Нейтронный влагомер

.2 - разГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) Стройковский А.К, н др, Нейронный влагомер железорудного коиентрата, Черная металлургия. Бюлетень института "Черметинйорма1985, Р 6 (986), с. 45-57.(57) Изобретение. относится к радиоизотопному приборостроению, в частности к нейтронным влагомерам сыпучих материалов, применяемым, например, в черной металлургии, Цель изобретения - повышение точности измерения влажности. Нейтронный влагомер содержит датчик, контрольно-калибровочное устройство и устройство об-, работки и управления, Датчик содержит корпус с биологической защитой, внутИзобретение относится к пному приборостроению, в нейтронным влагомерам сыну риалов, применяемым, напр рной металлургии. 1,елью, изобретения е точности измеренри которой расположена подвижная каретка с установленными на ней источником быстрых и детекторами медленных нейтронов. Кроме того, в датчик введены источник гамма-излучения и детектор рассеянного гамма-излучения. Источник гамма-излучения по" мещен в коллиматор, выполненный в виде двух концентрически расположенных цилиндров из свинцаВнешний ци линдр имеет в направлении нормали к поверхности материала коллимационное1 отверстие, выполненное в виде щели, внутренний цилиндр. снабжен приводом для вращения н имеет на боковой поверхности равномерно расположенные целевые прорези, перпендикулярныенаправлению вращения цилиндра, Детектор рассеянных гамма-квантов связан с устройством обработки и управ" С леиия и снабжен коллиматором в виде щели, параллельной щелевым прорезям внутреннего цилиндра коллнматора источника гамма-излучения, направлен- СЛ ным под углом к поверхности матерна- СЛ ла. 2 нл. (:Ь Нейтронный злагомер содержит датчик 1, контрольно-калибровочное устройство 2 и устройство 3 обработки и управления, Датчик 1 содержит корпус 4 с биологической защитой 5, внутри которой расположены подвиж ная каретка 6 с установленными на ней источником 7 быстрых и детекторами 8 медденнык нейтронов, снабженная приводом 9 дчя перемещения из датчика 1 в контрольно-калибровочное уст3 1556328 4ройссво 2 и обратно, источник О гам" устройства 3 обработки и управленияма-излучения и детектор 1 рассеян-включается привод 3 вращения внут"цых гамма-квантов. Источник 10 гам-реннего цилиндра 19 коллимасора 2ма-излучения помещен в коллиматор 125 источника О гамма-излучения, Плоскийвыполненный в виде двух конценсри- пучок гамма-квантов от источника Очески расположенных цилиндров из свин- гамма-излучения, формируемый щелеца, причем внутренний цилиндр снабвой прорезью 21 на боковой поверхносжен приводом 13 для вращения, кото- . си .внутреннего цилиндра 19, при врарый, в свою очередь, снабжен датчиком О щении последиего сканирует по поверх 14 угла поворота цилиндра. Датчик 1, ности контролируемого материала 6влагомера, механически связанный с в пределахугла , определяемого уг-.контрОльно-калибровочным устройством лом раскрыва коллимационного отверс 2, располагается над конвейером 15 . сия 20 .внешнего цилиндра 18 коллима"с контролируемым материалом.16, Элекстора 12,.Рическая связь между элементами дасчи- : Так как максимум интенсивности счека 1 и устройством 3 обработки.и уп- . та обратно рассеянных гамма-квантовравления осуществляется ПОсредством (при однократном рассеянии) наблюдакабеля 17,. , ется при пересечении направлений макКоллиматор;2 содержит внещний 18 20 симумов первичного гамма-излучения ии внутренний 19 цилиндры(Фиг,2 Ь. чувствительности детектора 1 расВнещний цилиндр 18 имеет коллимацнон- сеянных гамма-квантов на поверхностиное отверстие 20 с углом раскрцва о контролируемого материала 16, уголв плоскосси основания цилийдра. Внут- , раскрыва е коллимационного осверс"ренний цилиндр 19 имеет Щелевый2 сия 20 определяется максимальнойпрорези 21, равномерно размещенные. толщиной насыпного материала и изпо окружности цилиндра. Детектор 11 . геомесрических построений:рассеянных гамма-квантов снабжен колЬЬлиматором 22, выполненным в виде ще"2- сс 8 алевой прорези, и направлен под Углом 30 с( = .2 агс 18р к поверхности исследуемого матеРиа- д 1,ласГ 2Кроме того, на фиг.2 Ь . Расстояние между источником и детектоРом Виржкенне для определения толщиныгамма-излучения; Ь , Ь,р, 11 ", со- насыпного слоя материала.имеет видответственно минимальная, .средняя имаксимальная толщинй насыпного слоя . й Р "й ( 2 )фмекс ).материала на ленте конвейера ,Н,- Ь С + Нсреднее расстояние между иссочнйкОм 1 + 8 р8 ( в " " )гамма-излучений и поверхностью материала; - угол поворота внутреннего: где с-, угол поворота щелевойцилиндра относительно внешнего. . прорези 21 внутреннего цилиндра 19Нейтронный влагомер работает сле- коллимасора 12 относительно коллимадующим образам, ционного отверстия .20 внешнего ци-: .При включении влагомера в работу 45.лнндра 18, при косором регистрирует"по команде от устройства 3 обработ-ся максимум обратно рассеянных гамкии управлениявключаесся привод 9, . ма-квантов,который перемещает подвижную каретку., Величина угла поворота щелевойб с .установленными на ней источником прорези 21 относительно коллимацион-: 7 быстрых и детекторами 8 медленныхного отверстия 20 определяется внейтронов в контрольно-калибровочное устройстве З.обработки и управленияустройство 2. При этом в устройстве по сигналу от датчика 14 угла пово 3 обрабоски и управления определяются Рота цилиндра 19. При этом в устройнеобходиьые градуировочные коэфФици" . . ссве обработки и управления Фиксируенты. ., ется угол фщ , при. котором инсен-.3 асем ареска 6 посредством приво- . сивноссь сЧета обратно рассеянныхда 9 перемещается в рабочее положение . гамма-квантов Хмаксимальна.над конвейером 5 с контролиРУемым Для однозначности результата немасериалом 16, При этом по команде ос обходимо, чтобы в любой момент време-.а коллиматор. детектора гамма-излучения также выполнен в виде щелочной ни при вращении внутреннего цилиндра с коллимационнь 1 м отверстием 20совмещалась, только одна щелевая прорезь 21, Лоэтому на количество шеле 5ных прорезей и накладынается огра 2 Кничение - - - Э с(иТаким образом в процессе перемеФ1 Ощения контролируемого материала лентой конвейера устройством 3 обработкин управления непрерывно фиксируютсяинтенсивности счетазамедленныхиейтроион 1, обратно рассеянных гамма"квантов 1 1, и угол у поворота внутреннего цилиндра 1 положение щелевойпрорези ) коллиматора 12,Устройством 3 обработки и управления затем определяется положенйе20максимума м н интенсивность счета6 максв области максимума 1обратнод мавсрассеянных гамма-квантов. На основании у , определяется толщина насыпного споя материала Ь, и затем поизвестным 1 уи Ь определяетсянасыпная плотйость контролируемогоматериала р, а по известным 1 ц, Ьопределяется влажность контроли-.руемого материала, ЗОДпя измерения влажности коксовоймелочи на ленте конвейера среднее расстояние датчик - контролируемыг материал может быть Н ср = 5 см, средняя толщина насыпного слоя коксаЬср = 15 см. Лиапазон изменения тол 35щины насыпного слоя кокса ДЬ можно принять равным 1 О см, а расстояние между источником гамма-излученияи детектором гамма-кнантон Ь в датчике 25 см, Отсюда угол а составляет примерно 30 , а угол Ы - 88Количество щеленых прорезей внутреннего цилиндра коллиматора источника гамма-излучения п=4. 45Угол поворота внутреннего цилиндра коллиматора источника гамма-излучения,при котором регистрируетсямаксимум обратно рассеянных гаммаквантов,примерно составляет . 5014 омаксЕсли в нейтронном нлагомере установлен источник гамма-излучения наоснове Ая , с активностью 1=1,6 1 О с . и энергией первичных . 55гамма-квантон Е= 60 кэВ, то погрешность измерения влажности .во всем, диапазоне изменения толщины насыпного слоя кокса не превышает 0,53,328Экспериментальные исследования нейтронного влагомера показали, что он обеспечивает требуемые нормы точности измерения влажности сыпучих материалов непосредственно в потоке на ленте конвейера1 спольэонание нлагомера н системе стабилизации влажности шихты в агломерационном производстве позволит повысить произ" нодительность агломашин и качество готового агломерата,Формула и зобр ет ения.Нейтронный вла гомер, содержащий датчик с источником и детекторами нейтронон, подвижной кареткой и биологической защитой, контрольно-калибровочное устройство и устройство обработки и управления, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повыше. ния точности измерения влажности, он дополнительно содержит размещенные в датчике источник гаммаиэлучения с коллиматором, привод вращения с датчиком угла поворота и детектор гамма-излучения с коллиматором, причем коллиматор источника гамма-излучения выполнен н виде двух концентрически расположенных цилиндров, внешний цилищр выполнен неподвижным и имеет коллимационное отверстие в виде прорези вдоль образующей цилиндра с углом раскрыва в плоскости основания цилиндра, равным 4 Ь(2 Ьс." 2 агсгЕо 11и (нср ср где дЬ - диапазон изменения толщинынасыпного слоя материаламиЪ - расстояние между источникоми детектором гамма-излучения;Н - среднее расстояние между источником гамма излучения иповерхностью материала 1 внутренний цил 1 нндр выполнен с нозможностью вращения вокруг своей оси от привода вращения и щелеными прорезями, РасполояЕиными равномерио По окружности, причем их число и ныбирается из условия2па - - фс55 б 328 прорези и направлен под углом р к поверхности исследуемого материала, определяемым из условия Нсо р = атсд 14 Составитель А.Тибановова Техред И,ходаним Корректор И.Самборск Редакто аказ 256 О Тираж дписн о изобретениям и35, Раущская набе т о роизводственно-издательский комбйнат "Патент 01 жгород, ул, Гага твенного коми113035, Иос ытиям при ГКНТ СССР 4/5