоящий из детектора излучения и двух однотипных ши- рококоллимированных источников мягко-- го гамма-излучения, первый из которых установлен под лентой конвейера соосно с детектором, а второй - над лентой, заключается в установлении угла коллимации источников равным 45°, установке второго источника над лентой на высоте h, превышающей максимальный слой , угля, так что он смещен от оси детектора на расстояние В, удовлетворяющее соотношению В (0,40-0,46)h, размещении детектора над лентой на высоте Н, удовлетворяющей соотношению Н (1,0-1,2) . Затем измеряют скорость счета излучения второго источника, рассеянного пустой лентой конвейера, при различном угле наклона коллиматора и фиксируют источник в положении, где эта скорость счета максимальна. Далее измеряют раздельно скорости счета от обоих источников при минимальном и максимальном слое угля, вычисляют убывание скорости счета излучения первого источника и возрастание - второго. В больший поток излучения помещают алюминиевый фильтр такой толщины, чтобы убывание и возрастание сравнялись. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. (Л 4) ни Ьд 00

от второго и подбирают толщину алюми- 10 ствительность к толщине слоя на краях

ниевого фильтра в пучке источника, обуславливающего большую скорость счета, так чтобы убывание и возрастание скоростей счета выравнялись.

Пример. Датчик состоял из сцинтшшяциоиного детектора на основе сцинтиллятора Nal(Te) размерами 40 X 20 мм и фотоумножителя типа ФЭУ-85 двух источников америция - 241 в контейнерах,, первый активностью - 10 mCu и второй активностью - 100 mCu Коллимахдая первого и второго потоков из тучения выбрана из условия представительности контроля и составляет 45.

Определяют минимальный слой угля на конвейере d „ц 10

см, и 20

максимальный слой угля (. -

высоту подвески второго источника излучения из конструктивных соображений выбирают h 30 см. По рредлагаемым соотношениям выбирают параметры датчика В 13 см, Н 51 см.Наклон коллиматора второго источника выбирают по максимальной скорости счета детектора от этого источника при пустой ленте конвейера и повороте источника вокруг горизонтальной оси контейнера. Последовательно на конвейер засыпают минимальньш (dддин - 0 см) и максимальный (d 20 см) слой угля и раздельно определяют скорости счета п, от первого и п от второго источников излучения. При dMv,H 10 см

. При ,-(

п 3095 с

излучения.

и п,

2858 20 см п.

4009 с- и

п, 2858 сВычисляют убывание

скорости счета от первого in, 2136 -и приращение скорости счета от второго источника излучения

Лп- 914. Так

дп 2136

v-Qt/- а.L ..... - дп- 914

то необходимо уменьшить скорость счета от первого источника в 2,337 раза или увеличить скорость счета от второго источника в такое же число раз. Подбором фильтра из алюминия

диапазона становится равной 4 %/см, что приводит к максимальной дополнительной погрешности при контроле зольности на краях заданного диапазона толщины, равной 4 абс.% (при чувствительности к зольности 1 %/см и среднеквадратическом отклонении толщины слоя jf 1 см) и средней дополнительной погрешности 2 абс.%.

При оптимальных параметрах В, Н и заданных значениях d и h увеличение толщины слоя, плотности и степени уплотнения угля снижает скорость счета детектора от первого источника излучения и повышает скорость счета детектора от второго источника излучения . Но общая скорость счета детектора сохраняется неизменной и не зависит от толщины слоя угля его плотности и степени уплотнения, В то же время при изменении зольности угля, например при увеличении, скорость счета детектора уменьшается.

Следовательно, описанная настройка двухлучевого датчика приводит к компенсации влияния неконтролируемых изменений толщины слоя угля, его плот™ ности и степени уплотнения, что повышает точность контроля зольности угля„

30

40

Формула изобретения

30

50

1. Способ настройки двухлучевого датчика, состоящего из детектора из- 45 лучения и двух однотипных ширококол1лимированных источников мягкого гам|ма-излучения, первый из которых установлен под лентой конвейера соосно с детектором, а второй - над лентой и смещен относительно оси детектора, з,аключающийся в выборе положения вто;рого источника относительно детектора излучения и ленты конвейера и подборе соотношения интенсивностей излучений от первого и второго источников, отличающийся тем, что, с целью осуществления настройки для

.контроля зольности угля на ленте конвейера, выбирают коллиматоры источни/U

-f

JV

.1

h) 7 B fs

а&хО

,lfff - в kff

/

.H H л

/