Контрольно-калибровочное устройство для нейтронных датчиков зондов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 38457 915 С 01 Т 3/О ОБРЕТЕН УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ(54) КОНТРОЛЬНО-КАЛИБРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕЙТРОННЫХ ДАТЧИКОВ-ЗОНДОВ(57) Изобретение относится к прибо-ростроению, в частности к контрольнокалибровочным устройствам нейтронныхдатчиков-зондов, используемых, например, для измерения влажности и плотности раэличнык материалов. Цельизобретения - автоматизация процессэкалибровки и обеспечение воспроизводимости ее результатов. В устройство.введены фиксатор калибруемого датчика-зонда, снабженного концевым выключателем, а также два концевых выключателя, связанные с блоками замедлителей и поглотителей, и два счетчика числа импульсов, две схемы сравнения кодов, два постоянных запоминающих устройства, две схемы выборкиадреса, блок управления и блок реле.Приводы перемещения блоков замедлителей и поглотителей содержат реверсивцые двигатели, оснащенные импульс"ными датчиками угла поворота, Выходы схем сравцепя кодов соединены свходами блока реле, выходы которогосоеднцецы с реверсивными двигателями и входами блока управления, выходы которого соединены с входами блока реле, установочными входами счетчиков импульсов и входами схем выбор"ки адреса, выходы которых соединеныс адресными входами запоминающих уст-ройств. Выходы импульсных датчиков ругла поворота ротора двигателей соединены со счетными входами счетчиковчисла импульсов, выходы которых соединены с первыми группами входов схемсравцецця кодов. Вторые группы входовсоединены с выходами запоминающихустройств. Установочный вход блокауправления соепинен с кольцевым выключателем, связанным с фиксатором перемещающего датчика зонда, а выходблока управления является выходомустройства. Устройство позволяет независимо изменять в широких пределахлоток замедленных нейтронов, изменяя,при этом его энергетический спектр.б ил, 1438457Изобретение относится к прибооостроению в частности к контрольно-калибровочным устройствам нейтронных датчиков-зондов, используемымдля исследования физических свойствматериалов с помощью нейтронного излучения, например для измерения влажности и плотности различных материалов. ЮЦелью изобретения является автома,тизация процесса калибровки и обеспечение воспроизводимости ее резуль гатов.Ла фиг. приведено предлагаемоекоптрольно-калибровочное устройство;на фиг. 2 и 3 - конструктивное сочленение контрольно-калибровочногоустройства с нейтронным датчиком-зондом; на фиг, 4 " структурная схема 20:устройства; на фиг. 5 - график соотношения потоков замедляющихся нейтронон. в двух. областях энергетического спектра, обеспечиваемого контрольно"калибровочным устройством; на 25фиг. б. - временные диаграммы работыблока управления устройства,Контрольно-калибровочное устройство содержит корпус 1, два блока .2,3 эамедлителей, два блока 45 поглотнтелей нейтронов; приводы 6,7 ихсинхронного противоположно направленного попарно независимого перемещения, .калйбрационную полость 8, четыре направляющие 9 - 12, фиксатор13 перемещающегося блока детекторови источника датчика-зонда, снабжен-ный концевым выключателем 14, двепари концевых выключателей 15, 16,связанных с блоками эамедлителей и 4 О17, 8, связанных с блоками поглотителейцва счетчика 19,20 числа импульсов,две схемы 21,22 сравнениякодовцва постоянных запоминающихустройства 23,24, две схемы 25,26выборки адреса, блок 27 управленияи блок 28 реле.Корпус 1 содержит кожух 29, биологическую защиту 30 и экран 31 иэ поглотитсля нейтронов, устраняющий алияОпе биологической защиты 30 на работу устройства. Блоки 2,3 эамедлителей ь 4,5 поглотителей нейтронов вы"полпены соответственно в виде двухпар пластин 32 " 35 и 36 " 39, расположенных по сторонам калибрационнойполости 8. Приводы 6,7 перемещенияблоков 2,3 эамедлителей и перемещения блоков 4,5 поглотителей содержа соответственно реверсивные двигатели40, 41, оснащенные импульсными датчиками 42,43 угла поворота ротора идва ходовых винта 44,45, соединенныхс двигателями, Блок 28 реле содержитшесть реле 46 - 51, обеспечивающихвключение и работу приводов 6,7.Нейтронный датчик-зонд 52, с которым работает контрольно-Калибровочное устройство, содержит корпус 53,в котором может перемещаться подвиж.ная каретка 54 с установленными наней источником 55 быстрых и счетчиками 56 - 59 медленных нейтронов,привод 60 перемещения каретки и блок61 обработки и управления.Концевой выключатель 14 связанс блоком 27 управления, концевые вык.лючатели 15,16 - с блоком 28 реле,выходы которого связаны с реверсивньп и двигателями 40,41 и входами блока 27 управления. Выходы блока 27управления связаны с установленнымивходами счетчиков 19, 20 числа импульсов и схем 25,26 выборки адреса.Выходы схем 25,26 выборки адреса соединеныс адрескыми входами постоянных запоминающих устройств 23,24.Выходы импульсных датчиков 42,43 соеди"нены соответственно сР счетными входами счетчиков 19, 20 числа импульсов, выходы которых соединены с первыми группами входов схем 21, 22сравнения кодов, по второй группевходов которых подключены выходы постоянных запоминающих устройств 23,24.Выходы схем 21,22 сравнения кодовподключены к входам блока 28 реле,Устройство работает следующим образом,В исходном положении эамедлители2,3 и поглотители 4,5 сведены.в центре калибрационной полости 8, Концевые выключатели 15,7 фиг.4) замкнуты, при этом включаются реле 48,51,их контакты 48.1 и 51. размыкаются,обесточивая двигатели 40,4 приводов6,7. Замкнутые контакты 48,2 и 51.2через блок 27 управления обеспечива"ют установку в нуль счетчиков 9,20числа импульсов и схем 25,б выборкиадреса.По команде оператора или автоматически через заданные промежутки времени нейтронный датчик-зонд и контрольно-калибровочное устройство переводятся в режим калибровки. Приэтом с помощью привода 60 каретка 544384нейтронного датчика-зонда с установленными на ней источником 55 быстрых,и счетчиками 56 - 59 медленных нейтронов перемещаггтся из положения измерения (Фиг,2) н калибрационную полость 8 устройства, где фиксируются посредством Фиксатора 13, который обеспечивает необходимое положение источника 55 быстрых и счетчиков 56 59 медленных нейтронов относительноблоков 2,3 замедлителей и 4,5 поглотителей нейтронов. При Фиксации каретки 54 замыкается конценой выключатель 14, связанный .с .Фиксатором 13, 15при этом н блок 27 управления поступает сигнал с концевого ньгключателя 14,соответствугощий цлчллу оцерлггцй пакалибровке (молгецт времени 1 сигнал .Б нл Фиг.61. 11 ггок 27 упрлвле ния вырабатывлет гглцгуггьсггый сигцлл У, который подлется. цл входы схем 25,26 выборки лдресл, содержащих счетчик импульсон и дегггггФрлтор, Чгглчения количества импульсов И = 1 пос 574мых н устройстве. Перемещая одновременно блоки 2,3 замедлителей и 4,5поглотителей нз крайнего положенияк центру, получают множество точекна линии СА. При промежуточных положениях блоков 2,3 замедлителей и4,5 поглотителей можно получить любое требуемое соотношение интенсив-,ностей счета тепловых 1, и надтепло.вых 1 г нейтронов из области, ограниченной фигурой АВС,Предположим, что для калибровкинейтронного датчика-зонда необходимозлдатг три калибрационные точки (1,2, 3 на Фиг,5), соответствующие значециям влажности контролируемого ма-.гецл л ИУ, и насыпной плотцости 1 1 г 1 г, Тлк как точка 1 соответствует положению блоков 2,3элмеллггтелсй в центре калибрационнойгголосггг 8, зцлчецце кодл К на вы" ходе ц о стояццого з лц олгинагощего устройства 23 должно равняться нулюВ момент =ремеци 1;г, соответствую"ЗО 35 бО тупает со счетчиков на депгггрлторы,которые, н свою очередь, злдлют лдресы, соотнетствующие первой кллибрлционной точке, и цл выходе постояггных запоминающих устройств 23,24 появляются определецные цифровые коды, К и Ксоотнетствугющие этим адресам.Так как в исходном состоянии блоки 2,3 замедлителей и 4,5 поглотителей связаньг н центре калибрлциоцной полости 8, интенсивность счета тепловых нейтронон близка к минимальнымзначениям за счет того, что тепловые нейтроны в основном поглощаготся блоками 4,5 поглотителей (точка А нлфиг.5)При перемегцг гии блоков .,5поглотителей от центра калибрациоцной полости Я при неизменном первоначальном положении блоков 2,3 замед". лителей получаем множество точек нл линии АВ. Точка В соответствует максимальным значениям плотности потоков тепловых и иадтепловых нейтронов,регистрируемых в устройстве, Перемещая затем блоки 2,3 замедлителей от центра капибрационной полости 8 к.крайнему положению, получают множество значений интенсивностей счета тепловых 1 г и надтепповых 1 г нейтронов, соответствующих кривой ВС.Точка С соответствует. пнимапьним значениям плотности погг;ов тепловых и надтепловых нейтронов, Фегистрируещцй окоцчлция Формирования кодовыхс гггллов, цл выходах постоянных заполгггггллгщггх устройств 23, 24 с олока 27уггрлгц,:ггггг подлетел сигнал 17 з наблок 28 реле. Рсле 46, 49 сраблтываят, цкля глются реверсивные двигатели40,41, обеспечивая перемещегпге блог;ов 2,3 злмедлитепей и 4,5 поглотителей от цецтрл кллибрацггоггиой полости к крайнему положению. Однако, такклк код ца выходе счетчиков .19,20ч гсвл импульсов н начальный момент рлцц ггулго; сразу же срабатывает схе лгл 21 срлнцения кодов, на ее выходе появляется сигнал Ц включающий рЕ- ле 47 блока 28 реле, которое своими контактами разрывает цепь питания реверсивного двигателя 40. Блоки 2, 3 залгедлителей остаятся в исходном положенииРеверсивный двигатель 41, вращая ходовой винт 45, обеспечивает синхронное протиноположцо направленное перемещение блоков 4,5 поглотителей, импульсы с выхода импульсного датчика 43 угла поворота ротора двигателя 41 поступают на счетный вход счетчика 20 числа импульсов, на выходах которого начинает Формироваться код, пропорциональный линейному перемещению блоков 4,5 поглотителей от центра калибрационной полости 8, При дос. тижении кодом на выходах счетчика 2 б" числа импу"сов значения К г, срабаФо.р мул а45 5 1438457 6 тывает схема 22 сравнения кодов,сиг- ся н своими переключающими контактанал .у с ее выхода включает реле О ми переводят реверсивные двигатели блока 28 релеи реверсивный двига- . 40,41 в режим сведения блоков 2,3 эа"тель 41 останавливается. В момент 5 медлителей и 4,5 поглотителей В мовремени Ф, на выходе блока 27 управ- . мент сведения их в центре калибрациления Формируется сигнал 11, посту- . онной полости 8 срабатывают по сигнапающий в блок 61 обработки и упранле. - лам от концевых выключателей 15,17 ния нейтронного датчика-зонда на реле 48, 51 блока 28 реле, останаввремя, необходимое для регистрации 10 ливая двигатели 40,41 (контакты 48.1, сигналов со счетчиков 56 - 59 медлен,1) и подавая сигналы (контакты ных нейтронов (интенсивностей счета 48.2, 51,2), обеспечивающие выра, 12,), По окончани 11 времеви ре- ботку блоком 27 управления сигналы . . истрации, определяемое таймером Бпо установки в нуль счетчиков 19,20 ка 27 управления, снимается сигнал 15 числа импульсов и схем 25,26 выборИ (момент нремени 1 )Формируется ки адреса, т,е, устройство перехоимпульсный сигнал П , устанавливаю- дит н исходное состояние. Концевые щий н выходе схем 25;26 выборки ад- ныключатели 16,18 обеспечивают авареса адрес второй калибрационпой точ- рийную (при отказе логических блоков . ки, На выходе постоянных запоминаю устройства) остановку перемещения щих устройств 23,24 появляются коды, блоков 2,3 замедлителей и 4,5 поглосоотнетстяующие второй калибрацион- тителей в крайних положениях. ной точке К и К , на выходах12 22 фПри использовании устройства н схем 21,22 сравнения кодов. снимаются нейтронном влагоплотномере в черной сигналы Ц 4 Б, отпускаются релеметаллургии сокращается время калиб- . 47,50 блока 28 реле, нключаются дви- ранки прибора и количество обслуживаю" гатели 40,41, перестраивая блоки 23 щего персонала за счет автоматизациизамедлителей и 4,5 поглотителей в по" процессакалибровки,появляется возможложение соответствующее второй ка- ность автоматической диагностики состо 49влибрационной точке. После совпадения ЗО янин нейтронного датчика-зонда при ус"Фкодов К иК на выходах постоянных тановке заявленного контрольно-калибП 22запоминающих устройств 23,24 и счет- ровочного устройства последовательчиков 19,20 числа импульсов (момен- но в точки, отличные от калибрацион.ты времени 1, 1.) блоком 27 управ- ных,в период между очередными калибления вновь вырабатывается сигнал Зб ровками датчика-зонда и сравнении реПь на время регистрации инФормации гистрируемых значений влажности и и затем операции повторяются дЛя плотности с,заданными, наблюдаетсятретьей калибрационной точки. Прин- высокая воспроизводимость результаципиально число калйбрационных точек тов калибровки и, как следствие пос или точек контроля не ограничено и 40 леднего, дальнеищее повышение точопределяется областью АВС значений ности измереяия влажности и плотнос 1, и.1 емкостью счетчиков схем 25, тиф26 ныборки адреса, объемом постоянных запоминающих устройств 23, 24 и изобретенияпрограммой блока 27 управления, которой может быть предусмотрен контроль Контрольно-калибровочное устройст"состояния нейтронного датчика зонда во для нейтронных датчиков-зондов,в одной или нескольких точках в пе- имеющих блок детекторов и источникриод между очередными калибровками. нейтронов, содержащее корпус, два По окончаний процесса калибровки дат- яо блока замедлителей и два блока поглочика блока 61 обработки и управления титслей нейтронон, приводы их синхкаретка 54 нейтронного датчика-зон" ронного противоположно направленного да с помощью привода 60 перемеща- попарно независимого перемещения,ка. ется в положение измерения. Снимает- либрационную полость и направляющ, ся сигнал У на входе блока 27 уп причем блоки замедлителей и поглоти 1ранления с концевого выключателя телей связаны с направляющими,4 и сигнал 1 э на выходе блока 27 л и ч а ю ш е е с я тем, что, с управления (момент времени 1; ) в целью автоматизации процесса калиб" реле 4649 блока 28 реле отключает- ровки и обеспечения воспроизв диу 438 ти ее результатов, в него дополнительно введены фиксатор перемещающегося блока детекторов и источник нейтронов датчика-зонда, снабженный концевым выключателем, две пары кон 5 цевых выхлючателей, связанных с блоами замедлителей и поглотителей,два счетчика числа импульсов, две схемы сравнения кодов, два постоянных за- щ поминающих устройства, две схемы вы" борки адреса, блок управления и блок реле, блоки замедлителей и поглотителей нейтронов выполнены в виде двух пар пластин, расположенных по сторо нам калибрационной полости, а приводы перемещения блоков замедлителей и поглотителей содержат два реверсивных двигателяснабженных импульсными датчиками угла поворота ротора и рО два ходовых винта, соединенных с двигателями, причем концевые выключатели, связанные с блоками замедлителей и поглотнтелей, выходы схем срав 457 8нения кодов соединены с входами блока реле, выходы которого соединены с реверснвными двигателями и входами бло" ка управления, выходы которого соединены с входами блока реле,. установочными входами счетчиков числа импульсов и входами схем выборки адреса, выходы которых соединены с адресными входами постоянных запоминаищих устройств, выходы импульсных:датчиковугла поворота ротора двигателей соединены с счетными входами счетчиков числа импульсов, выходы которых соединены с первыми группами входов схемсравнения кодов, вторые группы входовкоторых соединены с выходами постоянныхзапоминающих устройств, установоч" ный вход блока угравления соединен с концевым выключателем, связанным с фиксатором перемещающегося блока детекторов и источника нейтронов датчика-зонда, а выход блока управления является выходом устройства.438457 оставитель С.Кондратенкоехред И.Дидык И,Васильева орректор И,Шаро Тираж 356" ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 3035, Москва, В, Раушская наб., д.