Способ рентгенорадиометрического опробывания руды

)5 6 01 й 23/223 ОБРЕТЕ ИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМ обьединение Столовицкий СССР3, 1983.СССР3, 1984,ДИОМЕТРИЧЕ- Ы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ РЕНТГЕНОРАСКОГО ОПРОБОВАНИЯ РУД Изобретение относится к рентгенометрическому (РРМ). анализу руд и может быть использовано при опробовании добытой горной массы в самосвалах, вагонетках, на ленте транспортера и т. д.Известен способ, заключающийся в облучении руды рентгеновскими или гамма-излучением, регистрации характеристического и рассеянного излучений, по которым определяют содержание анализируемых элементов, Для компенсации погрешности опробования, вызываемой вариацией расстояния зонд-руда, определя 1 от изменение энергии пика рассеянного излучения, сигнал рассогласования используют для. управления механическим устройством, которое перемещает зонд в вертикальной плоскости.Недостатком этого способа является низкая производительность опробования руды и ненадежность аппаратуры, Низкая(57) Использование: в гарн промышленности при опро той горной массы в самосва и т, д, Сущность изобретения рентгеновскими или гамма-к стрируют интенсивности ха ского и рассеянного излучени поправку на изменение расст да и вводят ее в результат причем поправку вычисляют менение положения центра рассеянного излучения от ра руда, 2 ил. одобы веющей бовании добыах, вагонетках облучают руду вантами. реги- рактеристичея, Определяют ояния зонд-руопробования, определяя изтяжести пика сстояния зойпроизводительность способа опробования обьясняется тем, что компенсация погрешности, вызываемой вариацией расстояния зонд-руда, производится механическим перемещение зонда, что требует затрат времени на перемещение и установку зонда на заданном расстоянии от руды.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ рентгенорадиометрического опробования руды, заключающийсяв том, чтоопробуемую руду облучают рентгеновскими или гамма-излучением, региСтрируют характеристическое и рассеянное излучение, из рассеянного излучения выделяют области с энергией квантов больше и меньше энергии максимума пика рассеянного излучения, сравнивают интенсивности излучения этих областей, вырабатывают соответствующую поправку, равную отношению этих интенсивностей. Определяют содержание анали(2) 45 поим где К - коэффициент пропорциональности;бК-смещение центратяжести пика при изменении расстояния зонд-руда;Мо - сумма импульсов в пике от И 1 до 50ЙгпрВ выражении (2) входит величина бК =т, =.1(В), где Й - расстояние между поверхно- честью руды и зондом. Зависимость смеще- д ния центра тяжести пика рассеянного 55тя излучения на энергетической шкале от изменения расстояния зонд-руда в общем слуоп чае нелинейна и меняется" при изменениизн геометрий измерения и энергии излученияпервичного пучка, Это зависимость предва- ст Ус=К бК Мо,зируемых элементов в руде с учетом поправки,Недостатком известного способа (прототипа) является низкая точность опробования руды из-за малой чувствительности 5поправки, взятой из отношения интенсивностей рассеянного излучения по двум сторонам пика, к вариации расстояниязойд-руда,Цель изобретения - увеличение точности опробованияруды за счет йовышениячувствйтельности поправки к изменениюрасстояния зонд-руда.Поставленная цель достигается тем, чтов способе РРМ опробования руд облучают 15руду рентгеновскими или гамма-квантами,регистрируют интенсивности характеристического и рассеянного излучения, определяют поправку на изменение расстояния.зонд-руда и вводят поправку в результат 20опробования, причем поправку вычисляют,определяя изменение положения центра тяжести пика рассеянного излучения от рас- .стояния зонд-руда,При реализации способа излучения от 25анализируемой поверхности проводят регистрацию полного пика рассеянного излучения, определяют номер канала центратяжести пика рассеянного излучения из соотношения; 30 35 где - номер канала;М - число импульсов в 1-ом канале;И 1 - . номер канала левой границы пика рассеянного излучения;Мг - номер канала правой границы пика 40 рассеянного излучения.Сигнал поправки (коррекции) пропорционален смещению центра тяжести пика: рительно должна быть экспериментальноопределена,Предлагаемый способ поясняют фиг. 1и 2. На фиг, 1 представлены спектры вторичного излучения от пробы руды при различных расстояниях зонд-руда. В левой частипик флуоресцентного излучения определяемого элемента, в правой - пик рассеянногоизлучения. Пунктирной линией показанспектр вторичного излучения при расстоянии зонд-руда, равном Й 1, Второй линией, скрестиками, - спектр вторичного излученияпри расстоянии зонд-руда Я 2 меньше, чемй 1,К 1 - Кг - пик рассеянного излучения,Кз - М 4 - пик флуоресцентного излучения определяемого элемента,бК-смещение центра тяжести пика приизменении расстояния зонд-руда,Видно, что при увеличении расстояниязонд-руда, интенсивности характеристических линий уменьшаются;а пик рассеянногоизлучения. смещается в сторону меньшихэнергий (меньших номеров каналов). Нафиг, 1 это смещение несколько преувеличено для наглядности,На фиг. 2 изображена схема устройствадля реализации предложенного способа,где 1 - зонд для облучения руды первичнымпучком и детектирования вторичного излучения; 2-спектрометр, выделяющий спектрвторичного излучения; 3 - микроЭВМ; 4 -вагонетка с рудой,Способ реализуется при помощи устройства, изображенного на фиг. 2. Руду ввагонетке 4 облучают пучком первичногорентгеновского или гамма-излучения отзонда 1, регистрируют вторичное излучениедетектором в зонде.1 и подают сигнал, содержащий энергетический спектр, на спектрометр 2. Полученный на выходеспектрометра 2 спектр подают на микроЭВМ 3. В алгоритм определения центра тяести пика рассеянного излучения входитиск максимального значенйя количествапульсов в заданной области спектра, т, е.мера канала с максимальным количестм импульсов. Этот канал в общем случаесовпадает с центром тяжести пика,Затем определяют границы пика. Общеинято определять их на полувысоте пика,е, этоканалы с 1/2 максимального колиства импульсов по обе стороны от пика,алее определяется номер канала центражести пика по соотношению (1),В следующем цикле набора спектра всеерации повторяются, вычисляется новоеачение центра тяжести пика, затем ЭВМчисляет величину смещения центра тяжеи(если изменилось расстояние зонд-руда)и по выражению (2) рассчитыва)отзначение поправки,Поправка вводится в уравнение для расчета содержания определяемогозле)Мента в руде и компенсирует; таким образом, влил ние вариации расстояния зонд-рудаПреимущество заявленного способа по сравнению с прототипом заключаете в том, что поправка, вычисленная по изменению центра тяжести пика рассеянного излу чения, более чувствительна к варйации расстояния зонд-руда.Форма спектральной линии в больШинстве случаев с достаточной точностью описывается распределением Гаусса, которое в 15 нормированном и центрированном виде выглядит следующим образом;"(х) = 2" л(3) 20 В случае известного способа определения поправки сравнивают интенсйййости в выделенных "окнах", когда уровни дискриминации окон расположены симметрично по отношени)о к максимуму пика и крайние 25 уровни дискриминации расположены" так, что выделяют окна на полувысоте-максимального значения распределения по формуле (3).Интенсивность импульсов рассеянного 30 излучения определяется интегралом функции Е(х):ст35где х - ширина выделяемого окна,Отношение интенсивностей получаютравным 1, Далее сдвигают все три уровнядискриминации вправо нэ расстояние, равное ширине окна. Отношение интенсивностей, которые являютсяскоррелированными величинами, равно0,289.В случае предлагаемого способа сравнивают не функции (х) по формуле (4), афункции 1(х):7(х)=- ) 1 ей, )5)1которая явллется интегралом составной 50функции, имеющей множитель равный расстоянию места зарегистрированного импульса до центра тяжести пика рассеянногоизлучения, что характерно предлагаемомуспособу, При сдвиге уровней дискриминации, как указано выше, получают отношение интенсивностей равное 0,032,Сравнивал величины 0,289 и 0,032 очевидно, что при одинаковых смещениях пика рассеянного излучения отношение интенсивностей в случае известного способа изменяется от 1 до 0,289, а в случае предлагаемого это бтношение изменяется от 1 до 0,032,Таким образом использование предлагаемого способа увеличивает чувствительность поправкй к вариации расстояния зонд-руда, а следовательно; и точность опробования руды.Однако такой способ обладает меньшей точностью, так как положение максимума пика может искажаться- из-за дифференциальной нелинейности АЦП, применяемых в современных спектрометрах, при одинаковой интенсивности рассеянного излучения и одинаковом времени измерения, статистическая погрешность определения положения максимума пика по одному каналу или даже по нескольким усредненным будет значительно выше, чем в способе-прототипе и тем более в предлагаемом способе,П р и м е р, Способ осуществлен на опытном образце рудоконтролирующей станции "Рентген". В качестве источника первичного излучения применен генератор рентгеновского излучения ГРИТ, специально разработанный для рудоконтролирующей станции, Первичное излучение монохроматизировано с помощью фильтра из оловянной фольги и сформировано в виде плоского пучка коллиматором,Детектор выполнен на основе пропорционального счетчйка типа СИ 11 Р. В блоке детектора смонтирован высоковольтный источник питания и предусилитель, Спектрометрический канал состоит изусилителя и 1024 канального АЦП, который через интерфейс связан с ЭВМ ДВК. Программа управления всей рудоконтролирующей станцией и вычисления содержания полезного элемента в руде написана на языке высокого уровня "Паскаль".Расчет содержания элемента производили по уравнению: С = ао + а) Ь 1+ а 27 с, (6)где ао, а 1, а 2 - коэффициенты, рассчитанныспри калибровке рудоконтролирующей станции по эталонным образцам на различныхрасстояниях зонд-руда,Ь = М;/М - аналитический параметропределяемого элемента,М) - сумма импульсов в пике флуоресцентного излучения определяемого элемента,М - сумма имйульсов в пике рассеянного излучения,Е.- высотный параметр, определяемыйпо выражению (2)/юру расймов Корректор Т,Палий Заказ 2887 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Произеодстаенно-издательский комбинат фПатент", г, Ужгород, ул,Гагарин Завйстимость бК= 1(й) определяли экспериментально, изменяя расстояние зонд-руда в пределах от 0,3 до 1,2 мс шагом 0,1 м и определяя каждый раз номер канала центра тяжести пика рассеянного излучения.Содержание элемента в руде определяется по выражению (6) с поправкой на изменение расстояния зонд-руда.. Формула изобретенияСпособ рентгенорадиометрического опробования руды, включающий облучение анализируемой поверхности руды рентгеновским или гамма-излучением, регистрацию хаоактеоистического и рассеянного Составитель А,Редактор М,Товтин Техред М,Моргеизлученйй, определение поправки на изменение расстояния зонд-руда и введение ее в результат опробования, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения точности 5 опробования, предварительно определяютзависимость положения центра тяжести пика рассеянного излучения на энергетической шкале от изменения расстояния зонд-руда, проводят регистрацию полного 10 пика рассеянного излучения от анализируемой поверхности, определяют центр тяжести этого пика и по изменению его положения нв энергетической шкале находят поправку на изменение расстояния 15 зонд-рудо,