Устройство для калибровки нейтронных датчиков-зондов влагомеров сыпучих материалов с переменной плотностью Советский патент 1991 года по МПК G01N23/09 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к нейтронным влагомерам, регистрирующим два участка спектра замедленных нейтронов и применяемым для измерения влажности сыпучих материалов в черной металлургии, и может быть использовано для калибровки нейтронных влагомеров сыпучих материалов с переменной плотностью (например кокса, шихты и пр.).

Известны устройства для калибровки нейтронных влагомеров, содержащие комплект цилиндров различного диаметра, заполненных замедляющей средой и имеющих цилиндрические каналыдля датчиков, устанавливающихся внутри цилиндров. При этом состав материала

каждого из цилиндров характеризуется стабильным содержанием водородных ядер, а в сумме весь материал комплекта содержит такое количество водородных ядер, которое определяет весь диапазон влажности измеряемого вещества.

Недостатком такого устройства является то, что при градуировке в нем датчиков-зондов нейтронных влагомеров, регистрирующих два энергетических участка спектра замедленных нейтронов для определения влажности с коррекцией по плотности, возникают значительные погрешности. Эти погрешности обусловлены тем, что при смене цилиндров различного диаметра изменяется как поток замедленных нейтронов одного участка спектра (надкадмиевые нейтроны), так и поток нейтронов другого его участка (подкадмиевыё нейтроны). Вследствие этого невозможно добиться такой регулировки потоков обоих энергий,при которой, например, соблюдалось бы на определенный период постоянство потока нейтронов одного участка спектра при изменении потока другого участка спектра или одновременное независимое изменение обоих потоков. Кроме того, такое устройство громоздко (комплект цилиндров) и трудоемко при калибровке, что вызвано перемешиванием датчика из одного цилиндра в другой при градуировке. Наиболее близким к предложенному устройству является устройство,которое содержит корпус с замедлителем, канал для введения зонда и кадмиевый экран, причем кадмиевый экран выполнен в виде сменных пластин различной толщины так, что каждая новая сменная пластина в процессе градуировки располагается на определенном уровне в калибрационной полости. Следовательно, устройство работает- по методу изменения эффективной площади регистрации замедленных нейт ронов поглотителем, вследствие чего при построении градуировочной кривой изменяют воспроизводимую влажность материала. Однако и в этом устройстве при ка либровке возникают погрешности,обусловленные взаимосвязанными изменения ми влажности. РУУ и плотности /} , ввиду того, что при установке в калибрационной полости экранных пластин из кадмия практически достигается изменение лишь потока подкадмиевых нейтронов, поток же надкадмиевых нейтронов практически не изменяется Цель изобретения - .независимое и одновременное моделирование влажнос ти и плотности измеряемого материал путем независимбго и плавного измен ния потока нейтронного излучения двух участков энергетического спект ра. Это достигается тем, что в предл женное устройство для калибровки ейтронных датчиков-зондов влагомеов сыпучих материалов с переменной лотностью, использующих регистрацию вух участков спектра замедленных нейтронов, содержащее корпус с замедлителем нейтронов, с полым распоожением по центру каналом для ввеения зонда, кадмиевьй экран, соосный с каналом, дополнительно введен экран, выполненный из боросодержащего материала, например карбида бора, и соосньй с каналом и кадмиевым экраном, причем каждьй из экранов снабжен механизмом независимого перемещения, при этом оба экрана помещены между замедлителем и каналом для введения зонда. На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства, разрез. Устройство содержит корпус 1 цилиндрического типа, наполненный замедлителем 2 нейтронов. В качестве замедлителя может быть выбрано водородсодержащее вещество (например вода, масло, парафин). Калибрационный узел состоит из двух полых цилиндров 3 и 4, причем цилиндр 3 выполнен из борсодержащего материала (например из карбида бора), а цилиндр 4 выполнен из кадмия. Цилиндры 3 и 4 посажены на калибрационную шахту 5, которая служит направляющей при движении этих цилиндров. Цилиндры 3 и 4 посредством тяг 6 и 7 связаны с механизмами 8 и 9 их независимого перемещения. Калибрационная шахта 5 служит для установки измерительного зойда (на чертеже не показан) , содержащего источник быстрых нейтронов и детекторы подкадмиевых и надкадмиевых нейтронов. I Устройство работает следующим образом. Перемещая цилиндр 3, устанавливают значение интенсивности детектируемых надкадмиевых нейтронов,соответствующее заданной плотности 0 и влажности РУУ материала, затем,перемещая кадмиевый цилиндр 4, выставляют значение интенсивности регистрируемых, подкадмиевых нейтронов,соответствующее заданным р, и Дуу

УСТРОЙСТВО ДЛЯ Ю\ЛИБРОВКИНЕЙТРОННЫХ ДАТЧИКОВ-ЗОНДОВ ВЛАГОМЕРОВ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ С ПЕРЕМЕННОЙ ПЛОТНОСТЬЮ, содержащее корпус с замедлителем быстрых нейтронов, полым расположенным по центру каналом для введения зонда, кадмиевый экран, со- осный с каналом, отличаю- . щ е е с я тем, что, с целью независимого и одновременного'моделирования влажности и плотности измеряемого материала, в него дополнительно введен экран, выполненный из борсодержаще- го материала, например карбида бора, соосньй с каналом и кадмиевым экраном, причем каждый из экранов снабжен механизмом независимого перемещения, при этом оба экрана помещены между замедлителем и каналом для введения зонда.о ?(Л