Контрольно-калибровочное устройство для нейтронных датчиков-зондов Советский патент 1983 года по МПК G01T3/00 

Изоеретение относится к прибоЬостроению, в Ч51СТНОСТИ к контрольнокапибровочнш устрЬйствс1м дл нейт- ройных датчиков-зондов, используемых при HccneJESOBaHHH физических св1эйств материалов с помощью нейтронного излучения, например, при измерении ;. влажности и плотности различных материалов. 1 .

По основному авт. св. 690958 известно контрольно-калибровочное устройство, используемое для калибровкинейтронных датчиков-зондов, применяемых, напри юр, .для измерения влажности материалов и срдержа11и1Х один источник быстрых нейтронов и один или . несколько детекторов нейтронов, регистрирующих поток нейтронного излучения, содержащее корпус с замедлителем нейтронов:из водородсодержащего материала, центральный цилиндр с .кали н ованной полостью для размещения в .нем датчика-зонда с источником н детекторгими и привод с направляющей и задающей шкалой для перемещения I замедлителя отндсительйо калибргщйойной полости. Замедлитель выполнен в виде- двух дисков, охватывающих кaля рационную полость и синхронно перемещаемых во взаимнопротивоположных

направлениях посредством привода,для чего привод снабжен, напрнмер, винтом с правой и левой резьбой.

Изменяя положение дисков замедлителя , получают необходимые значения потока тепловых нейтронов одного энергетического спектра в любом заданном днапазоне кгшибровки датчиков-зондов с необходимой точностью и

10 количеством калиброванных значений

, потока тепловых нейтронов.

Однако это устройство не может использоваться для кали 5ровки йейтронных датчиков-зондов, регистрирую щих потоки медленных нейтронов двух участков энергетического спектра и содержащих, , источник быст-рых нейтронов и две группы детекторов подкадогаёвых и яедкадмневых нейТ

20 ронов, так как в нем невозможно до- : биться такой регулировки потоков нейтронов двух энергий, при которой, например, соблюдалось бы на определенный период одновременное независй25 мое изменение обеих потоков или постоянство одаюго rioTOica при изменении другого.

Цель изобретения - калибровка нейтронных датчиков-зондов, регист30 рирующих одновременно два разноэнер- гетических потока нейтронов, соответствующих влажности и плотности измеряемого материала. Поставленная цель достигается тем что в контрольно-калибровочном устройстве замедлитель выполнен в виде системы- регулирования.потоков излучения, содержащей две пары цилиндров, одна из которых, являющаяся поглотителем медленных нейтронов, выполнена окружающей центральный цилиндр, а другая, являющаяся замедлителем быстрых нейтронов, выполнена окружающей центральный цилиндр и цилиндры поглотителя, причем каждая пара цилиндров связана с направляющей приводом их синхронного противоположно направленного попарно независимого перемещения На фиг. 1 изображена общая схема калибровки нейтронных датчиков-зондов по влажности и плотности; на фиг. 2 - предлагаемое устройство, ра рез; на фиг. 3 - сечение А-Л на фиг. на фиг. 4 - график зависимости интен сивности потока надкадмиевы нейтронов Зц от интенсивности потока подкад миевых нейтронов 3 . Калибруемый датчик-зонд 1, (Лиг.1 содержащий источник быстрых нейтронов 2 и детекторы подкадмиевых нейтронов 3 и надкадмиевых нейтронов 4, помещен внутри центральной калибрационной полости 5калибрационного уз ла 6, имеющего приводы 7 и 8. Корпус 9 калибрационного узла 6 выполнен из материала, например карбида бора, поглощающего медленные нейтроны и ок ружен биологической защитой 10. Датчик-зонд подключен к регистратору 11, регистрирующему интенсивности электрических импульсов от детекторо 3 и 4, преобразующих потоки подкадмиевых нейтронов, необходимые величи ны которых устанавливаются перемещением цилиндров подвижного замедлителя 12 и поглотителя 13 посредством приводов 7 и 8 соответственно. Цнлин дрические поглотители 13, выполненные, например, из кадмия, расположен ные в корпусе 9 Ксшибрационного узла 6 и охватывающие центральную калибра ционную полость 5, перемещаются синх ронно во взаимно противоположных направлениях по винту 14 посредством привода 8. Цилиндрические замедлители 12 из водородсодержащего материала, например капролона, расположенные в корпусе 9 калибрационного узла 6 и охватывающие центральную калибрациоиную полость 5 и поглотитель 13 перемещаютсясинхронно во взаимно противоположных направлениях по винту 15 посредством привода 7. Винт 14 и 15 выполнены на половине своей длины с правой и на половине с левой резьбой, что позволяет каждому из дисков синхронно перемещаться в противоположных направлениях по отношению друг к другу. Устройство работает следующим образом. Посредством приводов 7 и 8 перемещают плавно цилиндры 12 и 13 замедлителя и поглотителя, сближая их друг с другом или удаляя.так, что потоки надкадмиевых и подкадмиевых нейтронов, соответствующие в реальных условиях измеряемым значениям влажности и плотности и регистрируемые детекторами 3 и 4, зменяются в широких пределах. Измеряя при этом интенсивности потоков подкадмиевых и надкадмиевых нейтронов, получают значения точек калибровочной кривой датчика-зонда. Работа устройства иллюстрируется приведенным на фиг. 4 графиком зависимости интенсивности потока надкадмиевых нейтронов Оц от интенсивности потока подкадмиевых нейтронов Эй или пропорциональной зависимости воспроизводимой плотности PQ материала от воспроизводимой влажности р, ввиду того, что плотность материала р в большей степени определяется интенсивностью потока надкадмиевых нейтронов , а влажность в большей степени определяется интенсивностью потока подкадмиевых нейтронов Зи В начальный момент цилиндры замедлителя 12 и поглотителя 13 находятся в одном из крайних положений, например, верхнем. Измеряя интенсивности Лцу Эд , получают точку а , которая позволяет воспроизвести минимальную влажность и плотность материала. При перемещении цилиндров замедлителя 12 к центру при неизменном первоначальном положении цилиндров поглотителя 13 получают множество точек на линии a-cJ, характеризующей изменение интенсивности потоков надкадмиевых и подкадмиевых нейтронов, точка S соответствует регистрируемым максимальным потокам надкадмиевых и подкадмиевых нейтронов, получаемым в устройстве, и позволяет воспроизвести максимальные влажность и плотность материала. Фиксируя цилиндры замедлителя 12 в центре и перемещая затем цилиндры .поглотителя 13 к центру, получают изменяющийся поток подкадмиевых нейтронов .3)у, , описываемый на графике множеством точек на линии dT- Ь , при этом поток надкадмиевых нейтронов Эц практически остается постоянным.Точка позволяет получить максимальную плотность и минимальную влажность Затем, перемещая одновременно цилиндры поглотителя 13 и замедлителя 12 от центра к первоначальному положению, получаем множество точек по линии |)-С(. Отсюда следует, что необходимые значения влажности р и плотности рс материала для контроия и калибровки

нейтронных датчиков-зондов воспроизводятся предлагаемым устройством в виде области значений О, б , . При этом можМо выбрать также положения цилиндров замедлителя 12 Vi поглотителя 13, при которых одному и тому же значению интенсивности потока подкадмиевых нейтронов .Зу, (влажности ) будет соответствовать множество значений интенсивности потока надкадг-шевых нейтронов Эц плотности р ) , что на графике соответствует геометрическому месту точек на прямой -2, а одному и тому же значению интенсивfiocTK потока надкадмиевых нейтронов (плотности PJJ) будет соответствовать множество значений интенсивности потока подкадмиевых нейтронов (влажности рц ), что на графике соответствует геометрическому месту точек на прямой -д.

Таким, образом, предлагаемое устройство позволяет производить плавную одновременную и независимую калибровку нейтронных датчиков-зондов, регистрирующих одновременно два раэноэнергетических потока нейтронов, путем плавного одновременного и независимого изменения этих потоков. Предлагаемое устройство обеспечивает Ксшибровку двухканальных датчиков-зондов нейтронных влагомеров кокса типа ВНСК по влажности и плотности с погрешностью 0,2% абс., что в ,2,5 раза меньше основной погрешности

влагомера, откалиброванного известным стандартным методом калибровки по влажности.

Формула изобретения

Контрольно-калибровочное устройство для нейтронных датчиков-зондов по авт. св. 690958, отличающееся тем, что с целью калибров0ки нейтронных датчиков-зондов, рех истрирующих одновременно два разноэнергетических потока нейтронов, соответствующих влажности и плотности измеряемого материала, замедлитель

5 выполнен в виде системы регулирования потоков излучения, содержащей две пары цилиндров, одна из которых,, являющаяся поглотителем медленных нейтронов, выполнена окружающей центральный цилиндр, а другая, являющаяся

0 замедлителем быстрых нейтронов, выполнена окружающей центральный цилиндр и цилиндры поглотителя ,причем каждая пара цилиндров связана с направляющей и приводом их синхрон5ного противоположно направленного попарно независимого перемещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

1. Авторское свидетельство СССР 9 690958, кл. G 01 Т 3/00, 1977 (про тотип).

W

ui.1

fO

Фиг.2

.J

fw)

ФигЛ