Способ контроля состава бинарных и квазибинарных смесей

(51) М, Кл. б 01 Х 23/2 8149/26-25 Заявлено 26.08,70 с присоединением киосударственный комитет авета Министров СССР иоритет(72) Авторы изобретени ртебныигорного дела вский, А. Г. Васильев, П. Я,и К. С. Клемпнер о Красного Знамени институ им, А. А, Скочинского(71) Заявител Ордена Трудов СТАВА БИНАРНЫХ РИМЕР ЗОЛЬНОСТ УГЛЯ 2(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ АЗИБИНАРНЫХ СМЕСЕЙ, НИзобретение относится к способам контроля состава бинарных и квазибинарных смесей, например зольности угля.Известны способы контроля состава бинарных и квазибинарных смесей, основанные на 5 измерении интенсивности излучения, рассеянного в материале.Цель изобретения - уменьшение влияния на результаты измерений колебаний толщины контролируемого материала, степени его уп плотнения и влажности, а также увеличение чувствительности контроля и уменьшение активности источника излучения.Для этого измеряют интенсивность бета-, гамма- или рентгеновского излучения, рассе янного в материале в направлении вперед, протяженным детектором, ось которого перпендикулярна к поверхности исследуемого материала, причем расстояние источник-детектор выбирают соответствующим плато на кривой зависимости интенсивности рассеянного излучения от толщины слоя материала, построенной по результатам измерения зависимости интенсивности рассеянного излучения от расстояния источник-детектор для различных толщин слоя исследуемого материала.Предлагаемый способ может быть применен для контроля состава в отобранных пробах и в потоке при использовании гамма(или рентгеновского) излучения, а также бета-излучения (ускоренных электронов),На фиг. 1 показана схема установки для реализации предлагаемого способа при контроле зольности угля в отобранных пробах с использованием источника мягкого гамма-излучения; на фиг, 2 представлена зависимость скорости счета (в относительных единицах) от толщины слоя при оптимальном расстоянии источник-детектор.Источник 1 гамма-излучения (америций) располагают с одной стороны круглой кюветы 2, заполненной исследуемым материалом, Высота кюветы, соответствующая средней толщине слоя материала, равна Источник расположен на оси протяженного детектора 3 (например газоразрядного счетчика), Детектор устанавливают перпендикулярно к поверхности слоя; он может быть частично погружен в глубь слоя. Между источником 1 и детектором 3 расположен экран 4, практически полностью поглощающий излучение. На детектор попадают кванты, рассеянные в объеме материала преимущественно в направлении вперед (этот термин показывает отличие от способа обратного рассеяния),Излучение, рассеянное вперед, ранее было успешно использовано, например, для контроля массы в потоке. При этом выбирали такиеусловия, когда скорость счета гамма-квантов,рассеянных материалом, была пропорциональна толщине 1 слоя,1= сопз 1 1. При осуществлении предлагаемого способа реализуются условия, при которых скорость счета 1 не зависит от 1 (в определенных пределах значений 1):1 = сопз 11(1),При увеличении толщины слоя происходят ослабление плотности потока гамма-квантов в точке Л за счет самопоглощения излучения (увеличение, в среднем, г, и г) и удаления рассеивающих объемов от источника (увеличение, в среднем Я) и одновременное увеличение плотности потока за счет роста общего числа центров рассеяния (электронов) и приближения излучающих рассеянное излучение элементов объема до к точке Л (уменьшение, в среднем Я),При использовании показанной на фиг. 1 геометрии и специальном выборе расстояния Л источник-детектор на кривой 1 = 1(1) возникает плато (фиг. 2), в пределах которого скорость счета практически не зависит от толщины слоя.Оптимальное расстояние Листочник-детектор находят путем снятия при различной толщине 1 слоя зависимости 1 от Л и выбора расстояния, при котором на кривой 1=/(1) появляется плато,В общем случае (при горизонтальном расположении детектора или при произвольном значении 2) кривая 1= 1"(1) имеет сложный характер (например, реализуется кривая с максимумом 1), плато на кривой не наблюдается.Экспериментальные и расчетные данные показывают, что отсутствие зависимости сигнала от толщины материала обуславливает независимость (или очень слабую зависимость) сигнала от таких возмущающих факторов, как степень уплотнения материала и его влажность. При использовании достаточно мягкого излучения (например, америция) увеличение зольности угля приводит к уменьшению 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 плотности потока квантов в точке Л за счет роста ослабления излучения в угле (увеличение массового коэффициента ослабления излучения). При этом увеличение зольности действует на сигнал в одном направлении.В опытах на лабораторном макете (фиг, 1) при 1 ОП,=11 см и использовании в качестве источника излучения америция(Е, т жбО кЭв) изменение зольности на 1 абс, о/о вызывает уменьшение скорости счета на 1,9/о (чувствительность к зольности 1,9/о/(/о), Метод обратного рассеяния при энергии -излучения Е =бО кЭв дает чувствительность к зольности лишь в 0,6 О/о/о/о. Таким образом, предлагаемый способ увеличивает чувствительность примерно в 3 раза по сравнению с методом обратного рассеяния.Эксперименты с Д-излучением показывают, что в этом случае при регистрации бета-частиц, рассеянных вперед, может быть получено плато на кривой 1 = (1).При использовании излучения, рассеянного вперед, требуется применение источника меньшей активности (меньшей мощности), чем по методу обратного рассеяния. Для контроля зольности угля с толщиной слоя 10 см с помощью америцияприменяется источник активностью =3 мки,Формула изобретенияСпособ контроля состава бинарных и квазибинарных смесей, например зольности угля, основанный на измерении интенсивности излучения, рассеянного в материале, отличающ и й с я тем, что, с целью уменьшения влияния на результаты измерений колебаний толщины контролируемого материала, а также степени его уплотнения и влажности, измеряют интенсивность излучения, рассеянного в материале в направлении вперед, протяженным детектором, ось которого перпендикулярна к поверхности исследуемого материала, причем расстояние источник-детектор выбирают соответствующим плато на кривой зависимости интенсивности рассеянного излучения от толщины слоя материала, построенный по результатам измерения зависимости интенсивности рассеянного излучения от расстояния источник-детектор для различных толщин, слоя исследуемого материала,409554 Корректор Л. Котова Редактор П. Горькова Заказ 812/1 Изд.446 Тираж 1122 НПО Государственного комитета Совста Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5