Способ контроля состава бинарных смесей Советский патент 1981 года по МПК G01N23/02 

- .1

Изобретение относится к контролю вещественного состава бинарных и квазибинарных смесей, например зольности угля.

Известны устройства контроля состава бинарных и квазибинарных смесей, основанные на измерении плотности потока излучения рассеянного в материале TlJ .

Недостаток известных способов сильная зависимость результата измерения от толщины слоя контролируемого материала и его насыпной плотности. -

Наиболее близким по технич. сущности к предлагаемому являете способ контроля состава бинарных смесей, например зольности угля, заключающийся в измерении плотности потока излучения, рассеянного в контролируемой смеси в направлении вперед, протяженным детектором, подвешенным над слоем контролируемой смеси перпендикулярно ее поверхности, причем расстояние источник-детектор выбрано соответствующим плато на зависимости плотности потока рассеянного излучения от толщины слоя контролируемой . смеси f2 .

Однако конечная чувствительность к насыпной плотности контролируемого материала, которая может изменяться, например, из-за неодинакового заполнения кюветы, снижает точность измерения известного способа.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет устранения влияния изменения насыпной плотности

10 материала на результаты контроля.

Поставленная цель достигается тем, что способу контроля состава бинарных смесей, например

S зольности угля, заключающемся в из. мерении плотности потока излучения, рассеянного в напг шлении вперед контролируемой смесью, протяженным детектором, подвешенн1я«1 над слоем

20 контролируемой смеси перпендикуляр-, но ее поверхности, при выбранном расстоянии источник-детектор измеряют зависимость чувствительности к насыпной плотности от высоты подвески детектора над нижней границей слоя контролируемой смеси и выбирают высоту подвески детектора, сс;отватствукндей нулевой чувствительности к насыпной плотности. Чувстйктель30 ность к насыпной плотности есть

относительное приращение сигнала детектора, отнесенное к приращению насыпной плотности.

На фиг. 1 показана схема установки для реализации предлагаемого способа, на фиг. 2 - зависимость относительной чувствительности к насыпной плотности от высоты подвески детектора над нижней границей слоя контролируемой смеси.

Источник 1 гамма-излучения (америций - 241) располагает с одной стороны круглой кюветы 2, заполняемой контролируемым углем и имеющей отверстие (паз для погружения детектора излучения). Толщина кюветы соответствует плато на кривой зависимости плотности потока излучения от толщины слоя материала. Источник расположен на оси протяженного дете тора 3, например газоразрядного счетчика.

Детектор подвешивают перпендикулярно к поверхности слоя. Он может быть погружен до нижней границы конролируемого слоя. Между источником и детектором 3 расположен экран 4, практически полностью поглощающий излучение в углу прямой видимости. На детектор попадают кванты, рассеяные в объеме материала, преимущественно, в направлении вперед. Пробой угля со средней зольносты заполняют кювету и измеряют значение скоростей счета рассеянного излучения (п) при различной высоте подвески детектора над нижней границей слоя контролируемой смеси. Затем пробу угля принудительно уплотняют, добавляют- массу 1 кг и вновь измеряют скорости счета рассеянного излучения (ni) при тех же значениях высоты подвески детектора. По полученны значениям п и п о определяют чувствительность к насыпной плотности по соотношению

ng 100 % см п ДР„ 2

РМ

где ЬРц - эазность насыпных плотностей угля после и до уплотнения пробы.

При малых высотах подвески.детектора (см.фиг.2) чувствительность к насыпной плотности ноложительна, затем она обращается в нуль и становится отрицательной при больших высотах подвески. Выбирают вАсоту подвески детектора, соответствующей

(фиг.2). Измерение зольности

опт

угля производят при высоте подвески детектора h Ьопт- В этой точке результат измерения зольности угля полностью не зависит от насыпной плотности. Это объясняется следующим образом. При определенном значении среднего пути прохождения гаммаквантой в слое материала чувствительность к насыпной плотности зависит от изменения числа центров рассеяния (электронов) в материале и от изменения числа гамма-квантов, выбывающих из регистрируемого детек- тором потока рассеянного излучения.

Относительное увеличение числа центров рассеяния при увеличении на сыпной плотности материала вызывает положительное приращение регистрируемого детектора потока излучения и не зависит от пути прохождения гамма-квантов в слое материала. 0т0 носительное изменение числа гамма- квантов, выбывающих из регистрируемого детектором потока рассеянного излучения, при увеличении насыпной плотности материала вызывает снижеS ние (отрицательное приращение) регистрируемого детектором потока излучения и зависит от среднего пути прохождения га пиа-квантов в слое материала. Поэтому при малых значениях среднего пути прохождения гаммаквантов в слое материала чувствительность к насыпной плотности положительна, затем при некоторых значениях среднего пути она обращается в нуль, и при больших з.начёниях пути прохождения гамма-квантов в материале чувствительность к насыпной плотности становится отрицательной. При изменении высоты подвески детектора изменяются средние пути прохождения гамма-квантов в материале и при низких подвесках детектора они малы и увеличиваются при псдзнятии детектора. Увеличение среднего пути прохождения гамма-квантов вызывает

5 снижение плотности потока излучения. При определенной высоте подвески детектора убывание потока, вызванное увеличением пути прохождения гаммаквантов, равняется увеличению потока

0 излучения, вызванному ростом числа центров рассеяния. При этой высоте изменение насыпной плотности не приводит к изменению величины регистрируемого сигнала, но при этой же

, высоте подвески детектора сохраияется чувствительность к зольности, вызванная увеличением эффективного порядкового номера смеси при росте зольности.°

Экспериментальные данные показы вают, что общая погрешность измерения зольности при оптимальной высоте подвески снижается ,31,4 раза.

. Формула изобретения

Способ контроля состава бинарных смесей, например зольнрсть угля, заключающийся в измерении плотности потока излучения, рассеянного в контролируемой смеси в направлении вперед, протяженным детектором, подвешенным над слоем контролируемой смеси перпендикулярно ее поверхности, причем расстояние источник-детектор выбрано соответствующим плато на зависимости плотнос и потока рассеянного излучения от толщины слоя контролируемой смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет устранения влияния изК1енения насыпной плотности материала на результаты контроля, измеряют зависимость чувствительности к насыпной плотности от высоты подвески детектора, над нижней границей слоя контролируемой смеси и выбирают высоту подвески детектора, соответствующей нулевой чувствительности к насютной плотности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ 1259120, кл. 42 В 3/52, опублик, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР Ю 409554, кл. G 01 N 23/20, 1970

(прототип).

h,CH