Способ градуировки радиоизотопных плотномеров

(51 азиз Ь ЬП 11-: чно-исследовааводской техно обетонных изде о ССС 1985 нейт тивомизРадиоиэотопплотности, РАДИОИЗОТОП(57) Изобрет собам опреде наблюдения з ате- Стабл. ния Фаей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГ 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный наутельский институт злогии сборных железлий и конструкций(54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИНЫХ ПЛОТНОИЕРО Вие относится к спония плотности путемпрохождением излуче и предназначено для использованияпри контроле плотности, Цель изобретения - повышение точности эа счетустранения влияния изменений элементного состава на результаты градуировки. Для этого подбирают две специальные трехкомпонентные композицииразличной плотности, относительныекоэффициенты комптоновского рассеяния К и фотоэлектрического поглощения Ф которых не зависят от плотности. Комбинируя соотношений этих композиций, получают набор градуировочных мер во всем диапазоне, на которых проводят градуировку. Полученныеданные имеют универсальный характер,так как с их использованием по определенной методике могут быть определены градуировочные з висимостидля любого типа строительных ьриалов. 1 з,п. ф-лы, 5 ил 2Изобретение относится к способамопределения плотности путем нлблюдения зд прохождением излучения илипотоков элементарных частиц черезматериал и предназначено для грлдуировки всех типов плотномеров (абсорбпионный, альбедный и альбедно-дбсорбционньй) и для всех видов строительных материалов, 1 ОЦель изобретения - повышение точности градуировки за счет устранениявЛияния изменений элементного состава на результаты градуировки плотномеров для заданной группы контролируемьи материалов, повышение производительности, а также расширениеобласти при енечия результатов градуировки на групп, материалов, имеющих различный элементный состав, 20Пд фиг. 1 представлено графическое изображение от.:осительных значений коэффициентов комптоновскогорассеяния и фотоэлектрического поглощения нд плоскости КФ; на фиг.2 25изображена контролируемая группа материалов и элементы композиций наплотности КФ; на фиг. 3 представленырезультаты градуировки РПП; нафиг, 4 даны поправки к градуировочной 3 Озависимости, построенной на образцахпервого ряда; на фиг, 5 поясняетсяпорядок определения коэффициентовК Фвспомогательной градуировочнойзависимости,Способ осуществляют следующим образом,При проведении градуировки используют совокупность образцов, представленную по крайней мере двумя рядамиобразцов. Первый ряд образцов выполняют из материала с независимыми отплотности эначенигми коэффициентоввзаимодействия с гамма-излучением,Для изготовления первого ряда образ"цоэ применяют следующую последовательность действий; Для эаданчэй группы контролируемых материалов, используя данные о элементом составе отдельных ее членов, определяют относите.ьные значения массовых коэффициентов взаимодействия с гамма"изучением по эффектам комптоновского рассеяния - Е 1 и фотоэлехтрического поглощения - Ф 1 соответственно, как. усредненнье в нг эбходимом энергетическом диапазоне отиошэкия макроскопических коэффици 6(Е) Е;(Е)ентов - , , и в , , - взаимодействия с г-"о членарассмлтривде ойгруппы и, например, матердлд, состав которого соответствует среднеу элементному составу всей рассматриваемойгруппы контролируемых материалов (млкроскопические се етт Ь(Г) и 7(Е) относятся к эффектам ксмптоновс - кого рассеяния и фотоэлектрического поглощения соответственно для Е-энергии гдммд-излучения) .При графическом изображении результатов определения коэффициентов К,Ф каждому г-му члену группы материалов нд плоскости КФ соответствует точка А с косрд Натами К, Ф .,1Все матераль рассматриваемой группы ,:д той же глоскости будут изображены набо 15 ом точек А, занимающих некоторую область (КФ), показанную на фиг. 1Определяют когпоненты двух трехкомпонентных композиций по следующим признакам.Компоненты каждой композиции (вотдельности) должны иметь коэффициенты взаимодействия с гамма"излче- .нием К и Ф такие, что нд плоскостиКФ точ;и с координатами КФ КФ;,обр" чую т. путОпьн" д вклчлющй в себя область (КФ) рдссматриваемои группы маериалов. Графическое изображение этого признакапоказано на фиг,Важно отметить. что такие композиции, при соответствуюцем выборесоотношения их компонент, являютсяматериалами, коэ(1 фгциенть взаимодействия которых с ."лммд-излучением могут принимать любые, наперед заданнъе значения К и Ф из области (К,Ф).1При выбранных значениях К и Ф иэобласти (К,Ф., что соответствуетвполне определенным рацептурдм двухкомпозиций, плотность их материалаи 1 должна обеспечивать вылолне 1ние условии 1 1;,и7,.,с соответственно. Зтс условие определяеттребования к исходной плотности материала элементог каждой композиции.При его выполнении мы получаем дваматвридла (две композиции), у которых одинаковые коэффициенты в,лимодействия с гамма-излучением и различзаче ния пот и и .Очевидно, что смесь этих материалов будет иметь те же значения коэф 140025 Зфициентов взаимодействия с гамма-излучением, а ее плотность путем выбора соотношения этих материалов можетпринимать любое заданное значение5в диапазоне о с р с р ,. Используяподобного рода смеси для изготовления градуировочных образцов, можнопроводить градуировку плотномеров внеобходимом диапазоне изменения плотности материала при строго постоянных значениях коэффициентов взаимодействия с гамма-излучением. Этотприем полностью устраняет погрешнос -ти градуировки плотномеров по известкому способу, т,е. погрешности, вызываемые изменением состава градуировочных образцов при изменении плотности их материала.Расширение области применения результатов градуировки на группу материалов достигается следуюпрм приемом.Градуировку проводят на двух рядахобразцов различной плотности, причем 25коэффициенты взаимодействия материала образцов первого ряда К, Фиматериала образцов второго ряда К,Ф должны отвечать условию К/К ФФ Фв/Ф Это значит, что точки с ко- ЗОординатами КФи К Фп, не должнылежать на прямой, проходящей черезначало координат плоскости КФ,Построение градуировочной зависимости для одного из материалов рассматриваемой группы состав которого соответствует К,ф, - коэффициентам взаимодействия с гамма-излучением, по результатам градуировки на двух рядах образцов с коэффициентами КФ и Кшфш соответственно проводят в три этапа; определяют К ф - коэф" фициенты взаимодействия с гамма-излучением, как точку пересечения луча, проведенного из начала координат плоскости КФ, проходящего через точку К.,Ф;,с прямой, проходящей через точки Кфй К,ф , строят градуировочную зависимость Гдля вспомогательного материала путем интер- или экстраполяции градуировочных зависимостей для образцов первого и второго рядов", строят искомую градуировочную зависимость для Фматериала с коэффициентами К Ф 1 путем масштабного изменения оси плотностей зависимости Ы (р) в К/Кф/ф; 1 раэ, т.е, искомая завчснмлеть Г (р) естл не что иное какр; (р 5 = Гь (р /1),Такое построение возможно для люоой внутренней точки области (КФ 4,т.е. оно применимо для любых материалов заданной группы.Ниже приведены пример градуировки плотномерав для легких и ячеистыхбетонов,Для определения относи-.ельныхзначений массовых коэффициентов К иФ в качестве базового материала былиспользован материал, состав которого соответствует среднему составусухой части материала легких бетоновс коэффициентами взаимодействия длягамма-излучения представленными втабл. 1,Группа материалов, представленнаялегкими и ячеистыми бетонами, вследствие разброса их элементного состава характеризуется зоной (К, Ф),показанной на Фиг. 2.Необходимый диапазон измененияплотности легких и ячеистых бетоновсоставляет от 600 до 1500 кг/м: Вкачестве элементов двух трехкомпонентных композиций выбраны для композиции 1: парафин, окись железа,окись кремния, для композиции 2: парафин окись железа, ,вспученный перлитовый песок.Коэффициенты взаимодействия материала комп ", ентсв этих композицийпоказаны на Фиг. 2 точками Т, Т,соотвегственно,Градуировка плотномеров проведенана образцах первого ряда, выполненных из материала со значениями коэффициентов КФ , равных 1,014 иь чф0,724 соответственно, в даипаэонеот 600 до 1500 кг/м . Для этих значений коэффициентов использованырецептуры композиций 1 и 2, пред"ставленные в табл. 2,С помощью композиции 1 может быть достигнута плотность материала об-. разца в диапазоне от 1400 до 2100 кг/м, а с помощью композиции 2 - от 70 до 700 кг/м . Таким обра 3зом, композиции 1, 2 отвечают требованиям р, 6 ри р соответственно, Необходимые значения плотности материала образцов первого ряда в диапазоне от 600 до 1500 кг/м были получены со смесясм5 14002компеэиций 1 и 2 при следующих соот ноше ниях:600 кг/м ; К = 1825 кг/мЗ, К /К у 1/11050 кг/м: К,/К = 1,5/4,65,12/5 кг/м; К,/К= 1/6,46,15 СО кг/м: К1Образцы второго ряда были построеныдля значений КФравньгх соответственно 1,014 и 0,94 1 по рецептуре композиции 3, также представленной в табл, 2.1 БТак как точки К Фи К Ф,расположены на одной горизонтали плоскости КФ, то выполнено условиеК/К, Ф Ф/Ф, и роме того эти точкинаходятся внутри области (КФ) заданной группы легких бетонов,Для коротхозогчовых (длина зондасоставляет 55-60 мм) плотномеровлегких бетонов градуировочная зависимость апроксимируется следующим эявыражением:Ф+ р х) + 0,00091 рхДля определения всех трех коэффициентов а, Ь и с градуировке потномеров достаточно определить вид градуироночной зависимости прибора па результатам измерения его показаний на образцах первого ряда и одном образце второго ряда, на тример,обр:.зце с плотностью 1500 кг/м , Результаты этих измерений показаны графи чески на фиг. 3. По данным градуировочных измерений, показанных на фиг. 3, определены значения коэффициентов А, В и С, равное соответс гвенно 523,6, С,962 и 0,240.На фиг. 3 представлены зависи" мости показаний плотномера от плотности материала для К = 1,014 и Ф, щ0,724 (сплошная линия) и Ф 0,941 (пунктирная линия).С помощьк зависимости (1) постро н график попра.вок к градуировочной кривой, полученный для К = 1,024 и ф " О,24, определяющих ее изменения, при переходе к другому материа 53 6лу, для которого К 1,014, а Ф Ф 0,724. ГраФик поправок представлен на фиг.Для получения градуировочной зависимости 1 (Р) материала с К Ф 1,014 и Ф0,724 0,941 выполняем следующие построения (см. Ф"г, 5): проведем прямую Б через точки КФи КФ, из начала коор" динат через точку К;Ф; проведем луч, пересекающий прямую Б в точке Квфв, на графике семейства поправок (см. Фиг, 4) по значению Ф построим кривую поправок, показанную пунктирной линией, используем полученные поправки,цля преобразования градуировоч ной зависимости плотномера Г(у), построенной для материала с коэффициентами К = 1,014 и Ф0,724, зависимость - изменим масштаб плотностей Функции с. коэффициентамив 1 014 Гв(р) Фв К /К; Ф,;для построения градуировочной зависимости Г р) плотномера для материала КФ в 1 = К/К; = Ф в/Ф разТем самым показана возможностьиспользования результатов градуировочных измерений для всей группы контролируемых материалов, имеющих различный элементный состав.Формула изобретения1. Способ градуировки радиоиэотопных плотномеров, включающий. Формирование ряда образцов, плотность которых находится в диапаэсне от . мцн до моксоблучение образцов источником плотномера и регистрацию отраженного излучения детектором плотномера и построение градировочной з,висимости, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повыщения точности за счет устранения влияния изменений элементного состава, предварительно определяют область изменения (К Ф относительных эна"чений коэффициентов комптоновскогои Фотоэлектрического взаимодействийсоответственно, проводят графическоепостроение двух треугольников, вклю"чающих в себя область изменения(К, Ф) выбирают компоненты, составкоторых обеспечивает соответствиеих коэФФициентов К, Ф координатамвернпин треугольников, составляюткомпозиции иэ компонентов,носящихся к соответствующему тре1400253 Таблица 1 Массовый коэффициент взаимодействия, см /г при энергии гамма-иэлучения, КэВ Вид взаимодействия 100 200 400 150 600 800 Комптоиовское рассеяния О,48 15 О, 133339 О, 12219 0,095 12 0,08036 О,О 070 фотоэлектрическое.поглощение Ов 03307 Ов 00901 ООО 373 Оэ 00049 Оэ 00013 Оэ 00005 Та бли ца.2 Рецептура композиций для градуировки плотномеров Содержание компонент, Х Композиция парафин окись а ия перлитовый пес ись 77,7 5,85 4 , 37 угольнику, с плотностями, лежапрми вне указанного диапазона изменения плотности, путем подбора соотношения компонентов в каждой иэ композиций при обеспечении равенства коэффициентов комптоновского и фотоэлектрического взаимодействия, а формирование ряда образцов производят смешиванием композиций.2. Способ по п. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности способа, формируют аналогичным образом дополнительный ряд образцов, состав компо"нентов и их соотношение выбираютиэ условий неравенства отношенийкоэФФициентов комптоновского и фотоэлектрического взаимодействия дляосновного и дополнительного рядовсоответственно, проводят градуировку на дополнительном ряде образцовпо результатам градуировки на основном,и вспомогательном рядах образцоВопределяют градуировочные зависимости для любой точки внутри области (К, ф).Редактор Н,Коля аз 4334 ж 90 писиое ИПИ Государственного комитета ССделам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушскан наб., д1 В НИ 1 113035изводствеино-полиграФическое предприятие, г, Ужгород Проектя Соста Техре ель И.Павленко