Способ градуировки радиоизотопных плотномеров

 

Изобретение относится к способам определения плотности путем наблюдения за прохождением излучения и предназначено для использования при контроле плотности. Цель изобретения - повышение точности за счет устранения влияния изменений элементного состава на результаты градуировки . Для этого подбирают две специальные трехкомпонентные комттозиции различной плотности, относительные коэффициенты комптоновского рассеяния К и фотоэлектрического поглощения Ф которых не зависят от плотности . Комбинируя соотношет1Й этих ком позиций, получают набор градуировочных мер во всем диапазоне, на которых проводят градуировку. Полученные данные имеют универсальньп1 характер, так как с их использованием по определенной методике могут быть определены град5Т1ровочные з -висимости для любого типа строительных материалов . 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

СОК>З СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU,,„1400253

А1

9 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ДВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВЪ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ (46) 15. 1 2. 90. Бюл. 1Ф 46 (21) 4153771/24-25 (22) 29,10.86 (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский институт заводской технологии сборных железобетонных изделий и конструкций (72) Л.Г.Родэ (53) 53 1. 7 17 .52 1(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1322783, кл. С 01 N 9/24> 1985.

Емельянов В.A. Гамма-лучи и кейтроны в полевых почвенно-мелиоративных исследованиях. И.: Госатомиздат, 1962, с. 102.

ГОСТ 17623-78.Бетоны. Радиоиэотопный метод определения плотности. (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ РАДИОИЗОТОПНЫХ ПЛОТНОИЕРОВ (57) Изобретение относится к способам определения плотности путем наблюдения за прохождением излучения н предназначено для использования при контроле плотности, Цель изобретения — повышение точности эа счет устранения влияния изменений элементного состава на результаты градуировки. Для этого подбирают две специальные трехкомпонентные композиции различной плотности, относительные коэффициенты 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. Полученные данные имеют универсальный характер, так как с их использованием по определенной методике могут быть определены градуировочные з висимости для любого типа строительных материалов. 1 з.п. ф-лы, 5 нл., 2 табл.

1400253

Изобретение относится к способам определения плотности путем наблюдения эа прохождением излучения или потоков элементарных частиц через материал и предназначено для градуи5 рэвки всех типов плотномеров (абсорбпионный, альбедный и альбедно-абсорбционный) и для всех видов строительных материалов. 1Î

Цель изобретения — повышение точности градуировки за счет устранения влияния изменений элементного состава на результаты градуировки плотномеров для заданной группы контролируемьи материалов, повышение производительности, а также расширение области при» енечия результатов градуировки на групп, материалов, имеющих различный элементный состав. 20

Па фиг. 1 представлено графическое изображение от.:осительных значений коэффициентов комптоновского рассеяния и фотоэлектрического поглощения на плоскости КФ; на фиг.3 25 изображена контролируемая группа материалов и элементы композиций на плотности КФ; на фиг. 3 представлены . результаты г радуировки РПП-1; на фиг, 4 даны поправки к градуировочной,Щ зависимости, построенной на образцах первог о ряда, на фиг, 5 поясняется пор .док определения коэффициентов

К Ф > в помогательной градуировочной зависимости.

Способ осуществляют следующим образом.

При проведении градуировки используют совокупность образцов, представленную по крайней мере двумя рядами образцов. Первый ряд образцов Выполняют из материала с независимыми от плотности эначенигми коэффициентов взаимодействия 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, определя|ют относите.|ьные значения массовых коэффициентов взаимодействия с гамь а"излучением гго эффектам комптоновского рассеяния - К и фотоэлехтрического поглощения — Ф соответственно, как. Усредненные в необходимом энергетическом диапазоне отиошз»гия макроскопических коэффици6 (E) e;(E) ентов —,, и — . — взаимодействия с 1 о члена рассматривае ой группы и, например, матер«ала, состав которого соответствует среднему эле— ментному составу всей рассматриваемой группы контролируемых материалов (макроскопические сечения 6 {г.) и (Е) относятся !i эффектам комптоновского рассеяния и фотоэлектрического поглощения соответственно для Е-энергии гамма-излучения) .

При графическом изображении результатов Определения коэффициентов

К;Ф каждому i-му члену группы матер«àëîH на плоскости КФ соответствует точка А - с коор;,ипатами К,Ф., 1 1 1

Все материалы рассматриваемой группы .:а той же глоскостл будут изображены набором точек А;, занимающих некоторую область (К,.Ф), показанную на фиг. 1.Определяют компоненты двух трех1 компонентных композиций по следующим признакам.

Компоненты каждой композиции (в отдельности) должны иметь коэффициенты Взаимодейств«H с гамма--излучением К и Ф такие, что на плоскости

КФ точки с координатами К„Ф,, KдФ;, К:;Ф Образуют тр".Угольник 8 включающий в себя область (КФ) рассма гриваемои группы ма-ериалов. Графическое изображение этого признака показано на фи". адажио ОтМЕтнтЬ,. ЧТО таКИЕ КОМПОзиции, при соответствующем выборе соотношения их компонент, являются материалами, коэ 1 фициенты Взаимодействия которых с ."амма-излучением могут пр нимать любые, наперед заданные значения K и Ф из области (К,Ф).

При Выбранных значениях К и Ф иэ

Области (К,Ф>., что соответствует вполне определенным рацептурам двух кОмпОэиций плОтнОсть их материала и Р должна обеспечивать Вылолне1 ние УОЛОвий ill 6,Р,„Ди 8 и 3, 7/ Г,.о„соОтветственно. Это условие определяет требования к исходной плотности материала элементог. каждой композиции.

При его выполнении мы получаем два матвригла (две композиции), у которых одинаковые коэффициенты вз —.-..è»loдействия с гамма-излучением и paзличные значения плотности.

Очевидно, что смесь этих материалов будет Иметь те же -..Hà÷å»lèÿ коэф1400?53 фициентов взаимодействия с гамма-излучением, а ее плотность путем выбора соотношения этих материалов может принимать любое заданное значение

5 в диапазоне p„„„с р с р „,. Используя подобного рода смеси для изготовления градуировочных образцов, можно проводить градуировку плотномеров в необходимом диапазоне изменения плот- 1ð ности материала при строго постоянных значениях коэффициентов взаимодействия с гамма-излучением. Этот прием полностью устраняет погрешнос.— ти градуировки плотномеров по извест- 1 кому способу, т,е. погрешности, вызываемые изменением состава градуировочных образцов при изменении плотности их материала.

Расширение области применения ре- 20 зультатов градуировки на группу материалов достигается следуюпрм приемом.

Градуировку проводят на двух рядах образцов различной плотности, причем 25 коэффициенты взаимодействия материала образцов первого ряда К„, Ф „ и материала образцов второго ряда К, Ф должны отвечать условию К„/К Ф Ф„/Ф,, Это значит, что точки с ко- ЭО ординатами К„Ф „ и К „Фп, не должны лежать на прямой, проходящей через начало координат плоскости КФ.

1 остроение 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

К„Ф„ и КщФ соответственно проводят в три этапа: определяют К Ф вЂ” коэффициенты взаимодействия с гамма-излучением, как точку пересечения луча, проведенного из начала координат плоскости КФ, проходящего через точку К.,Ф;,с прямой, проходящей через точки КрФ „ и К Ф, строят градуировочную зависимость f >(p) для вспомогательного материала путем интер- или экстраполяции градуировочных зависимостей для образцов первого и второго рядов", строят искомую градуировочную зависимость для

Ф материала с коэффициентами К Ф пу1 тем масштабного изменения оси плотностей зависимости Ы g(p) в K>/К

Ф /Ф; 1 раэ, т.е. искомая завчсимлеть f,(р) есть не что иное как

f;(р = fq(1 /1), Такое построение возможно для люс ооА внутренней точки области (КФ4, т.е. оно применимо для любых материалов заданной группы.

Ниже приведены пример градуировки плотномерав для ",eãêèõ и ячеистых бетонов.

Для определения относи-.ельных значений массовых коэффициентов К и

Ф в качестве базового материала был использован материал, состав которого соответствует среднему составу сухой части материала легких бетонов с коэффициентами взаимодействия для гамма-излучения представленными в табл. 1, Группа материалов, представленная легкими и ячеистыми бетонами, вследствие разброса их элементного состава характеризуется зоной (К, Ф), показанной на фиг, 2, Необходимый диапазон изменения плотности легких и ячеистых бетонов составляет от 600 до 1500 кг/м .: В качестве 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 комв, ентсв этих композиций показаны на фиг. 2 точк: ми Т1, Т, Т и Т,, Т,, Т соответственно.

Градуировка плотномеров проведена на образцах первого ряда, выполненных из материала со значениями коэффициентов К„Ф, равных 1,014 и п

0,724 соответсгвенно, в даипаэоне от 600 до 1500 кг/м . Для этих значений коэффициентов использованы рецептуры композиций 1 и 2, пред" ставленные в табл. 2, C 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 xr/м . Таким, обра3 зом, композиции 1, 2 отвечают требованиям р, 6 р„„„и р „„. соответственно. Необходимые значения плотности материала образцов первого ряда в диапазоне от 600 до

1500 кг/м были получены со смесясм

5 14002 компеэиций 1 и 2 при следуи щих соот ноше ни я х:

600 кг/и« ; К = 1

825 кг/м« . К /К 1/

1050 кг/м т К,/К = 1р5/4,65, 1275 КГ/М; К,/К 7 = 1/6946р

15СО кг/м: К 1

Образцы второго ряда быпи построены для значений К Ф ранньгх соответственно 1,014 и 0,941 по рецептуре композиции 3, также представленной в табл. 2.

16

Так как точки К Ф„и K Ф,„расположены на одной горизонтали плоскости КФ, то выполнено условие

К„,/K Ф Ф„/Ф,„ и роме того эти точки находятся внутри области (KC) заданной группы легких бетонов.

Для коротхозог. оных (длина зонда составляет 55-60 мм) плотномеров легких бетонов градуировочная зависимость апроксимируется следующим эБ выражением: (Ъ

-Ь» (М(«,pv р1 у(() = а к f(1>) е g„jt) х где (1«) (4 + р)зп

X +

o((1» р х) =. О, 125 — 0,005/(1«+

+ р х) + 0,00091 «рх

Для определения всех трех коэффициентов a, b и с градуиронке п...отномеров достаточно определить нид градуироночной занисимости 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 соотвг.тсгвенно 523,6, G,962 и 0,240.

На фиг. 3 представлены зависи" мости показаний плотномера от плотности материала для К = 1,014 и Ф, 0,724 (спг(ошная линия) и Ф -* 0,941 (пунктирная линия ) .

С помощьк(зависимости (1) постро. ен график поправок к градуировочной кривой, полученный для К = 1,024 и > 0,724, определяющих ее изменения, при переходе к другому материа53 6 лу, для которого K 1,014, а Ф

О, 724. График поправок представлен на фиг.

Для получения градуировочной зависимости f <(p) материала с К

1,014 и Ф 4 0,724 0,94 1 выполняем следующие построения (см. ф г. 5): проведем прямую S через точки К„Ф „ и К„Ф„, из начала коор" динат через точку К;Ф; проведем луч, пересекающий прямую S в точке КвФв, на графике семейства поправок (см. фиг. 4) по значению Ф построим кривую поправок, показанную пунктирной линией, используем полученные поправки,цля преобразования градуироноч- : ной зависимости плотномера f„(p), построенной для .материала с коэффициентами К„ = 1,014 и Ф „ 0,724, зависимость — изменим масштаб плотностей функции с. коэффициентами в 1 01 Гв(р) Фв К /К; Ф,;для построения градуировочной зависимости f;, р) плотномера для материала

К Ф(в 1 = Ке/К (= Ф в/Ф; раз.

Тем самым показана возможность использования реэультатон градуировочиых измерений для всей гругпы контролируемых материалов, имеющих различный элементный состан.

Формула изобретения

1. Способ градуиронки радиоиэотопных плотномеров, включающий. формирование ряда образцов, плотность которых находится н диапаэсне от . до p „ „,, облучение образцов источником плотномера и регистрацию отраженного излучения детектором плотномера и построение град ировочной з(нисимости,„ О т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности за счет устранения влияния изменений элементного состава, предварительно определяют Область изменения (К, Ф« Относительных зна" чений коэффициентов комптоновского и фотоэлектрического взаимодейстний соответственно, проводят графическое построение двух треугольников, вклю" чаюшях в себя область изменения (К, Ф)„ выбирают компоненты, состав которых обеспечивает соответствие их коэффициентов K Ф координатам вершин треугольников, составляют дне кОмпОэиции иэ компонентов, Относящихся к соответствующему тре1 400253

Таблица 1

Массовый коэффициент взаимодействия, см /г при энергии гамма-излучения, КэВ

Вид взаимодействия

100 150

200 400

600 800

Комптоиовское рассеяния

0,14815 0,133339 0,12219 0,09512 0,08036 О,О?070

Фотоэлектрическое.поглощение

0 в 03307 0 0090 t Ою00373 0э 00049 0 э 00013 О 00005

Та бли ца.2

Рецептура композиций для градуировки плотномеров

Содержание компонент, Х

Композиция парафин окись мел перлитовый песок ись кремния

77, 73

12,58

13,84

14, 3 7

9,69

77,85

8,3!

t5,26

70,37 угольнику, с плс тностями, ле капц ми вне укаэанного 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 шийся тем, что, с целью повышения производительности способа, формируют аналогичным образом дополнительный ряд образцов, состав компо" нентов и их соотношение выбирают иэ условий неравенства отношений коэффициентов комптоновского и фото5 электрического взаимодействия для основного и дополнительного рядов соответственно проводят градуировку на дополнительном ряде образцов ° по результатам градуировки на основном,и вспомогательном рядах образЦоВ определяют градуировочные зависимости для любой точки внутри области (К, ф).

16()0253

О.О

О,УО .Юд

ВЙ? я " l

Составитель И.Павленко

Техред Л.Олийнык Корректор Г.Решетник

Редактор Н. Коляда

Заказ 4334

Тираж 90 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеннй и открытий

)13035 Москва, Ж-35, Раушскан наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Унгаро ул. Проектная, 4