Нейтронный влагомер сыпучих материалов

 

НЕЙТРСп1 ЫЙ ВЛАГОМЕР СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий измерительный преобразователь, состоящий из источника быстрых нейтронов, биологической защиты, выполненной из водородсодержащего материала, и двух групп детекторов, образующих два канала регистрации, причем одна из групп покрыта кадмиевым экраном, и программно-вычислительное устройство, входы которого связаны с выходами обеих групп детекторов, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности обслуживания и упрощения процесса эксплуатации, биологическая защита выполнена в 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. S виде скоб из карбида бора, и обе пары скоб связаны со вторым поворот (Л ным механизмом, снабженным двумя шкалами для первой и второй пар скоб, причем первый и второй поворотные механизмы соединены с выходами программно-вычислительного устройства, а источник быстрых нейтронов располо05 жен в пазу внутреннего цилиндра. 05 ND

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„766267 (5i)5 G 01 N 23/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 2743532/25 (22) 29.03.79 (46) 28. 02. 91. Бюл. iV - 8 (7 1) Карагандинский филиал особо го конструкторского бюро Всесоюзного научно †исследовательско института автоматизации черной металлургии (72) 10.Ï.Романов, А.А.Першин и. А.К.Стройковский (53) 539.1.06 (088.8) (56) Патент США И - 3794843, кл. 250 †3, 1974.

Бюллетень "Черметинформация".

МЧМ, М, Р 2, 1977, с. 52. (54) (57) НЕЙi. Ð0Ø1ÛÉ ВЛАГОМЕР СЫПУЧИХ

МАТЕРИАЛОВ, содержащий измерительный преобразователь, состоящий из источника быстрых нейтронов, биологической защиты; выполненной из водородсодержащего материала, и двух групп детекторов, образующих два канала регистрации, причем одна из групп покрыта кадмиевым экраном, и программно-вычислительное устройство, Изобретение относится к области радиоизотопного приборостроения, в частности, к нейтронным влагомерам железорудных концентратов, дробленных руд и других сыпучих материалов, используемых на предприятиях черной металлургии.

Известен нейтронный влагомер для измерения весового влагосодержания сыпучих материалов, принцип действия которого основан на эффекте замедления быстрых нейтронов в процессе уп2 входы которого связаны с выходами обеих групп детекторов, о т л и— ч ающий с я тем, что, с целью повышения безопасности обслуживания и упрощения процесса эксплуатации, биологическая защита выполнена в 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, Ю виде скоб из карбида бора, и обе

\ Ф

Fo 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 — вычислительного устройства, а источник быстрых нейтронов расположен в пазу внутреннего цилиндра.

С5 ругого рассеяния на ядрах водорода, содержащегося во влаге сыпучего материала, и регистрации потока медленных нейтронов. Такой влагомер содержит источники быстрых нейтронов и гамма-излучения, а также детекторы, сигналы с которых по двум каналам обрабатываются счетно-решающей схемой, выдающей параметр, характеризующий процентное значение влажности. Измерительная часть такого влагомера выполнена в виде скобы, охватывающей

766267 конвейерную ленту с сыпучим материа— лом, в одном конце которой размещены детекторы, а в другом — источники излучения. На время калибровки в измерительную часть влагомера вводят

5 плиту из водородсодержащего материала, устанавливаемую вручную вместо контролируемого материала, После окончания калибровки измерительную часть возвращают в исходное положение на конвейере, Недостатком такого влагомера яв- ляется то, что калибровка трудоемка и производится самим оператором, что в конечном итоге снижает безо— пасность обслуживания.

Наиболее близким техническим решением является нейтронный влагомер для доменного кокса, который конструктивно состоит из измерительного преобразователя (датчика), программно-вь|числительного устройства и контейнера-калибратора.

Измерительный преобразователь содержит источник быстрых нейтронов.и две группы детекторов, образующих два канала регистрации, причем де— текторы одной группы покрыты кадмиевым экраном, который обеспечивает

30 смещение максимума спектральной чувствительности относительно максимума спектральной чувствительности детекторов без покрытия. Входы программно — вычислительного устройства связаны с выходами обоих групп детекторов.

Недостатками известного влагомера являются низкая безопасность обслуживания и трудоемкость калибровки.

Цель изобретения — повышение безо40 пасности обслуживания и упрощение процесса эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в нейтронном влагомере сыпучих материалов, содержащем измерительный

45 преобразователь состоящий из источника быстрых нейтронов, биологической защиты, выполненной из водородсодержащего материала и двух групп детекторов, образующих два канала регист50 рации, причем одна из групп детекторов покрыта кадмие ым экраном и программно-вычислительное устройство,вхо— ды которого связаны с выходами обеих групп детекторов, согласно изобрете55 нию биологическая защита выполнена в виде двух эксцентрично расположенных внешнего и внутреннего цилиндров, причем последний содержит механизм поворота, а первый окружен двумя парами синхронно †раздвижн 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 †вычислительно устройства, а источник 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 90 о

Влагомер включает в себя программно-вычислительно е ус тройство I u 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 эксцентричнорасположенных 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 (2ц), а другая группа детекторов 12 и 13, покрытая кадмием, — интенсивность потока надкадмиевых нейтронов (Зp). Источник быстрых нейтронов 7 установлен в пазу внутреннего цилиндра 5, на оси которого размещен поворотно-фиксирующий механизм !4.

На образующей внешнего цилиндра 6 размещены симметричные скобы, две—

l5 и 16 — из кадмия и две — 17 и

18 — из карбида бора. Каждая пара скоб 15 — 16 и 17-18 синхронно раздвигаются с помощью механизма 19, снабженного шкалами 20 и 21. Другое крайнее положение скоб 15 — 18 на чертеже выделено пунктиром . Детекторы 8 — 11, объединенные в канал и детекторы 12-13, объединенные

5 76626 в канал Ip подключены через соответствующие электронные блоки (на схеме не показано) к программно-вычислительному устройству 1, сигналы управления от которого подведены к обоим поворотным механизмам 14 и 19.

В качестве этих механизмов использо-. ваны шаговые электродвигатели. На выходе программно-вычислительного

10 устройства 1 формируется сигнал

F(W) в частотной (аналоговой) форме или цифровом коде, соответствующий влажности сыпучего материала З.Цепи электропитания блоков и детекторов на схеме не показаны.

Нейтронный влагомер работает следующим образом.

Поток быстрых нейтронов от источника 7, замедляясь на ядрах водоро- 20 да, содержащегося как во влаге,сыпучего материала 3, так и в биологической защите 5 и 6, преобразуется в поток тепловых нейтронов. На чертеже показан тот случай, когда источник быстрых нейтронов 7 и скобы поглотителей )5 — 18 расположены вблизи детекторов 8 — 13 и контролируемого материала 3, т.е. осушествляется процесс измерения влажности. Значение средней скорости счета по каналам и 3 р несущим информацию о влажности и плотности контролируемого материала, поступают в программновычислительное устройство 1, где происходит ее обработка по заданному алгоритму и вырабатывается выходной электрический сигнал F(M) в такой форме, в которой необходимо для подачи в автоматическую систему управ40 ления технологическим процессом.При калибровке сигнал UH от программновЫчислительного устройства 1 поступает в поворотно-фиксирующий механизм 14, который, разворачивая цилиндр

5 на 180, переводит источник быстрых

45 нейтронов в положение 7 (на схеме выделено пунктиром), а сигнал U в механизм 19, который по заданной программе, раздвигая (или сдвигая), либо скобы 15 и 16 из кадмия, либо

7 б скобы 17 и 18 из карбида бора, изменяет растр потока медленных нейтронов, попадающих в зону детекторов

8 — 13 со стороны цилиндров 5 и 6 °

Выставляя 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 быстI рых 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 8 — 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 Uz и U< 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

Корректор А. Осауленко

Техред М.Дидик

Редактор Л.Письман

Заказ 869 Тираж 397 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д ° 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Нейтронный влагомер сыпучих материалов Нейтронный влагомер сыпучих материалов Нейтронный влагомер сыпучих материалов Нейтронный влагомер сыпучих материалов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительному устройству для определения концентрации бора в теплоносителе контура охлаждения ядерной энергетической установки

Изобретение относится к измерению содержания влаги в контейнерах с оксидом плутония

Изобретение относится к способам химического анализа и может быть использовано для определения содержания золота в рудах различного минералогического типа и продуктах их технологической переработки (хвостах, концентратах). Сущность: перед проведением нейтронно-активационного анализа осуществляют фторирование анализируемой пробы с мешающими примесями гидроди-фторидом аммония. Причем массовое соотношение гидродифторида аммония к массе анализируемой пробы составляет (2-3):1. Фторирование ведут при нагревании пробы в течение времени, достаточного для обеспечения фторирования мешающих примесей. Профторированную смесь подвергают прокаливанию для перевода мешающих примесей в газовую фазу. Технический результат: снижение порога определения золота нейтронно-активационным анализом без потерь золота в золотосодержащих материалах. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области исследований слоистых наноструктур, в частности методике диагностики структуры наносистем. Способ определения пространственного распределения плотности атомов в нанослое состоит в том, что измеряют интенсивности отражения и пропускания через структуру нейтронов и интенсивности вторичных излучений, вызванных поглощением нейтронов в нанослое, при этом последовательно во времени формируют три разного типа зависимости плотности поляризованных нейтронов от координаты в глубь исследуемого слоя и от волнового вектора нейтронов, для этого используют трехслойную структуру, размещенную на подложке, в которой средний слой является исследуемым, следующий за исследуемым слой имеет потенциал взаимодействия нейтронов с веществом, превышающий потенциал исследуемого слоя, слой, покрывающий исследуемый слой, является магнитным с потенциалом взаимодействия для поляризованных нейтронов в направлении вектора магнитной индукции больше, а для нейтронов, поляризованных противоположно - меньше потенциала взаимодействия исследуемого слоя. Технический результат - повышение точности определения распространений атомов изотопов, увеличение диапазона значений толщины исследуемого слоя. 6 ил.
Наверх