Устройство для контроля влажности и зольности сыпучих материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЛАЖНОСТИ И ЗОЛЬНОСТИ СЬШУЧИХ МАТЕРИАЛОВ , содержащее импульсный гене ратор быстрых нейтронов с блоком запуска ,; детектор гамма-излучения, амплитудный дискриминатор и блок определения интенсивности гамма-излучения , причем выход блока запуска соединён с управляющим входом импульеного г енератора быстрых нейтронов , а выход детектора гамма-излучейия соединен через первый амплитудный дискриминатор со счетным входом блока определения интенсивности гамма-излучения, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности определения влажности и зольности контролируемого материала , в пего введены два детектора замеяленных нейтронов, один из которых покрьгг кадмиевым экраном, второй и третий - амплитудные дискриминаторы, блок определения времени замедления

СОКИ СОВЕТСКИХ е

РЕСПУБЛИК (1)5 с 01 Н 23/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ -КОМИТЕТ

riO ИЗОБРЕТЕНИИМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ASTQPCH05AY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3531794/25 (22) 06.01.83 ,-(46) .30.04.91. Бюл. й- 16

:(.71) Особое проектно-конструкторское . бюро Научно-производственного объеди» нения " Черметавтоматика" (72) В.П. Домбровский, В. А. Пронякин.

А.К." Стройковский и В.И. Фролов (53) 621.039 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11р 397824, кп. G 01 Н 23/02 1973.

Старчик Л.П., Борушко Н.И., Крылов P.À. "Об одновременном определении влажности и зольности углей по . It -излучению радиационного захвата тепловых нейтронов", Заводская лаборатория, т ° 48, .8 - 3, 1982, с. 32 рис. 1. (54) (57) уСТРОЙстВО для кОнтРоля .ВЛАЖНОСТИ И ЗОЛЬНОСТИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее импульсный гене-. ратор быстрых нейтронов с блоком запуска детектор гамма-излучения, амплитудный дискриминатор и блок определения интенсивности гамма излу« чения, причем выход блока запуска . соединен с управляющим входом импульсного генератора быстрых нейтронов, а выход детектора гамма-излучения соединен через первый амплитудный дискриминатор со счетным входом блока определения интенсивности -гамма-излучения, о т л и ч а ю m eе с я тем, что, с целью повышения достоверности определения влажности и зольности контролируемого материала, в него введены два детектора за» медленных нейтронов, один иэ которых покрыт кадмиевым экраном, второй и третий - амплитудные дискриминаторы, блок определения времени замедления т лллллллллюижьле леььллллтвл,ььтьллл.в тлл

2 тепловых .нейтронов, блок определенно времени замедления надтепловых не - ..;"ранов, блок определения интенсивности потока надтепловых нейтронов, генератор тактовых импульсов к блок обработки информации, причем выходы первого и второго детекторов замепленных нейтронов соединены с оответственно с входами второго и третьего амплитудных дискриминаторов, выход второго амплитудного дискриминатора соединен с первым счетным входом блока определения времени замедления тепловых нейтронов, выход треть. его амплитудного дискриминатора соединен со счетным входом блока опре- а .Щ деления интенсивности потока надтепловнл нейтронов, нервен олетньть вне- )Я дом блока определения времени замед" ленво нентеллоньл нейтронов н вторьл (, счетным входом блока определения времени замедления тепловых нейтро- Е нов, первый выход генератора такто-. вых импульсов соединен с зторым счетным входом блока определения времени замедления надтепловых нейтронов и третьим счетным входом блока определения времени замедления тепловых нейтронов, второй выход генератора тактовых импульсов, соединен с входом синхронизации блока обработки информации, второй выход блока запуска соединен с управляющими входами блока определения времени замедления надтепловых. нейтронов, блока определения времени замедления тепловых нейтронов и.блока, обработки информации, управляющий выход блока определения времени замедления надтепловых нейтронов соединен с управляющими входами блока определения интенсив1088475

5О

55 ности потока надтепловых нейтронов и блока определения интенсивности гамма- излучения, информационные выходы бло . ка определения времени замедления теп- 5 лавых нейтронов, блока определения времени замедления надтепловых нейт ронов, блока определения интенсивности потока надтепловых нейтронов и

:бйока определения интенсивности гамма-1О излучения соединены с соответствую.щими входаии блока обработки инфор)! мацни, вькоды которого п,одключены к выходам устройства.

f5

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок определе-. ния времени замедления тепловых нейтронов содержит два элемента 2И-ИЛИ,. . счетчик, реверсивный счетчик, регистр,2p сумматор, коммутатор, задатчик кода, формирователь импульсов и RS-триггер, причем выход первого элемента 2И-ИЛИ соединен с суммирующим и выход второго элемента 2И-ИЛИ с вычитающнм входа-25 .. ми реверсивного счетчика, подключенного своими выходами к первой группе входов сумматора, к второй группе входов которого подкпючены выходы регистра, соединенные с выходами блока подключенными к соответствующим входам блока обработкИ устройства, выходы сумматора подключены к первой группе входов коммутатора, вторая гр уппа входов KDToporo соединена c amorosa 35 ми задатчика кода, выходы коммута- .

Изобретение относитсЯ к радиационному прибор. строению и может. быть использовано для контроля влажности и. зольности твердых топлив нейтронным методом в различных областях промьшитенн ти„ например в черной металлургии, в аглодоменном производстве.

Известно устройство для контроля влажности сыпучих материалов, со-держащее блок регистрации влажности и плотности, блок регистрации плотности, два элемента И, два счетчика импульсов и блок управления, причем выходы блока регистрации влажности, и.плотности и блока регистрации плот- ° йости подключены к первым входам соответственно первого и второго эле-. ментов И, выходы которых подключены тора подключены к установочным входам счетчика и регистра, первый выход формирователя импульсов подключен к управляющим входам регистра и счетчика, второй выход форьярователя импульсов соединен с управляющим входом реверсивного счетчика и первьи входом RS-триггера, второй вход которого подключен к выходу счетчика, третий выход формирователя импульсов соединен с управляющим входом коммутатора, прямой выход

RS-триггера соединен с первым входом первого элемента 2И-ИЛИ и с

:третьим входом второго элемента 2И!

ИЛИ, инверсный выход RS-триггера соединен с четвертым входом первого элемента. 2И-ИЛИ и первым входом второго элемента 2И-ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента 2И-ИЛИ и с первым входом блока, подключенным к выходу второго дискриминатора, третий вход первого элемента 2И-ИЛИ. соединен с четвертым входом второго элемента.

2И-ИЛИ и с вторым входом блока, подключенным к выходу третьего дискриминатора, управляющий вход счетчика соединен с третьим входом блока, подключенным к выходу генератора тактовых импульсов, а вход формирователя импульсов соединен с четвертым входом блока, соединенным с выходом блока запуска импульсного генератора быстрых нейтронов устройства. к первым входам, соответственно первого и второго счетчиков импульсов, -выход второго счетчика импульсов подключен к входу блока управления, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам соответственно первого и второго элементов И, . третий и четвертый выходы блока управления подключены к вторьм входам соответственно первого и второго счетчиков импульсов

Однако невысокая точность измерения влажности обуслоайена тем, что реальные радиоизотопные блоки регистрации плотности обладают чувствительностью как к изменению плотности и химсостава, например зольности, так .и к изменению влажности контролируе-; мого материала. Кроме того, при от

10884 сутствии контролируемого материала на выходах блоков регистрации влажности и плотности и блока регистрации плотности имеются фоновые сигналы, обусловленные влиянием элементов

5 конструкции блоков.

В реальных условиях чувствитель" ность блоков регистрации влажности и плотности изменяется во времени, например, при изменении температуры, давления, старения детекторов, изменении выхода радиоизотопного источника, что приводит в известном устройстве к появлению систематической погрешности измерения.

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля влажности и зольности сыпучих материалов, содержащее импульсный генератор быст- 20 рых нейтронов с блоком запуска, детектор гамма-излучения, амплитудный дискриминатор, блок определения ин тенсивности гамма-излучения, блок. задержки, программный счетчик и тай- 25 мер, причем первый выход блока запуска соединен с импульсным генера-. тором быстрых нейтронов, второй выход блока запуска — с входом блока задержки и первым входом таймера, выход . детектора гамма-излучения соединен с входом амплитудного дискриминатора, вьжод которого соединен со счетными входами программного счетчика и блока определения интенсивности гамма-излучения, выход блока эадерж35 ки соединен с управляющим входом программного .счетчика, выход которого соединен с вторым входом таймера, Однако невысокая точность опреде- 4О пения влажности и зольности контролируемого материала обусловлена тем, что устройство позволяет определять объемную влажность материала, и время, опре„,еляемое его таймером, зависит не только от реального времени замедления быстрых нейтронов, но и от плотности потока нейтронов. . Цель изобретения — повышение достоверности определения влажности и 5О запьности контролируемого материала.

i "ю

Это достигается тем, что в уст-,. ройство для контроля влажности и зольности сыпучих материапов, содержащее импульсный генератор быстрых нейтронов с блоком запуска, детектор гамма-излучения, амплитудный дискриминатор и блок определения ин» тенсивности гамма-излучения, причем

О выход блока запуска соединен с управляющим входом импульсного генератора быстрых нейтронов, а выход детектора гамма-излучения соединен через первый амплитудный дискриминатор со счетным входом блока определения интенсивности гамма-излучения, введены два детектора замедленных нейтронов, один из которых покрыт кадмиевым экраном, второй и третий — амплитудные дискриминаторы, блок определения времени замедления надтепловых нейтронов, блок определепия интенсивности потока надтепловых нейтр онов, генератор тактовых импульсов и блок обработки информации причем вы1 ходы первого и второго детекторов замедленных нейтронов соединены соответственно с входами второго и третьего амплитудных дискриминаторов, выход второго амплитудного дискриьянатора соединен с первым счетным входом блока определения времени замедления тепловых нейтронов, выход третьего амплитудного дискриминатора соединен со счетным входом блока определения интенсивности потока надтепловых нейтронов, первым счетным входом блока определения времени замедления надтепловых нейтронов и вторым счетным входом блока определения времени замедления тепловых нейтронов, первый выход генератора тактовых импульсов. соединен с вторым счетным входом блока определения времени замедления надтепловых нейтронов и третьим счетным входом блока определения времени замедления тепловых нейтронов, гторой выход генератора тактовых импульсов соединен с входом синхронизации блока обработки, второй выход блока запуска соединен с управляющими вхо-, дами блока определения времени замед. ления надтепловых нейтронов, блока определения времени замедления тепловых нейтронов и блока обработки информации, управляющий выход блока определения времени замедления надтепловых нейтронов соединен с управляющими входами блока определения интенсивности потока надтепловых нейтронов и блока определения интенсивности гамма-излучения, информационные выходы блока определения времени замедления тепловых нейтронов, блока определения времени замедления тепловых нейтронов, блока определе1 ния времени замедления адтепловых

1 О884 75 нейтронов, блока определения интенсивности потока надтепловых нейтронов и блока определения интенсивности гамма-излучения соединены с соот.5 ветствующнми входами блока обработки информации, выходы которого подключены к выходам устройства, при этом в нем блок определения времени замедI

)ления тепловых нейтронов содерхнт два элемента 2И-ИЛИ, счетчик» реверсивный счетчик, регистр, сумматор, коммутатор, задатчик кода, формирователь импульсов и RS-триггер, причем выход первого элемента 2И-ИЛИ соединен с суммирующим и выход второг.о элемента 2И-ИЛИ с вычитающим входами реверсивного счетчика, подключенного своими выходами к первой группе вхо.дов сумматора, к второй группе входов которого подключены выходы регистра, соединенные с выходами блока, подключенными к соответствующим входам блока обработки устройства, выходы сумматора подключены к первой 25 группе входов коммутатора,. вторая группа входов которого соединена с выходами задатчика кода, выходы коммутатора подключены к установочньм входам второго счетчика я регистра, 3р первый выход формирователя импульсов подключен к управляющим входам регистра и счетчика, второй выход формирователя импульсов .соединен с управляющим входом РевеРсивного счетчика и первым входом RS-триггера, второй вход которого подключен к выходу счетчика, третий выход формирователя импульсов соединен с управляющим входом коммутатора» прямой выход RS 40 триггера соединен с первьи входом первого элемент" 2И-ИЛИ:и с третьим входом второго элемента 2И-ИЛИ, инверсный выход RS-триггера соединен с чет45 и первьм вхо ом второго элемента 2ИНК, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента

2И-ИЛИ и с первым входом блока, под:.. ключенньи к выходу .второго дискриминатора, третий вход первого элемента

2И-ИЛИ соединен с .четвертым входом второго элемента 2И-ИЛИ и с вторым входом блока, подключенньм к выходу третьего дискриьынатора,:управляющий

55 вход счетчика соединен с третьим входом блока, подключенным к выходу

Ф

Генератора тактовых имп нтьсов» а, вход формирователя импульсов соепинен с четвертым входом блока, соединен ным с выходом блока запуска импулъснoro rеиератора быстрых нейтронов устройства.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для контроля влажности и зольности сыпучих материалов; на фиг.2 — функциональная схема блока определения времени замедления нейтронов; на фиг .3 — .цикло граммы работы блока определения времени замедления нейтронов; на фиг.4функциональная схема блока обработки инФормации.

Устройство для контроля влажности и зольности сыпучих материалов содерлит генератор 1 быстрых нейтронов с блоком запуска 2, детекторы

3 и 4 замедленных нейтронов, соединенные своимн выходами с входами амплитудных дискриминаторов 5 и 6, причем вторая группа детекторов 4 закрыта кадмиевым экраном 7, детектор 8 гамма-излучения с последовательно соединенным амплитудным дискриминатором 9, блок 10 определения времени замедления тепловых нейтронов, блок 11 определения времени замедления надтепловых нейтронов, блок 12 определения интенсивности потока надтепловых нейтронов, блок

1I3 определения интенсивности гаммаизлучения, генератор 14 тактовых импуЛьсов И блок 15 обработки Информации.

Детектор 3 регистрирует плотность тепловых и надтепловых нейтронов, а детектор 4, закрытый кадмиевым экраном 7, который обеспечивает смещение максимумов спектральной чувствительности групп детекторов друг относительно друга позволяет регистрировать плотность надтепловых нейтро-. нов.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 быстрых нейтронов, . размещенньй» например, над конвейе- . ром с контролируемым материалом, as-, лучает нейтроны высоких энергий в виде имлульсов с частотой следования, задаваемой блоком .запуска 2.

Нейтроны, попадая в контролируемый материал, обмениваются кинетической энергией с его атомаьы вследствие упругих и неупругих столкновений.

Так как энергия нейтронов превыщает кинетическую энергию двихения рассе1088475

Ь К) 2А 10 (- — ) = — — — - (1)

Кл ср (1 + А)2 где А — масса ядра атома среды (а.е.м.) °

В водородосодержащем материале замедление нейтронов практически полностью происходит в результате упругого рассеяния на ядрах водорода (Аы = 1) и временное распределение плотности потока нейтронов N(V t) по скоростям Ч подчиняется уравнению где Z и 2 . - соответственно макроскопи- 39 с ческие сечения рассеяния и поглощения нейтронов со скоростью Ч;

Ч б . Начальная скорость н ейтрО нов.

Так как сечение поглощения нейтронов материалом подчиняется закону

1/V а сечение рассеяния имеет постоянную величину; то временное распределение плотности потока нейтронов 40 имеет вид где (7; — дифференциальное сечение . реакции (п,j), для j.-го элемента;

I у - интенсивность гамма-излучеО иия с определенной энергией;

А, - масса i-ro элемента.

Для основных золообразующих элементов твердых топлив значение чувствительности составляет от .1 0,175 (AI) до 1,27 (Ре) в диапазоне

; энергией Ео 4 ИэВ. ивающих атомов контролируемого материала, при последовательных столкно- вениях нейтроны будут терять энергию; пока не наступит тепловое равновесие с движением атомов ср.еды. При упругом рассеянии при каждом соударении кинетическая энергия нейтронов К в уменьшается в среднем на величину

aN(V! t) Г ) — — — + +Й. ЧМ(Ч t) с а

-2vJ )!(v е)Е. = 1 (t). ч(ч -ч ) о

{21

ы(ч,ч) = (с(ч — ч ) + чс (С +

Ч,,Ч,й,+Z,) е. с. е) (3) 50

Первое слагаемое описывает спад плотности потока нейтронов, ве испытавших соударений. Для выявления временных характеристик второго слагаемого рассмотрим .асимптотическую область малых энергий, для которых

V c Ч .. Имея в виду : что (2 . + ,. . + Zq) V+t » 1 и введя замену P (V, с) =

N(V» t) Ч, поаучим распределение плотности потока нейтронов во времени

g (v, t) = Ь "(-ь+,)j .e-" " (4}

Данное распределение плотности потока нейтронов имеет максимум so времени

t (5) макс V +у } с е, Среднее время замедления нейтронов до скорости V равно:

3 о

3

У ф(ч,а)(1Е Ч(Л;+К.) () (6)

Таким образом, такие параметры, как BpeMR с,р„с до наступления максимума плотности потока замедленных нейтронов и среднее время tt замед-.

Ср ления нейтронов до заданной скорости, функционально зависят от, нейтронных характеристик исследуемого материала.

1!ри достижении нейтроном тепловой энергии сечение G радиационного захвата ядер элементов, входящих в контролируемый материал, становится значительным (6 1/V) . При захвате нейтрона ядро переходит в метастабильное состояние. Возбуждение ядра снимается испусканием гамма-квантов с определенными энергиями {реакция п,II }, которая характеризуется эффективным сечением Q количеством гамма-квантов на сто захваченных нейтронов I $ и их энергией Е.

Критерием возможности анализа элементного состава контролируемого материала по гамма-излучению радиационного захвата с определенной энергией является значение чувствительности метода

Б(п, ), = — О,1 (7)

4 ; ц"

108 (9) Зависимости (5,6 и 7) можно аппроксимировать следующими уравнениями; с -" 1(t иск = (а,+Ь,Pc+ñ,А )Е + d в ср (а +Ь I)c+ñãА )е + Й2 (8) с — X W

I ((Eo) N,(а Ь, ) +с А + kqW)

) где с), - среднее время замедления иадтепловых нейтронов; — среднее время замедления тепловых нейтронов; .

Ig(Fc) - интенсивность гамма-излучения радиационного saxвата с энергией выше Е

N - плотность потока быстрых

0 нейтронов; а, ....а Ь, Ь с1...с d) ° . d з k< ° ° ...k — коэффициенты аппроксимации . (Плотность потока быстрых нейтронов равна где N — средняя плотность потока на надтепловых нейтронов;

P - коэффициент пропорциональ; ности. решение системы уравнений (8) с учетом (9) является основныи алгоритмом Функционирования устройства.

Детектором 3., в: качестве которогр может использоваться, например, счетчик медленных нейтронов типа

СНМ-18, фиксируется плотность потока тепловых и надтепловых нейтронов.

Так как кадчий обладает большим сечением поглощения тепловых нейтронов, то детектор 4, помещенный в кадмиевый экран 7, фиксирует плотность потока только 1.адтепловых нейтронов.

Как подмазано ранее, плотность потока замедленных нейтронов после .. импульса быстрых нейтронов вначале возрастает, доходит до максимума и затем падает до нуля. Среднее время замедления нейтронов определяется из условия банер

ОО

j t((t)dt = J N„(t)dt (10)

" Р

Ц е)с

И (t) dt в (.))) с

8475 !

2 где t - момент запуска генератоо ра быстрых нейтронов;

N (t) — плотность потока надтеппоII вых нейтронов;

N (С) — плотность потока тепловых нейтронов.

Значения интенсивности счета за- медленных нейтронов пропорциональной плотности потока нейтронов в виде частоты следования статистически расп ределенных импульсов напряжения с выходов детекторов 3 и 4 через амплитудные дискриминаторы 5 н б поступают на входы блоков 10 и 11 определения времени замедления соответственно тепловых и надтепловых нейтронов. .Момент запуска генератора 1 быстрых нейтронов Фиксируется по импульсу, 20 поступающему на блоки IО и 11 с блока запуска.

Частота следования импульсов запуска выбирается так, чтобы плотность потока замедленных нейтронов к мо.—

25 менту каждого последующего запуска генератора 1 быстрых нейтронов была близка к нулю. В блоках 10 и 11 осуществляется решение уравнения (10) относитепьно t и „соответ30 ственно.

Значения й„„с и tv

40 Значения интенсивностей потока надтепловых нейтронов и гамма-излучения определяются путем подсчета импульсов с выходов детекторов 4 и 8 за время, равное среднему времени

45 замюдленйя надтенловых нейтронов, что в дальнейшем позволяет с учетом выражения (9) исключить влияние из" менения выхода генератора 1 быстрых нейтронов на детектор 8 гамма-излу"

50 чения и уменьшить его чувствительность к влажности - коэффициент К уравнений (8) . уменьшить чувствительность детектора 8 гамма-излучения к влажности позвОляет также дискриминацця гам» ма-квантов по энергщ на уровне

4МэВ (у водорода Еи 2,23 ИэВ) с помощью амплитудного дискриминато-. ра 9.

10884 7

Значения И и I / в виде цифрового кода с выходов блоков 12 и13 соответственно поступают на входы блока 15 обработки информации.

В блоке 15 обработки информации

S происходит решение уравнений (8) от-. носительно влажности W и зольности

А контролируемого материала.

Синхронизация работы устройства осуществляется с помощью генератора

14 тактовых импульсов.

Блоки 10 и 11 определения времени замедления соответственно тепловых и надтепловых нейтронов выполнены следующим образом.

Блок 10 (см.фиг,2) определения времени замедления тепловых нейкронов содержит элементы 2И-ИЛИ 16 и 17, реверсивный счетчик 18, счетчик 19 ° 20 регистр 20. сумматор 21, коммутатор

22, задатчик 23 кода, формирователь

24 импульсов и RS-триггер 25.

Циклограммы работы блока 10 определения времени замедления тепловых нейтронов приведены на фиг.3.

При включении устрбйства формирователь 24 импульсов на третьем выходе формируег одиночный импульс (Ч >) который поступает на управляющий вход коммутатора 22, которьп) подключает выходы эадатчика 23 кода к установочным входам счетчика 19 и регистра 20.

При поступлении импульса запуска генератора. 1 быстрых нейтронов с блока 2 запуска (V<) формирователем

24 импульсов последовательно вырабатываются импульсы HB первом (Ч ) H втором (V2i! <) его выходах. Первьи импульсом осуществляется ззапись кода -ио в регистр 20 (N2o) и второйсчетчик 19 (N<>). Значение кода Nо на выходе задатчика 23 кода выбирается равным среднему времени замедления тепловых йейтронов при средней (базовой) влажности. (13) N, =Но+И!, 50

Так как после первого импульса запуска генератора 1 быстрых нейтронов на третьем выходе формирователя 24 импульсов устанавливается напряжение логического нуля, коммутатор 22 подключает к установочным входам счетчика 19 и регистра 20. выходы сумматора 21. С приходом второ55

Вторым импульсом осуществляется установка реверсивного счетчика 18 в нулевое (N!j), à RS-триггера 25в единичное состояние (t©<). Напряжения с прямого и инверсного выхо- ; дов KS.-триггера 25 поступают на соответствующие входы элементов 2И-ИЛИ

16 к 17, разрешая прохождение импульсов с выхода детектора 3 тепловых и надтелловых нейтронов через дискриминатор 5 на суммирующий, а с выхода детектора 4 надтепловых нейтронов через дискриминатор 6 иа вычитающий вхо5 34 ды реверсивного счетчика 18. В счетчике 18 начинается подсчет импульсов с частотой следования, пропорциональной разности интенсивностей счета детекторов 3 и 4, т.е. осук!ествляется интегрирование параметра, пропорционального плотности потока тепловых нейтронов М . Одновременно: на счетlll чик 19 начинают поступать импульсы с генератора 14 тактовых импульсов.

В момент времени tin cp< счетчик 19 переполняется, и импульс переноса с его выхода устанавливает КЯ-триггер

25 в нулевое состояние. Последний с помощью элементов ?И-ИЛИ 16 и 17 изменяет направление интегрир ования, т.е„импульсы с выхода детектора 3 тепловых и надтепловых нейтронов начинают поступать на вьиитающий, а с выхода детектора 4 надтепловых нейтронов — на суммирующий входы ре версивного счетчика 18.

Так как период между двумя. последовательными импульсами запуска генератора 1 быстрых нейтронов выбирается так, чтобы плотность потока тепловых нейтронов в момент времени t практически равнялась нулю, ой значение кода N на выходе реверсивного счетчика 18 к моменту повторного запуска генератора 1 быстрых нейтронов будет равно:

1ю у, о2

N = К N(t)dt — И (И (11)

tal сР 1 где К вЂ” коэффициент пропорциональо ности

No

t (12)

el all l f где n — разрядность счетчика 19;.

f — частота генератора 14 тактовых импульсов.

Значение кода Н, суммируется в сумматоре 21 с значением кода Nо с выхода регистра 20, т. е. значение кода на выходе сумматора 21 равно

0884 75 !6!

5 (15) В установившемся режиме значение кода N на выходе реверсивного счетчика 18 равно нулю, что эквивалентно выполнению условия (10) . Длительность импульса на выходе RS"òðèãгера 25 при этом равна среднему времени замедления тепловых нейтронов, а значение содержимого регистра 20 в обратном коде (N д ) пропорционально этому времени.

Аналогично работает блок 11 определения времени замедления надтепловых нейтронов, причем на четвертые входы элементов 2И-ИЛИ 16 и 17 подается напряжение логического нуля.

Значения кодов с выходов регистров 20 блоке" 10 и 11 определения времени замедл, ния тепловых и надтепловых нейтронов поступают на соответствующие выходы блока 15 обработки информ . 1ии.

Структурная, схема возможного варианта блока 15 обработки информации . приведена на фиг.4, Блок 15 обработки информации содержит пять шинных формирователей 26-30, узел 31 управления, шины 32 данных, операционный узел 33, программный запоминающий элемент 34, оперативный запоминающий элемент 35, узел 36 выходных преобразователей.

Вся работа блока 15 обработки подчинена программе, записанной в программный запоминающий элемент 34

45

5С

55. 1

ro импульса запуска генератора 1 быстрых нейтронов импульсами с фор" мирователя 24 осуществляется запись в счетчик 10 и регистр 20 значения кода N< 1, установка в нуль реверсивного счетчика 18 и в единичное состояние КБ«триггера 25 и процесс повторяется. Пр.и этом:

2 -Nl q 2 -(N +Я)

11 И ю с

» .0 Pe . f Х, (14) «т.е. длительность импульса на выходе

RS-триггера 25 уменьшается. Если при этом значения кода N< на выходе реверсивного счетчика 18 в момент прихода следующего импульса запуска меньше нуля, то оно вычитается иэ содержимого регистра 20, т.е.: о И

2 —. N y. с 2 - (Яо +Я -М а)

N gy о

30 и представляющей совокупность микропрограмм, реализованных в виде последовательности микрокоманд. Микрокоманды с определенной последовательностью поступают в операционный узел

33 и оттуда - в узел 31 управления.

Работа блока 15 обработки синхронизируется импульсами, поступающими на узел 31 управления с выходов блока 2 запуска и генератора 14 тактовых им» пульсов. Узел 3 1 управления последовательно формирует сигналь, управпя» ющие шинными формирователями 26-29, через которые значения кодов с выходов блоков 10-13 устройства поступают на шины 32 данных, а затем через операционный узел 33 в оперативный запоминающий элемент 35.

Операционный узел 33 по заданной программе осуществляет обработку поступающей информации, выполняя алгоритмы вычисления влажности И и зольс ности А, путем решения системы уравнений (8) .

Вычисленные значения влажности W . и зольности А также поступают на шис ны 32 данных, откуда по сигналу с узла 31 управления через шинный формирователь 30 в узел 36 выходных преобразователей, где преобразуются в форму, необходимую для передачи в систему управления технологическим процессом.

Использование изобретения обеспечивает повышение достоверности определения влажности и зольности конт» ролируемого материала.

Использование двух детекторов замедленных нейтронов, максимумы спектральной чувствительности которых разнесены на некоторую величину, и последующее определение среднего времени замедления тепловых и надтепловых нейтронов позволяет производить .: определение весовой влажности материала с учетом изменения егo начальной плотности Р, т.е. исключить погрешность определения влажности при изменении насыпной плотности материала.

Определение среднего времени замедления тепловых и надтепловых нейтронов из условий (10) позволяет исключить погрешность определения влажности материала за счет изменения вы хода генератора быстрых нейтронов.

Определение средней плотности по1 тока надтепловых нейтронов и интенсивности гамма-излучения за среднее

17

13

10884 75 время замедления нейтронов до надтепловых энергий позволяет в дальнейшем при решении блоком обработки информации уравнений (8) искпючить погрешность определения зольности за счет изменения выхода генератора быстрых нейтронов.

Совместное решение уравнений (8) также позволяет учесть и исключить влияние изменения влажности на точ5 ность определения зольности материала. и, наоборот, влияние изменения зольности на точность определения влажности.! 088475

the tnr g

Фиг.,У

10884? 5

Ас

Редактор Е. Гиринская Техред К.Моргентал Корректор М. Самборская

:Заказ 2144 Тирам 412 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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