Устройство для рентгенорадиометрического абсорбционного анализа газов Советский патент 1989 года по МПК G01N23/06 

3149

лучение. Вдоль двух других граней выполнены два газовых коллектора 7 и 8 с пнускным 9 и вынускным 10 натрубками. В стенках коллекторов 7 и 8, o6pailteHHbix к рабочей камере 1 1 кюветы 3, вынолиены щели 2, равноотстоящие на расстоянии lo ДРУг от друга, площади которых увеличиваются по мере удаления от иатрубков 9 и 10. В рабочей камере 11 размащен коллиматор 13, набранный из прямоугольных гофрированных пластин 14 так, что зазор пластинами меньше, чем высота гофра, пластины К примыкают к окнам 5 и 6 кюветы 3 своими торцами, а сверху и снизу зажаты между стенками газовых коллекторов 9 и 10. Между гофрированными новерхиостями пластин 14 образуются коллимационные каналы для прохода излучения а газ проходит между нластинами 14 сверху вниз по минимальному пути. Так как щели выполнены поперек расположения пластин 14 на всю ширину рабочей камеры 11, газ заполняет равномерно все промежутки между гофрированными пластинками. Та |Ким образом, в устройстве реализована поперечная схема продувки кюветы, ми- нимизирующая время движения газа через рабочую камеру кюветы. Располо- нение коллекторов 7 и 8 вне рабочей камеры 11 кюветы дает возможность выполнить коллимационные каналы максн- мальпой ДЛШ1Ы и тем снизить вероятность регистрации рассеянного излучения.

Образование коллимационных каналов набором гофрированных пластин с Ьазором между ними, меньшим чем высота гофра, минимизирует суммарное сечение стенок коллиматоров, что позволяет увеличить интенсивность прошедшего излучения и снизить эффектив ность регистрации излучения, рассеян . ноге 13 вертикальной плоскости, и тем

самым повысить статистическую точ- ность анализа.

Площадь поперечного сечения впуск него (и выпускного) патрубка должна быть больше или равна суммарной нло- щади всех щелей между газовыми кол-- лекторами и рабочей камерой кюветы.

Давление газа в коллекторе по мере удаления от впускного отверстия падает. Для обеспечения одинакового расхода газа через каждую щель площадь щели должна увелич1-1ваться по

мере удаления от впускного патрубка. Движение газа по каналам прямоугольной формы можно описать уравнением Гагена-Пуазеля, при этом расход газа Q равен

ЛР

S

С.

1 8Тт где ДР - перепад давления на длине

канала 1;

S - площадь щели (сечения канала);

1 - динамическая вязкость; С - поправочный коэффициент. Формула для площади щели получена на основе метода электрогидродинамической аналогии, по которой система щелей между коллектором и рабочим заменена электрической цепью параллельно соединенных сопротивлений R, а расстояние между щелями - сопротивлением R, Расход газа Q соответствует сумме токов через сопротивления, разность /)Р давлений в газовом коллекторе, coeдшieннoм с впускным патрубком, и рабочей камере соответствует напряжению на входе 81/Гп

S2 с

ет сопротивлению R|. Полученная формула для площади k-й щели такова:

s,(k-i)(u-|-) if-

где SQ - площадь сечения впускного патрубка;

S - площадь сечения первой от патрубка щели;

п - количество щелей;

1р - расстояние между щелями;

1 - длина канала, образованного щелью и соединяющего

О

Впускной коллектор и рабочий объем.

Ввиду того, что подкоренное выражение должно быть больше нуля, количество щелей п должно быть меньше, чем определяемое из. условия

сети, а величина

соответству

D - о (i;71)(s7/sji

0.

Допустнм, что S(, 250 S 10 мм мм; мм.

/Si,-г 10 ( 10. 2 „ Г11А а- (--} -- (---) €,016.

Определим количество щелей:

1Г

Выбираем значение п

S,l-(k-0(n- ). мм-2-;

10. Sj.

S5

,72 Й4 12,74 13,86 8 15,07 8.,3 ммТ ,46 ,38 S ; 18,89 мм

Сравнительные испытания предлагаемого и известного устройств показали, что время смены газа в рабочей камере проточной газовой кюветы уменьшается по сравнению с известным от 3 до 5 раз (.в зависимости от соотношения продольных и поперечных размеров кю- веты). Такие улучшенные характеристики позволяют использовать данное устройство в конструкциях гамма-абсорбционных газоанализаторов с более высокими технико-экономическими показателями, например, с одной проточ- нбй кюветой и переключаемыми газовыми потоками вместо двух кювет (сравнительной и рабочей) и др.

Формула изобретения

Устройство для рентгенорадиометри- ческого абсорбционного анализа газов содержащее источник рентгеновского или гамма-излучения, детектар излучения и проточную кювету, включающую корпус с входным и выходным окнами из слабопоглощающего излучение источника материала и подсоединенные к нему впускной и выпускной патрубки равного диаметра, причем в корпусе вьтолнены рабочая камера и два газовых коллектора, каждый из которых сообщается с камерой и одним из патрубков, а в рабочей камере размещен многоячеистый коллиматор, ориентированный в сторону входного и выходного окон, отл.и чающее с я

U95694

тем, что, с целью повышения точности анализа и сокращения времени на его проведение, корпус кюветы вьшолнен в форме прямоугольного параллелепипеда, а патрубки подсоединены-к нему сверху и снизу, окна размещены в двух вертикальных гранях корпуса, а рабочая камера и газовые коллекторы выполнены в форме прямоугольных параллелепипедов равной длины и ширины, рйзмещенных параллельно друг другу вдоль горизонтальных граней корпуса кюветы, причем коллекторы размещены

сверху и снизу от камеры и отделены от нее стенками, в которьгх по всей длине коллекторов на одушаковом расстоянии одна от другой выполнены параллельно поверхности окон прямоугольные щели шириной, равной ширине камеры, и с площадью поперечного сечения, увеличивающейся по мере удаления от места соединения патрубка с коллектором так, что площадь

k-й от патрубков щели определяется по формуле....

S,S,(k-l)(n- |-)(|f) .

где Sp - площадь сечения патрубка; п - количество щелей; iS- - площадь сечения первой от

патрубка щеЛи;

1р - расстояние между щелями; 1 - длина канала, образов анноло щелью и coeд шяющeгo коллектор и камеру;

а коллиматор, заполняющий весь объем камеры, выполнен в виде набора установленных вертикально прямоугольных гофрированных пластин, вложенных одна в другую с зазором, меньшим высоты гофра.

1495694

i§1/9

Изобретение позволяет повысить точность анализа и сократить время его проведения. Устройство содержит источник излучения, детектор излучения и проточную кювету, состоящую из корпуса в форме прямоугольного параллелепипеда и впускного и выпускного патрубков, подсоединенных к корпусу сверху и снизу. В двух вертикальных противоположных гранях кюветы выполнены окна из слабопоглащающего излучение материала. Внутри корпуса выполнены рабочая камера и сверху и снизу от нее два газовых коллектора, сообщающиеся с патрубками и с рабочей камерой. Камера и коллекторы имеют форму прямоугольных параллелепипедов равной длины и ширины и размещены параллельно друг другу вдоль горизонтальных граней корпуса кюветы. В стенках, которыми разделены камеры и коллекторы, выполнены прямоугольные щели одинаковой ширины, равной ширине камеры, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга, причем площадь щели увеличивается по мере удаления от патрубка. Внутри рабочей камеры расположен ориентированный в сторону входного и выходного окон коллиматор в виде набора прямоугольных гофрированных пластин, вложенных друг в друга с зазором, меньшим высоты гофра, и установленных вертикально, причем длина пластин равна длине камеры. 3 ил.

L

///7/j // /.

IA

Фиг. 1

LE

A-A

lo 1o lo

фие. 2

Щ Щ