Нейтронный влагомер сыпучих материалов

(5)5 С О И 23 ОСфюО ИЗОБРЕТЕНИ ОЛИ САН структорско нного объе- ст мбровский, скнй тво ССС2, 1983 ч) НЕЯТВГИАЛОВ(57) Иэобреэотопному ение рибо ронн и яв С: Фунай РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Авторское свидетельВ 991271, кл. С О 1 И 23/ относится к радиоростроению, в частм влагомерам сыпучи ляется усовершенствованием известного устройства поа,с. Ф 991271. Изобретение позволяетповысить точность измерения влажности, Устройство содержит измерительныйпреобразователь 1, эталонный блок 2н программно-вычислительное устройство 3, В эталонном блоке между боросо"держащим и кадмиевым фильтрами рвзме"щен замедлитель. Каждый кадмиевыйфильтр в эталонном блоке выполнен издвух параллельных пластин, одна изкоторых может перемещаться. В обеихпластинах имеются прямоугольные прорези по всей длине, с помощью которых при перемещении подвижной пласти"ны можно формировать нейтронное полепри различных значениях влажности иплотности материала. 1 э,п. ф-лы,13028Изобретение относится к устройствам дпя измерения влажности сыпучих материалов с помощью нейтронов и может быть использовано в металлургии,Цель изобретения - повышение точности измерения влажности,На фиг. 1 показана структурнаясхема влагоиера, на фиг, 2 - конст Орукция измерительного преобразователя влагомера; совмещенного с эталон"ным блоком на фиг, 3 - разрез эта-,лонного блока; на Фиг. 4 - кинемати"ческая схема привода пластин кадмие,5ного Фильтра.Влагомер содержит измерительныйпреобразователь 1, эталонный блок 2и программно-вычислительное устройство 3. Эталонный блок 2 конструктив Оно совмещен с измерительным преобра"зователем 1 и представляет собой прямоугольный параллелепипед, эапол-,,фиг 1, 2) вхонят каретка 4 и блоки5 автоматики. В каретке закрепленыисточник б быстрых нейтронов группыдетекторов 7 подкадмиевых и 8 надкад- ЗОмиевых нейтронов усилители-дискрими"наторы 9, 10, Блок автоматики содержит реверсивный двигатель 11, электромагнит 12, подвижный шток 13 с упо-ром 14, привод 1.5 перемещения кадмиевого фильтра, включающии электродвигатель 16 с датчиком 17 угла поворо"та вала, концевой выключатель 18. Вэталонном блоке имеются пазы 19, 20(фиг, 3), с внешней стороны окруженные боросодержащим экраном 21, в ко"торые помещены вставки 22, 23 из водородсодержащего материала определенной толщины, зависящей от характеристик контролируемого материала. Свнутренней стороны пазы ограниченыкадмиевыми фильтрами 24, 25 в видедвух пар пластин (фиг. 4) 26, 27 и28, 29. По всей длине пластин имеются поперечные прорезй 30 причем 5 Оширина прорезей равна расстояниюмежду ними, Две из четырех попарнооасположенных пластин кадмиевогофильтра (27 и 29) могут перемещатьсяв продольном направлении независимо..друг от друга посредством эксцентРиков 31, 32, закрепленных на осиэлектродвигателя 16; Положение эксцентриков контролируется с помощью 542датчика 17 угла поворота вала. Воэ"врат пластин в исходное положение помере поворота эксцентриков осуществляется пружинами 33, 34.Устройство работает следующим образом.При первичной аттестации эталонно"го блока 2 изменением толщины вставок 22, 23 при полностью открытыхкадмиевых Фильтрах (прорези кадмиевых,пластин 26, 27 и 28, 29 совпадают)создают в эталонном блоке нейтронноеполе, соответствующее нейтронномуполю в контролируемом материале приминимальной влажности и минимальнойплотности материала УРс,минЗатем перемещают одну из пластин2 кадмиевого фильтра таким образом,чтобы прорези на пластинах 26, 27были полностью перекрыты, и опреде"ляют значения влажности и плотностиИ , рс р матеРиала, котоРым соответствует нейтронное поле, воспроизводимое эталонным блоком. Затем перемещают вторую пластину кадмиевогофильтра до взаимного перекрытия прорезей на пластинах 28, 29 и вновь оп-ределяют значение влажности и плотности Иц яс чюксЗначения Имакс ьЫ И9 уин В 1 с мас 9эрицсят в память программно-вычислитель"ного устройства," Таким образом, при изменении взадимного расположения прорезей в кадмиевых Фильтрах происходят общее изменение плотности потока замедленныхнейтронов и изменение соотношенияппотностей потоков надкадмиевых иподкадмиевых нейтронов, эквивалентное аналогичным изменениям нейтронного поля в контролируемом материалепри изменении его влажности и насыпной плотности,При изменении вида контролируемого,материала (т,е. изменении диапазонаколебания его влажности и насыпнойплотности) производится переаттестация эталонного блока путем изменениятолщины вставок 22, 23 из водородсодержащего материала. Ширину Й прорезей выбирают из ус 1ловия Й = , где 1 - длина детекто 2 пров медленных нейтронов; и - количество прорезей в кадмиевом экране на длину детектора 7,Соотношение ширины Й прорезей ирасстояния от источника нейтронов до3 13028 Фильтра выбирают так, чтобы потоки медленных нейтронов через прорези Фильтров были приблизительно равны при -любом расположении источника нейтронов 6 относительно прорези, чтоГ 35 возможно Ь =. д в.2Влагомер работает в режимах "Эта; лонирование" и "Измерение".В режиме "Эталонирование" команда 10 с программно-вычислительного устройства 3 поступает в блок 5 автоматики на реверсивный двигатель 11, ко- торый перемещает каретку 4 с установленными на ней источником 6 быст рнх нейтронов и детекторами 7, 8 из рабочего положения (например, из бункера с материалом или с конвейера) в эталонный блок 2. Каретку 4 Фиксируют в эталонном блоке в заданной точ ке с помощью подвижного штока 13 с упором 14, При этом срабатывает концевой выключатель 18, который подает сигнал в программно-вычислительное устройство 3, Пластины кадмиевых 25 фильтров 24, 25 находятся в исходном состоянии.(прорези 30 открыты). Импульсные сигналы 1 д1 р асс выходов групп детекторов 7, 8 через усилители-дискриминаторы 9, 10 пос тупают на входы программно-вычислительного устройства 3, которое их. усредняет и запоминает. Затем по команде с программно-вычислительного устройства включается электродвигатель 16, который посредством эксцентрика 31 перемещает пластину 27 кадмиевого Фильтра во второе положение(прорези 30 пластин 26, 27 перекры-ты) . 40 Программно-вычислительное устройство усредняет и запоминает сигналы 1 , 1,Затем вновь выключаетсягсрэлектродвигатель 16, переводя пос- . редством эксцентрика 32 во второе положение пластину 29, и происходят усреднение и запоминание сигналов 1 у , 1 , После выполнения опемкн ямим нраций в третьей градуировочной точке 50 в программно-вычислительном устройстве рассчитываются и запоминаются градуировочные коэффициенты. На этом режим "Эталонирование" заканчивается,По команде с программно-вычислительного устройства 3 влагомер переключается в режим Измерение". Электромагнит 12 поворачивает шток 13 с упором .14, освобождая каретку 4,Дви 54гатель 11. перемещает каретку 4 с детекторами 7 и 8 и источником 6 быстрых нейтронов в рабочее положение(например, в бункер с контролируемымматериалом), Материал облучается быстрыми нейтронами, которые замедляются на ядрах атомов водорода, входящего в состав влаги, Поток замедленных нейтронов регистрируется двумягруппами детекторов 7, 8.Сигналы 1 и 1 р с выходов группдетекторов 7, 8 через усилители 9и 10 поступают на вход программновычислительного устройства 3, гдепроисходит обработка полученной информации и определяется значение весовой влажности,В дальнейшем по командам с программно-вычислительного устройства3 или по внешним командам происходятавтоматическое периодическое эталонирование влагомера и расчет новыхзначений градуировочных коэффициентов, что устраняет погрешность влагомера, обусловленную нестабильность детекторов медленных нейтроновво времени и т.д,Повышение точности измерения влажности путем исключения погрешностиэталонирования позволяет при использовании влагомера в системах автоматического управления технологическими процессами аглодоменного производства повысить качество выпускаемой продукции и снизить расход сырья.Формула и э о б р е т е н и я1. Нейтронный влагомер сыпучих материалов по авт. св, В 99 127 1, а тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений влажности, между боросодержащим и кадмиевым фильтрами по обе стороны полости для размещения при градуировке каретки с источником и двумя группами детекторов нейтронов расположен слой замедлителя, а каждый кадмиевый фильтр выполнен из двух параллельных пластин, одна из которых закреплена неподвижно, а другая снабжена приводом для перемещения в продольном нап равлении, обе пластины снабжены пря-. моугольными поперечными прорезями, выполненными по всей длине пластин, причем ширина прорезей равна расстоянию между ними, а подвижные пластины . имеют два фиксированных положения, соответствующих полностью открытому3302854 -Составитель В.ВасильеваТехред И.Попович Корректор Л.Латай Редактор т 9 Тираж 4 ВНИИПИ Государственного по делам иэобретений 113035, Москва, Н, Раак Подписное митета СС открыт ская н Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4 и закрытому взаимному расположению трореэей, и привод пластин соединен с выходом программно-вычислительного устройства, расстояние от источника быстрых нейтронов до каждого из двук кадмиевых Фильтров выбрано иэ усло- Ц.Р Я 732Ь=6 где й - ширина прорезей.:ы, , Д б2. Влагомер по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что подвижные кйдмиевые пластины снабжены возвратными пружинами, а привод дластин содержит электродвигатель с закрепленными на валу эксцентриками, снабжен датчиком угла поворота вала, соединенным с программно-вычислительным устройством,