Нейтронный влагомер сыпучих материалов

 

Изобретение относится к радиоз зотопному приборостроению, в частности к нейтронным влагомерам сыпучих материалов, и является усовершенст U .f вованием известного устройства по а,с. № 991271. Изобретение позволяет повысить точность измерения влажности . Устройство содержит измерительный преобразователь 1 эталонный блок 2 и программно-вычислительное устройство 3. В эталонном блоке между боросодё-ржащим и кадмиевым фильтрами размещен замедлитель. Каждый кадмиевый фильтр в эталонном блоке выполнен из двух параллельных пластин, одна из которых может перемещаться. В обеих пластинах имеются прямоугольные прорези по всей длине, с помощью которых при перемещении подвижной пластины можно формировать нейтронное поле при различных значениях влажности к плотности материала. 1 з.п. ф-лы, 4 ил, .. СО О ю 00 СП 4ik fO

СО!ОЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU„„! 302854

А2 (5! ) 5 G 0! N 23/12

О1!ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и ", ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г!О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

/ l (46) 23 Оч.91. Бюл. 1! - 15 (6!) 99 127! (21) 3933980/ 5 (22) 22.О7.85 (71) Особое проектно-конструкторское бюро Научно-производств .нного объединения Черметавтоматика (72) В.А.Пронякин, В.П.Домбровский, В.К.Фролов и А.К.Стройковскнй (53) 55 1.508.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 991271, кл. С 01 N 23/12, 1983. (54) НЕИТРОННЫй ВЛАГОИЕР СЬ1ПУЧИХ NAТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к радионэотопному приборостроению, в частности к нейтронным влагомерам сыпучих материалов, и является усовершенствованием известного устройства по а, с. Ф 991271. Изобретение позволяет повысить точность измерения влажности, Устройство содержит измерительный преобразователь 1, эталонный блок 2 и программно-вычислительное устройство 3, В эталонном блоке между боросодержащим и кадмиевым фильтрами размещен замедлитель. Каждый кадмиевый фильтр в эталонном блоке выполнен из двух параллельных пластин, одна из которых может перемещаться. В обеих пластинах имеются прямоугольные прорези по всей длине, с помощью которых при перемещении подвижной пласти" ны можно формировать нейтронное поле при различных значениях влажности и плотности материала. 1 э,п. ф-лы, 4 ил, 1 13028

Изобретение относится к устройствам дпя измерения влажности сыпучих материалов с помощью нейтронов и может быть использовано в металлургии, Цель изобретения — повышение точности измерения влажности, На фиг. 1 показана структурная схема влагоиера; на фиг, 2 - конст- 1О рукция измерительного преобразовате-. ля влагомера; совмещенного с эталонным блоком;, на фиг, 3 — разрез эта-, лонного блока, на фиг. 4 — кинематическая схема привода пластин кадмиевого фильтра.

Впагомер содержит изМерительный преобразователь i эталонный блок 2 и программно-вычислительное устройство 3. Зталонныи блок 2 конструктив- 20 о совмещен с измерительным преобра"

:»,«î.:IIàòàëåè 1 и представляет собой пря."оугольный параллелепипед, запал-, . "енный водородсодержащим матери.=:лам, например капроланама 25

В измерительный преобразователь 1 (фиг,, 1, 2) вхонят каретка 4 и блоки

5 автоматики. В каретке закреплены источник б быстрых нейтронов„ группы детекторов 7 подкадмиевых и 8 надкад- ЗО миевых нейтронов., усилители-дискриминаторы 9, 10. Блок автоматики содержит реверсивный двигатель 11, электромагнит 12, подвижный шток 13- с упо=ром 14, привод 15 перемещения кадмиевОгО фильтра включающии электрадви гатель 16 " "датчиком 17 угла поворо- та вала, концевой выключатель 18, В эталонном блоке имеются пазы 19 20 (фиг, 3), с внешней стороны окружен- ig ные боросодержащим экранам 21, в которые помещены вставки 22., 23 из водородсодержащего материала определенной толщины, зависящей от характеристик контролируемого материала. С внутренней стороны пазы ограничены кадмиевыми фильтрами 24, 25 в виде двух пар пластин (фиг. 4) 26, 27 и

28, 29. По всей длине пластин имеются поперечные прорезй 30, причем 5О ширина прорезей равна расстоянию между ними, Две из четырех попарно расположенных пластин кадмиевого фильтра (27 и 29) могут перемещаться в продольном направлении независима. друг от друга посредством эксцентриков 31, 32, закрепленных на оси электродвигателя 16; Положение эксцентриков контролируется с помощью

54

2 датчика 17 угла поворота вала. Возврат пластин в исходное положение па мере поворота эксцентриков осуществляется пружинами 33, 34.

Устройство работает следующим образом.

При первичной аттестации эталонно" го блока 2 изменением толщины вставок 22, 23 при полностью открытых кадмиевых фильтрах (прорези кадмиевых . пластин 26, 27 и 28, 29 совпадают) создают в эталонном блоке нейтронное поле, соответствующее нейтронному полю в контролируемом материале при минимальной влажности и минимальной плотности материала M „„„„, p,„„„.

Затем перемещают одну из пластин

2? кадмиевого фильтра таким образом, чтобы прорези на пластинах 26, 27 были полностью перекрыты, и опреде" ляют значения влажности и плотности

И, рс материала, которым соответствует нейтронное поле, воспроизводимое эталонным блоком. Затем перемещают вторую пластину кадмиевого фильтра до взаимного перекрытия прорезей на пластинах 28, 29 и вновь оп- ределяют значение влажности и плотности И„, н яс ч кс ° Значения Имакс ь

Ы И

cp > ин >Pc sic Pc. of рc+«заносят в память программна-вычислитель" ного устройства.

" Таким образам, при изменении взад имного расположения прорезей в кадмиевых фильтрах происходят общее изменение плотности патока замедленных нейтронов и изменение соотношения ппотностей потоков надкадмиевых и подкадмиевых нейтронов, эквивалентное аналогичным изменениям нейтронного поля в контролируемом материале при изменении его влажности и насыпной плотности.

При изменении вида контролируемого, материала (т,е. изменении диапазона колебания его влажности и насыпной плотности) производится переаттестация эталонного блока путем изменения толщины вставок 22, 23 из водородсодержащега материала.

Кирину II прорезей выбирают из ус1 ловия d = --, где 1 — длина детекта2n ров медленных нейтронов; и — количество прорезей в кадмиевом экране на длину детектора 7.

Соотношение ширины cl прорезей и расстояния от источника нейтронов до

3 13028 фильтра выбирают так, чтобы потоки медленных нейтронов через прорези фильтров были приблизительно равны при -любом расположении источника нейтронов 6 относительно прорези, что

К3

5 возможно h =. d †.

Влагомер работает в режимах "Эта; лонирование" и "Измерение".

В режиме "Эталонирование" команда с программно-вычислительного устрой:-.òíà 3 поступает в блок 5 автоматики на реверсивный двигатель 11, ко торый перемещает каретку 4 с установленными на ней источником 6 быст- 15 рнх нейтронов и детекторами 7, 8 из рабочего положения (например, из бункера с материалом или с конвейера) в эталонный блок 2. Каретку 4 фиксируют в эталонном блоке в заданной точ- 20 ке с помощью подвижного штока 13 с упором 14, При этом срабатывает концевой выключатель 18, который подает сигнал в программно-вычислительное устройство 3. Пластины кадмиевых 25. фильтров 24, 25 находятся в исходном состоянии.(прорези 30 открыты). Импульсные сигналы I®„, 1р д„ с выходов групп детекторов 7, 8 через усилители-дискриминаторы 9, 10 пос- 3р тупают на входы программно-вычислительного устройства 3, которое их. усредняет и запоминает. Затем по команде с программно-вычислительного устройства включается электродвигатель 16, который посредством эксцентрика 31 перемещает пластину 27 кадмиевого фильтра во второе положение (прорези 30 пластин 26, 27 перекры- ты) . 40

Программно-вычислительное устройство усредняет и запоминает сигналы

I®, I, ° Затем вновь выключается

"cp электродвигатель 16, переводя пос- . редством эксцентрика 32 во второе положение пластину 29, и происходят усреднение и запоминание сигналов

I . После выполнения опемин ямим раций в третьей градуировочной точке 5р в программно-вычислительном устройстве рассчитываются и запоминаются градуировочные коэффициенты. На этом режим "Эталонирование" заканчивается.

По команде с программно-вычислительного устройства 3 влагомер переключается в режим Измерение". Электромагнит 12 поворачивает шток 13 с упором .14, освобождая каретку 4.Дви54

4 гатель 11. перемещает каретку 4 с детекторами 7 и 8 и источником 6 быстрых нейтронов в рабочее положение (например, в бункер с контролируемым материалом), Материал облучается быстрыми нейтронами, которые замедляются на ядрах атомов водорода, входящего в состав влаги, Поток замедленных нейтронов регистрируется двумя группами детекторов 7, 8.

Сигналы I è Ig с выходов групп детекторов 7, 8 через усилители 9 и 10 поступают на вход программновычислительного устройства 3, где происходит обработка полученной информации и определяется значение весовой влажности.

В дальнейшем по командам с программно-вычислительного устройства

3 или по внешним командам происходят автоматическое периодическое эталонирование влагомера и расчет новых значений градуировочньтх коэффициентов, что устраняет погрешность влагомера, обусловленную нестабильность детекторов медленных нейтронов во времени и т.д, Повышение точности измерения влажности путем исключения погрешности эталонирования позволяет при использовании влагомера в системах автоматического управления технологическими процессами аглодоменного производства повысить качество выпускаемой продукции и снизить расход сырья. формула и э о б р е т е н и я

1. Нейтронный влагомер сыпучих материалов по авт. св. В 991271, о тл и ч а ю шийся тем, что,. с целью повышения точности измерений влажности, между боросодержащим и кадмиевым фильтрами по обе стороны полости для размещения при градуировке каретки с источником и двумя группами детекторов нейтронов расположен слой замедлителя, а каждый кадмиевый фильтр выполнен из двух параллельных пластин, одна из которых закреплена неподвижно, а другая снабжена приводом для перемещения в продольном нап» равлении, обе пластины снабжены пря-. моугольными поперечными прорезями, выполненными по всей длине пластин, причем ширина прорезей равна расстоянию между ними, а подвижные пластины -. имеют два фиксированных положения, соответствующих полностью открытому

t302854—

Составитель В. Васильева

Техред H.éoïîâè÷ Корректор Л.Латай

Редактор Г.Федотов

Заказ 1899

Тираж 412 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 и закрытому взаимному расположению трорезей, и привод пластин соединен с выходом программно-вычислительного устройства, расстояние от источника быстрых нейтронов до каждо-о из двух кадмиевых фильтров выбрано иь услоЦ.Р Ы

73

h = d где Й вЂ” ширина прорезей. Д

2. Влагомер по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что подвижные кйдмиевые пластины снабжены возвратными пружинами, а привод пластин содержит электродвигатель с закрепленными на валу эксцентриками, снабжен датчиком угла поворота вала, соединенным с программно-вычислительным устройством.