Устройство для измерения содержания радиоактивного компонента в потоке сыпучего материала Советский патент 1992 года по МПК G01N23/06 

Изобретение относится к области измерения концентрации радиоактивных компонентов в потоке сыпучих материалов и может быть использовано для анализа минерального сырья, руд и т.п. материалов, обладающих естественной радиоактивностью.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема устройства для измерения содержания радиоактивного компонента в потоке сыпучего материала на ленте конвейера.

Устройство содержит источник I гамма- излучения, выполненный протяженным па

ширине потока материала 2, транспортируемого по ленточному конвейеру 3, защитный экран 4, связанный с пневмоприводом 5, управляемым пневмопреобразователями 6 и 7, детектор 8, последовательно соединенные усилитель 9 и амплитудный анализатор 10 импульсов и вычислительное устройство 11. Устройство содержит также конечные выключатели 12, 13 и блок 14 регистрации, подключенные к вычислительному устройству 11, один из выходов которого соединен с пневмопреобразователями 6 и 7. В качества у:сточника1 гамма-излучения взят концентрат радиоактивного компонента, входящего в исследуемый материал 2, например, при измерении содержания KCI в сильвинитовой руде, источник выполняется

Ч

ю

со

толщиной 20-40 см и заполняется концентратом KCI, в качестве детектора 8 - сцинтил- ляционный блок детектирования на основе кристалла, например. Nal(TI)

Экран 4 может быть выполнен из тяжелого металла, например свинца. Размеры экрана 4 выбираются из условия полного перекрытия сечения потока гямма-лучей, испускаемых источником в направлении детектора.

Устройство работает следующим образом.

Детектор 8 непрерывно регистрирует гамма-излучение, исходящее от исследуемого материала 2 и от источника 1 как в момент, когда экран 4 расположен между источником 1 и материалом 2, так и в момент, когда экран 4 выведен из этого промежутка. Сигналы с детектора 8 поступают на усилитель 9 и далее на амплитудный анализатор 10 импульсов. Импульсы с амплитудой ниже установленного уровня (шумовые импульсы и импульсы, соответствующие энергии комптоновских гамма-квантов), не проходят на выход, а с амплитудой выше установленного уровня (информационные импульсы, соответствующие энергии первичного излучения радиоактивного компонента), проходят на выход анализатора 10.

Вычислительное устройство 11 управляет перемещениями экрана4, осуществляя циклический режим работы двух счетчиков интенсивности выходных импульсов анализатора 10, в которых накапливаются определенные количества импульсов за выбранное время т . Вычислительное устройство 11 выставляет сигнал, в соответствие с которым пневмопреобразователь 6 открывает левую камеру пневмопривода 5, а пневмопреобрэзователь 7 подает давление в правую камеру пневмопривода 5. При этом поршень пневмопривода 6 перемещает экран 4 влево, перекрывая излучение источника 1. По сигналу конечного выключателя 12 производится накопление числа N импульсов, обусловленных гамма-излучением радиоактивного компонента измеряемого материала, в течение выбранного промежутка времени т. Затем аналогичным образом по сигналу вычислительного устройства 11 экран 4 перемещается вправо, открывая источник 1, и производится накопление числа NI импульсов, обусловленных гамма-излучением измеряемого материала 2 и источника 1. Вычислительное устройство 11 подсчитывает соответствующие скорости счета 2 и И и записывает их в оперативную память.

Так осуществляется выбранное количество циклов По, необходимое для одного измерения содержания радиоактивного компонента. Расчет результата измерения содержания состоит из следующих операций:

1) расчет скорости счета импульсов при открытом источнике 1

11

Ml Гэ

и

при закрытом источнике 1

N2

I2

ьэ

где NI - число импульсов, зарегистрированных за время экспозиции гэ при открытом источнике 1;

N2 - число импульсов, зарегистрированных за время экспозиции при закрытом источнике 1;

2)суммирование данных (И, (2) за п0 циклов (величина П0 устанавливается равной не менее 30), результаты обозначаются символами 11 и 12;

3)расчет высоты слоя потока материала 2 производится по формуле:

11-12

In

h -

(ho-120)6

где ho, ho - скорости счета импульсов при отсутствии материала 2 на ленте конвейера 3, соответственно, для открытого и закрытого источника 1 экраном 4; Н - высота установки источника 1 над лентой конвейера 3;

fis- линейный коэффициент поглощения излучения источника 1 в воздухе;

/$- линейный коэффициент поглоще- ния излучения источника 1 в измеряемом материале 2;

4) расчет массовой доли радиоактивной компоненты производится во формуле

И-Иое- С -)

Г -

n(1 ) + к0

где - коэффициент линейного самопог- лощения излучения измеряемого материала 2;

ф - скорость счета импульсов фона;

п - нормирующий коэффициент;

А и К0 - эмпирические коэффициенты.

5) расчетные данные выводятся на блок 14 регистрации.

Устройство испытано при измерении содержания хлористого калия в молотом сильвините по содержанию радиоактивного изотопа калий-40. Погрешность измерения содержания снижена в несколько (5-6) раз по сравнению с погрешностью устройства- прототипа.

Формула изобретения

Устройство для измерения содержания радиоактивного компонента в потоке сыпучего материала на ленте конвейера, включающее детектор радиоактивного излучения, расположенный по одну сторону от ленты конвейера и соединенный с входом усилителя, выход которого соединен с входом анализатора амплитуд импулъсов, блок регистрации и расположенный с другой сторо0

5

ны ленты конвейера источник, гамма-излучение которого коллимировано и направлено через измеряемый материал на детектор, отлича ющееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены вычислительное устройство и защитный экран, размещенный между источником и потоком материала и связанный с приводом, снабженным пнев- мопреобразователями, источник выполнен из определяемого радиоактивного компонента протяженным в направлении поперек ленты конвейера длиной не менее ширины ленты, вход вычислительного устройства соединен с выходом анализатора амплитуд импульсов, один выход соединен с входом блока регистрации, а другой выход подключен к приводу экрана через пневмопреобра- зователи.

Изобретение относится к области измерения концентрации радиоактивных компонентов в потоке сыпучих материалов. Целью изобретения является повышение точности измерения. Устройство содержит источник из определяемого радиоактивного компонента и защитный экран (с приво- дом).расположенные с одной сторсны ленты конвейера, детектор радиоактивного излучения, расположенный с другой стороны ленты конвейера и последовательно соединенный с усилителем, анализатором амплитуд импульсов, вычислительным устройством и блоком регистрации. Второй выход вычислительного устройства подключен к приводу экрана через пневмопреобразо- ватели. Источник выполнен протяженным в направлении поперек ленты конвейера длиною не менее ширины ленты. Излучение источника коллимировано и направлено через измеряемый материал на детектор. 1 ил. СП

А -

&