Нейтронный влагомер сыпучих материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 119) (11 62 23 0 51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ связаны с выходами текторов, о т л и - я тем, что, с целью пасности обслуживания оды которог обеих групп ч а ю щ и й повышения б са эксплуатации,та выполнена в ви и упрощения процбиологическая защ(54) (5 7) НЕЙТР ОШ 1 ЫЙ ВЛ МАТЕРИАЛОВ, содержащии ный преобразователь, источника быстрых ней гической защиты; выло МЕР СЫПУЧИХ змерительостоящии из онов, биоло еннои из ержащего материал детекторов, образ егистрации, приче покрыта кадмиевым аммно-вычислительн а, и дующихм одна экран дс рупгруп е устройство,к области Изобретение относитсадиоизотопного приборо роения, в лагомерамдробленматериалов, иях черной еитронным астности железорудных ных руд и др используемых концентргих сыпуч а предпри метал гии.тен онный влаго Извес неитзмерения анияйс твия весового влагосодератериалов, принцип д основан на эффектеых нейтронов в проце пучих медлекото ия быс У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Карагандинский филиал особогоконструкторского бюро Всесоюзногонаучно в исследовательско институтаавтоматизации черной металлургии(56) Патент США И 3794843,кл, 250 в 3, 1974.Бюллетень "Черметинформация".МЧМ, М, Р 2, 1977, с. 52. де двух эксцентрично расположенныхвнешнего и внутреннего цилиндров,причем последний содержит механизмповорота, а первый окружен двумя парами синхронно раздвижных поглотителей медленных нейтронов, одна изкоторых, выполненная в виде кадмиевых скоб непосредственно охватывающих внешний цилиндр, охвачена другойпарой поглотителей, выполненной в,виде скоб из карбида бора, и обепары скоб связаны со вторым поворотным механизмом, снабженным двумя шкалами для первой и второй пар скоб,причем первый и второй поворотныемеханизмы соединены с выходами программно - вычислительного устроиства,а источник быстрых нейтронов расположен в пазу внутреннего цилиндра. ругого рассеяния на ядрах водорода,содержащегося во влаге сыпучего материала, и регистрации потока медленных нейтронов. Такой влагомер содержит источники быстрых нейтронов игамма-излучения, а также детекторы,сигналы с которых по двум каналамобрабатываются счетно-решающей схемой,выдающей параметр, характеризующийпроцентное значение влажности. Измерительная часть такого влагомера выполнена в виде скобы, охватывающей766267 конвейерную ленту с сыпучим материа -лом, в одном конце которой размещеныдетекторы, а в другом - источникиизлучения. На время калибровки в измерительную часть влагомера вводят5плиту из водородсодержащего материала, устанавливаемую вручную вместоконтролируемого материала, Послеокончания калибровки измерительнуючасть возвращают в исходное положениена конвейере,Недостатком такого влагомера яв-ляется то, что калибровка трудоемка и производится самим оператором,что в конечном итоге снижает безопасность обслуживания.Наиболее близким техническим решением является нейтронный влагомердля доменного кокса, который конструктивно состоит из измерительногопреобразователя (датчика), программно-вьчислительного устройства иконтейнера-калибратора.Измерительный преобразователь содержит источник быстрых нейтронов.идве группы детекторов, образующихдва канала регистрации, причем детекторы одной группы покрыты кадмиевым экраном, который обеспечивает30смещение максимума спектральной чувствительности относительно максимума спектральной чувствительности детекторов без покрытия. Входы программно-вычислительного устройствасвязаны с выходами обоих групп детекторов.Недостатками известного влагомераявляются низкая безопасность обслуживания и трудоемкость калибровки.Цель изобретения - повышение безо 40пасности обслуживания и упрощениепроцесса эксплуатации.Поставленная цель достигается тем,что в нейтронном влагомере сыпучихматериалов, содержащем измерительный45преобразователь состоящий из источника быстрых нейтронов, биологическойзащиты, выполненной из водородсодержащего материала и двух групп детекторов, образующих два канала регист 50рации, причем одна из групп детекторов покрыта кадмиевым экраном и программно-вычислительное устройство,вхо -ды которого связаны с выходами обеихгрупп детекторов, согласно изобрете 55нию биологическая защита выполненав виде двух эксцентрично расположенных внешнего и внутреннего цилиндров, причем последний содержит механизм поворота, а первый окружен двумя парами синхронно-раздвижных поглотителей медленных нейтронов, одна из которых, выполненная в виде кадмиевых скоб, непосредственно охватывающих внешний цилиндр, охвачена другой парой поглотителей,выполненной в виде скоб из карбида бора, и обе пары скоб связаны со вторым поворотным механизмом, снабженным двумя шкалами для первой и второй пар скоб, причем первый и второй поворотные механизмы соединены с выходами программно в вычислительно устройства, аисточник быстрых нейтронов расположен в пазу внутреннего цилиндра. Такое техническое решение позволило исключить из состава влагомера калибратор, роль которого выполняет биологическая защита.На чертеже представлена принципиальная схема влагомера, для наглядности которой детекторы развернуты в плоскости на 90оВлагомер включает в себя программно-вычислительное устройство 1 и измерительный преобразователь 2, размещенный над сыпучим материалом 3, который движется на ленте конвейера 4, Измерительный преобразователь 2 состоит из биологической защиты, выполненной в виде двух эксцентрично- расположенных цилиндров 5 и 6 из водородсодержащего материала, например капролона, источника быстрых нейтронов 7 и двух групп детекторов. Одна группа детекторов 8 - 11 регистрирует интенсивность суммарного потока подкадмиевых и надкадмиевых нейтронов (1), а другая группа детекторов 12 и 13, покрытая кадмием, - интенсивность потока надкадмиевых нейтронов О). Источник быстрых нейтронов 7 установлен в пазу внутреннего цилиндра 5, на оси которого размещен поворотно-Фиксирующий механизм 14, На образующей внешнего цилиндра 6 размещены симметричные скобы, две - 15 и 16 - из кадмия и две - 17 и8 - из карбида бора. Каждая пара скоб 15-16 и 17-18 синхронно раздвигаются с помощью механизма 19, снабженного шкалами 20 и 21. Другоекрайнее положение скоб 15 - 18 начертеже выделено пунктиром. Детекторы 8 - 11, объединенные в канали детекторы 12-13, объединенные15 5 76626в канал 1, подключены через соответствующие электронные блоки (насхеме не показано) к программно-вычислительному устройству 1, сигналыуправления от которого подведены кобоим поворотным механизмам 14 и 19,В качестве этих механизмов использо-.ваны шаговые электродвигатели. Навыходе программно-вычислительного10устройства 1 формируется сигналР(И) в частотной (аналоговой) формеили цифровом коде, соответствующийвлажности сыпучего материала З.Цепиэлектропитания блоков и детекторовна схеме не показаны,Нейтронный влагомер работает следующим образом,Поток быстрых нейтронов от источника 7, замедляясь на ядрах водорода, содержащегося как во влаге,сыпучего материала 3, так и в биологической защите 5 и 6, преобразуетсяв поток тепловых нейтронов. На чертеже показан тот случай, когда источник быстрых нейтронов 7 и скобы поглотителей )5 - 18 расположены вблизидетекторов 8 - 13 и контролируемогоматериала 3, т.е. осуществляется процесс измерения влажности. Значениесредней скорости счета по каналам3.1 и Лнесущим информацию о влажности и плотности контролируемогоматериала, поступают в программновычислительное устройство 1, где происходит ее обработка по заданномуалгоритму и вырабатывается выходнойэлектрический сигнал Г(11) в такойформе, в которой необходимо для подачи в автоматическую систему управ 40ления технологическим процессом.Прикалибровке сигнал Б от программновЫчислительного устройства 1 поступает в поворотно-фиксирующий механизм 14, который, разворачивая цилиндр5 на 180, переводит источник быстрых45нейтронов в положение 7 (на схемевыделено пунктиром), а сигнал 0в механизм 19, который по з.аданнойпрограмме, раздвигая (или сдвигая),либо скобы 15 и 16 из кадмия, либо50 7 бскобы 17 и 18 из карбида бора, изменяет растр потока медленных нейтронов, попадающих в зону детекторов 8 - 13 со стороны цилиндров 5 и 6Выставляя по шкалам 20 и 21 тот или иной растр потока медленных нейтронов с помощью механизма 19, в области детекторов происходит одновременное и независимое моделирование влажности и плотности контролируемого материала, т.е. осуществляется процесс калибровки, который выполняется по двум и более точкам заданного диапазона влажности. Источник быстрых нейтронов 7 , находясь в глубине биологической защиты 5-6 в меньшей степени воздействует на контролируемый материал 3 и вносимый вклад при регистрации медленных нейтронов де- . текторами 3 - 13 со стороны контролируемого материала составит несколько единиц процентов и как постоянная величина в виде коэффициента введена в программно-вычислительное устройство 1, т.е. колебание влаги материала, движущегося на ленте конвейера 4, не отразится на результатах калибровки.Таким образом, конструктивное выполнение биологической защиты в виде двух эксцентрично-расположенных цилиндров 5 и 6 с подвижными поглотителями в виде скоб 15 - 18, кроме основной своей задачи, позволяет решить вопрос автоматизации процесса калибровки т,е. в конечном итоге упрощает процесс эксплуатации. После завершения цикла калибровки источник 7 и все поглотители возвращаются в исходные положения под действием сигналов. Б и 11 и влагомер готов для проведения измерения влажности материала.Таким образом, предложенная конструкция влагомера исключает необходимость извлечения источника 7 при каждом цикле калибровки, т.е. тем самым обеспечивается высокая безопасность его обслуживания.766267 едактор Л.Письман Техред М.Дидик саулен рректо 69 атент, г. Ужгород ельскиц комби Гагарина, 10 ЗаказВНИИПИ осударственного113035,Тираж 39 комитета иМосква, Жизобретениям Раушская на Подписноеткрытиям при ГКНТ СССРд4/5