Радиационный способ измерения влагосодержания сыпучих материалов

)4 С ЗОБРЕТЕНИЯЕТЕЛЬСТВУ ИСАНИ РСНОМУ С стикии о 968.атичих з олевая радиометотности почвогрун 1970, с. 20-21 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно"исследовательский итут электронной интроскопии приТомском политехническом институнм.С.М.Кирова(56) Осипов В Л. Определение плти и влажностигрунтов по рассегамма-лучей и нейтронов. МГУ,Пугачев А,В. Контроль и автоация процессов переработки сыпматериалов. М., Атомиздат, 1977с. 31-34,Емельянов В.А. Прия влажности и плтов . М., Атомиздат,(54) (5 7) РАДИАЦИОННЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАГОСОДЕ РЖАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в облучении ис-следуемого материала нейтронами, ре. гистрации возникающего гамма-излучения и .сравнении его интенсивности с излучением от эталона, о т л йч а " ю щ и й с я тем, что, с целью однозначного определения влагосодержания сыпучих материалов в состоянии пле" ночной влажности, регистрируют гамма- кванты радиационного захвата и не- .упругого рассеяния нейтронов ядрами скелета материала.Изобретение относится к областирадиационного контроля Физическихсвойств вещества, преимущественно копределению влагосодержания веществи материалов путем облучения их. нейт"ронами.Известны способы определения влагосодержания материалов и изделий,. основанные на регистрации медленныхнейтронов. Сущность известных способов заключается в нахождении корреляционной зависимосги между потокоммедленных нейтронов, образующих призамедлении быстрых нейтронов на ядрах водорода и влагосодержанием ма"териала.Извеатно также, что существуют сыпучиематериалы, исйытйвающие состояние пленочной влажности, для которых 20характернанеоднозначная завйсймостьмежду насыпйой объемной массой материала"йего влагосодержаййем, также,как," например, алгомерационная шихта,эернопродукты и "т".д, Прй"определении 25. влагосодержания таких материалов из-вестнйми способами число медленныхнейтронов вначале-уменьшаеТся,с ростом влагосодержания (роствлагосодержания обесйечйвается эа счетувеличения пленочной влаги), достигаетмййийуйапрй"йерхйем" ЩГеКелепленочной влаги а затем растет сростом влагосодержания (причемрост .последнего теперь обеспечивается ужеза счет увеличения свободнои влагии35йри постоянном значении пленочноивлаги), Такал корреляцйонйая зависи"мость межпу потоком медленных нейт" ронов и влагосодержанием обуславливается тем, что насыпная объемнаямасса у этих материалов вначале .уменьшается с ростом влагосодержа"Вил,- достйгает мйнймума при верхнемпределе пленочной"Влаги, а"затемначинает расти с ростом влагосодержа".45ния, Из-за экстремального характеракорреляционной зависймости "числомедленных нейтронов - влагосодержание" "длй"сййФчйК ййтерйалов Ф состоянии пленочной влажности однозначно 50определйть их "влагосодержание извест ными способами невозможно,Йаиболее близким техническим решением является способ измерениявлажностй материалов, заключающийсяв облуч:нии исследуемого материаланейтронами, регистрации возникающего гамма-излучения ядер водорода и сравнении его интенсивности с излучением от эталона.Недостатком такого способа является невозможность однозначного определения влагосодержания сыпучих материалов в состоянии пленочнойвлажности, так как у последних одному и тому же значению объемной массысоответствуют два различных значения влагосодержания, вследствие чего одному и тому же значению интенсивности захватного гамма-излучения ядер водорода, (по которому судя+о влагосодержании) также соответствуют два различных значения влагосодержания.Целью настоящего изобретения является обеспечение однозначного определения влагосодержания сыпучих материалов в состоянии пленочной влажности.Указанная цель достигается.тем, что в радиационном способе измерения влагосодержания сыпучих материа-. лов, заключающемся в облучении исследуемого материала нейтронами, регистраций зозникающегогамма-из-лучения исравнении его интенсивности с излучением от эталона, регистрируют гамма-кванты радиационного захвата и неупругого рассеяния нейтронов ядрами скелета материалаНа фиг, 1 - зависимость объемной массы влажного зерна пшеницы (кривая "а") и скелета (количества сухого зерна в единице объема, соответствующего данному знатюенйю объемной массы, влажного зерна) от влагосодержания, кривая "б"; на Фиг. 2 - зависимость потока захватного -излучения водорода (кривая "в") и суммы потоков гамма-квантов радиационного захвата и неупругого рассеяния нейтронов на ядрах скелета от влагосодержания зерна женицы (криваяф Р 1 11 )Зависимости, аналогичные кривым " а" и " б ( Фиг , 1 ) могут быть получены и воспроизведены для любого сыпучего материала методом смещения либо методом сушки . При этом завис и- мости типа кривой "а" были установлены ранее при исследовании сыпучих материалов , Вид зависимо сти, объемной массы скелета сыпучего материала в состоянии пленочной влажности от его влагосодержания ( под объемной ма ссой скелета сыпучего материала авто 1749203ры понимают величину , , связанную влагосодержания по изменению суммыс весом пробы сыпучего материала Р, потоков гамма-квантов радиационноговесом воды в пробе сыпучего мате- захвата ядрами азота скелета и неуприала Р и объемом Ч, в котором ругого рассеяния нейтронов ядрами уграэмещена проба сыпучего материала, лерода скелета таких материалов как5соотношением . зерно пшеницы; горох" й т.й; ГрадуиРщ- Ре ровочный график для зерна пшеницы7) си устройства, реализующего предложея"причем проба насыпного материала на ный способ, представлен на фиг. 2,сыпается в объем Ч без принудитель-кривая "г" . Способ включает следующиеного уплотнения) был установлен операции; пробу насыпного материалаавторами экспериментально для ряда облучают быстрыми нейтронами источнисыпучих материалов. Поскольку иэвест- ка (калифорний 252) и медленныминая ранее зависимость насыпной нейтронами; образующимися в замедобъемной массы сыпучего материала в лителе, с помощью спектрометрическосостоянии пленочной влажности от его го детектора (БДЗГ 2-23) регистрируютвлагосодержания имеет общий вид для гамма-кванты радиационного захватаразличных сыпучих материалов (прохо- и неупругого рассеяния на ядрах сы-дит через минимум при верхнем преде= 20 пучего материала, с помощью амплиле, пленочной влажности), то и зави- тудного анализатора иэобщего импульс/симость объемной массы скелета сы- ного потока выделяют импульсы обус"1пучего материала в состоянии пленоч- ловленные гамма-квантамирадиацяойноной влажности от его влагосодержа- го захвата и неупругогр рассеянияния имеет общий вид для различных 25 на ядрах скелета материала, При этомсыпучих материалов, обязатеньно устанавлива 1 от "такой реИз зависимостей (фиг. 2) видно, жим.работы амплитудного анализатора,что поток захватных гамма-квантов . который обеспечивает исключение изядер водорода вначале убывает с, рос- общего импульсного потока, импульсов,том влагосодержания до минимального о обусловленных гамма-квантами радиазначения, соответс"вующего верхнему ционного" захвата"нейтронов на ядрахпределу пленочной влажности, а затем водорода (энергия гамма-квантов. растет. Такое изменение потока зах,23 МэВ), Эта операция проводится по.ватного излучения объясняется тем, той причине, что зависимость потокачто число актов взаимодействия нейт- гайд-"квантов радиационного захвата35ронов с ядрами, входящими в Состав . - нейтронов на водороде (по той же присыпучего материала, пропорционально " " чине, что и зависимость потока медего насыпной объемной массе. Харак" ленных нейтронов) от влагосодержаниятер зависимости этой насыпной объем" ; .имеет неоднозначный характер. С подной массы (однозначный или неодно-4 О мощью регистрирующего прибора измезначный) от влагосодеожания в пред- :ряют интенсивность потоков гамма-1определяет характер зависимости пото-" -квантов. Так как число ядер скелетака .-квантов радиационного захвата -насыпного материала в"состоянии "пле-нейтронов на водороде от влагосо- ночной влажности, определяющее интен-держания в известных способах, Всивность йотоков гамма-квантов ра 45противоположность этому завйсимость диационяого захвата и неупругого рас-суммы потоков гамма-квантов радиа- . "сеяния нейтронов на этих ядрах, .одно-ционного захвата и неупругого рас- значно связано с влагосодержаяиемсеяния нейтронов наядрах скелета(фиг. 1,. кривая "б"), то зависимостьсыпучего материала в состоянии пле" суммы потоков гамма-квантов радиацй 50ночной влажности (как говорилось онного захвата и неупругого рассеяниявьппе зависимость объемной массы от влагосодержания позволяетояредескелета от влагосо ержания однозяач- лять это влагосодержание однозначно.на) зависит от вла осодержания мате-. Предложенный способ обеспечиваетриала однозначно, что и позволяет однозначное определение влагосодер: однозначно определять это влагосодер- жания сыпучих материалов в состоянии55жанне.Примерами конкретного примененияспособа могут служить определение. пленочной влажности иможет быть использован в условиях автоматизированного производства.илен коею веит ю ватт е, г, Ужгород у оектная,Составитель В.РомашкоРедактор А.Сильнягина Техред А.Краввчук Корректор Л.ПилЙУФЕ. Ю%"е. МВв-".Еа "-" тюВ ююаееюааетюЮевЫтетеюЮюю" йМиеЕЮЮюЗаказ 6486Тираж 847 ПодписноеВИИИПИ Государствиенйого комитета ЬЖРпо деламизобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5еиит"- етммЪЪЙЙййюавюююююетееююююЮюююЮВаюююМюююююююююююююевююйвююююююююююютеююююПроизводственнео-полигреафичаесткое предприяти л, П