Способ контроля вещественного состава твердого топлива

 

Изобретение относится к способам ядерно-физического анализа состава вещества. Цель изобретения - одновременное опредление зольности угля и содержания кальция в золе при больших диапазонах их колебаний. Образец исследуемого топлива облучают гамма-излучением с энергией, меньшей энегии К-края поглощения железа, и регистрируют зависимость интенсивности вторичного излучения, ослабленного фильтром, от толпр1Ны фильтра. Для этого фильтр переменной толщины в форме клина перемещают перед окном детектора вторичного излучения так, чтобы в процессе измерения его толщина в месте прохождения вторичного излучения изменялась от нуля до некоторого максимального значения. Послелняя выбирается такой, чтобы интенсивность ослабленного фильтром максимальной толщины излучения при максимально возможной зольности угля не зависела от содержания кальция в золе. Затем в семействе предварительно построенных градуировочиых зависимостей интенсивности вторичного излучения от толщины фильтра, каждая из которых строго однозначно определена зольностью и содержанием кальция в золе, находят зависимость, совпадающую с измеренной, и тем самым определяют одновременно и зольность угля, и содержание кальция в золе. 2 ил. (О (Л со со ГчЭ 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5i) 4 Г 01 N 23/?23

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

j ЗСЕс;:-..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ „"

К А BTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ и к,ц„, (21) 3994870/31 — 25 (22) 10.11.85 (46) 30.04.88. Бюл. 16 (71) Карагандинский политехнический институт (72) Ю.Н.Пак и R.M.Òåðåõoí (53) 539.1.06(088.8) (56) Филиппов F..М. Ядерная геофизика, т. 1. Новосибирск: Наука, 1973, с. 414, Пак Ю.Н. К методике повышения точ— ности радиоизотопного анализа зольности угля. — Заводская лаборатория, 1980, N 8, с. 743-744. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВЕЩЕСТВЕННОГО

СОСТАВА ТВЕРДОГО ТОПЛИВА (57) Изобретение относится к спосо— бам ядерно-физического анализа состава вещества. 1(ель изобретения — одновременное опредление зольности уг— ля и содержания кальция в золе при больших диапазонах их колебаний. Об— разец исследуемого топлива облучают гамма-излучением с энергией, меньшей энегии К-края поглощения железа, и

„„SU„„1392470 А 1 регистрируют зависимость интенсивнос— ти вторичного излучения, ослабленнс го фильтром, от толщины фильтра. Для этого фильтр переменной толщины в фор— ме клина перемещают перед окном де— тектора вторичного излучения так, чтобы в процессе измерения его толщи— на в месте прохождения вторичного излучения изменялась от нуля до некоторого максимального значения. Последняя выбирается такой, чтобы интенсивность ослабленного фильтром макси— мальной толщины излучения при максимально возможной зольности угля не зависела от содержания кальция в золе °

Затем в семействе предварительно по— строенных градуировочпых зависимостей интенсивности вторичного излучения от толщины фильтра, каждая из которых строго однозначно определена зольностью и с.одержанием кальция в золе, находят зависимость, совпадающую с измеренной, и тем самым определяют одновременно и зольность угля, и содержание кальция в золе. 2 ил.

1392470 2

Изобретение относится к способам анализа состава вещества, а именно к способам определения состава угля с помощью гамма-излучения.

Целью изобретения является одно— временное определение зольности угля и содержания кальция в золе при больших диапазонах их колебаний.

На Лиг. 1 представлены зависимости1О интенсивности вторичного излучения от толщины полиэтиленового Лильтра для углей с различной зольностью и содержанием кальция в золе; на фиг. 2 — структурная схема установ15 ки для осуществления предлагаемого способа.

Прецставленные на Лиг. 1 зависимости 1, 2 и 3 относятся к углям зольностью, равнои 7Х, H содержанием кальция в золе, соответственно равным 3, 10 и 20i зависимости 4, 5 и 6 — к углям с зольностью, равной

207, и содержанием кальция, соответственно равным 3, 10 и 207, а зависи- 25 мости 7, 8 и 9 — к углям < зольностью, равной 407, и тем же с.одержанием кальция в золе.

Установка для осуществления предлагаемого способа содержит источник

10 нуклила железо-55 в контейнереколлима.":pe 11, блок 12 детектирования с пропорциональным детектором

Си-11Р 13, анализатор 14 импульсов

БРА-1 и клинообразный Лильтр 15 с устройством 16 протяжки, синхронизированным с движением ленты calioIIHщущего прибора 17.

Сущность способа состоит в следую40

Вторичное от угля излучение состоит из флуоресцентного излучения кальция (м3,7 кэВ) и рассеянного углем первичного излучения (5,9 кэВ). Значения интенсивностей этих излучений

45 завися I от зольности угля и содержания в золе кальция. При прохождении через ослабляющий Лильтр преимущественное ослабление будет претерпевать флуор ес цент ное излучение кальция и о сравнению с рассеянным излучением изза сушественной разности массовых коэффициентов ослабления. Например, для полиэтилена массовые коэЛЛициенты ослабления этих излучений состав- яют соответственно 4,5 и 9,4 см /г. Интенсивность вторичного излучения, прошедшего через Лильтр переменной толщины„ сложным образом зависит от зольб ности угля и содержания кальция в золе. Однако экспериментальные зависимости интенсивности ослабленного вторичного излучения от толщины фильтра (фиг. 1) строго однозначны для каждой пары значений (зольность, содержание кальция), в то время как для фиксированных значений толщины фильтра может иметь равенство измеренных значений интенсивностей для углей с различными зольностью и содержанием кальция.

Из зависимостей на Лиг. 1 видно, что в области малых значений толщин фильтра (поверхностная плотность

d О) максимум интенсивности соответствует углю с максимальной зольностью и максимальным содержанием кальция в золе (см. кривую 9) . Это свидетельствует о преобладающем вкладе флуоресцентного излучения кальция во вторичном излучении. В области больших значений толщин фильтра (d—

=84 мг/см ) максимальная интенсивность соответствует углю с минимальными зольностью и содержанием кальция (см.кривую 1),что свидетельствует о превалирующем действии рассеянного излучения.

Из-за преобладающего ослабления флуоресцентного излучения кальция по сравнению с рассеянным излучением все кривые, соответствующие углям одной зольности, но различным содержаниям кальция в золе, пересекаются при оп— ределенной толщине Лильтра. Например, при Н 60 мг/см полиэтилена наблюдается пересечение кривых 7-9, свидетельствующее о независимости при этой толщине Лильтра интенсивности вторичного излучения от колебаний содержания кальция в золе, если зольность этих углей равна 40 . При зольности 20K пересечение кривых с различным содержанием кальция наступает при d 48 мг/см и т.д.

Таким образом, угол с определенной зольностью и содержанием кальция имеет строго индивидуальную зависимость интенсивности вторичного излучения от толщины Лильтра. Это позволяет одновременно определять как зольность угля, так и содержание кальция в золе.

Максимальную толщину клинообразного Лильтра определяют по точке пересечения зависимостей с различными содержаниями кальция в золе и максимально возможной зольностью.

1392470

Аналоговый сигнал фиксируется на ленте самопишущего прибора 17. Для получения на ленте прибора зависи— мости интенсивности вторичного излу— чения, ослабленного фильтром, от толщины фильтра, движение ленты син— хронизировано с перемещением фильтра.

В момент начала измерения толщина

50 фильтра равна нулю, R момент окончания измерения толщина Аильтра (конечная толщина) выбирается такой, чтобы для угля с максимально возможной зольностью например 407, измеренная ин55

В качестве материала Аильтра выбран полиэтилен в силу удобства его обработки для придания необходимой формы. фильтром может служить любой

5 легкии элемент, например алюминий.

Длина фильтра и закон нарастания толщины по длине не являются строгими величинами. Чем меньше длина Аильтра, тем скоростьего перемещения перед 10 окном детектора должна быть меньше (и наоборот), чтобы набрать достаточное число отсчетов при заданном вре— мени измерения.

При выбранной длине полиэтиленового фильтра 20 см скорость его перемещения быпа выбрана равной 10 м/ч (время одного измерения около 1,2 MHH).

Допустим отклонения от клиновиднос— ти фильтра, так как они учитываются при градуировке прибора. Однако существенные скачки толщины Аильтра за— трудняют интерпретацию результатов измерения, Зольность угля и содержания каль- 25 ция в золе согласно предлагаемому способу определяют следующим образом, Исследумая проба 18 облучается излучением источника 10. В пробе возникает Алуоресцентное излучение 30 кальция и рассеянное гамма †излучение. Эти излучения попадают в блок

12 детектирования, предварительно пройдя через ослабляющий Аильтр 15.

Последний в процессе измерения пере— мещается перед окном детектора 13, 35 ослабляя в различной степени составляющие вторичного излучения от пробы. В анализаторе 14 происходит усиление импульсов, их Аормирование. и преобразование в аналоговую форму. тенсивность не зависела от изменения содержания кальция в золе в максимально возможных пределах, например

3-207.. В данном случае конечная толщина составила 60 мг/см .

Сравнивая измеренную зависимость интенсивности ослабленного вторичного излучения от толщины фильтря с семейством подобных градуировочных зависимостей определяют одновременно как зольность угля, так и содержание кальция в золе.

Способ апробирован на пробах Карагандинских и Канско-Ачинских углей.

Зольность менялась в диапазоне 8,3—

367, а содержание кальция в золе

3-187, Средняя квадратическая погрешность определения зольности твердого топлива и содержания кальция в зале составила соответственно 0,52 и 0,8Х.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ контроля вещественного систава твердого топлива, заключающийся в его облучении гамма-излучением с энергией, меньшей энергии К-края поглощения железа, и регистрации ослабленного Аильтром вторичного излучения, отличающийся тем, что, с целью одновременного определения зольности угля и содержания кальция в зо— ле при больших диапазонах их колебаний, в процессе измерения перемешают фильтр переменной толщины в Аорме клина, максимальную толщину которого выбирают из условия, чтобы при максимально возможной зольности угля измеренная интенсивность ослабленного фильтром вторичного излучения не зависела от содержания кальция во всем диапазоне его колебаний, регистрируют зависимость интенсивности вторичного излучения от толщины Аильтра и одновременно определяют зольность и содержание кальция в эоле, находя в семействе предварительно построенных зависимостей ослабленного Аильтром вторичного излучения от толщины фильтра, каждая из которых измерена с градуировочным образом с известной зольностью и содержанием кальция, зависимость, совпадающую с измеренной.

1392470

20.

Ъ

> 160 е 100

Ъ lr0

g 100

6.0

Фй

2а

0 72 d, prilcrt

73 (н . I, 73((к (о р () В

Р ",.(.т (, (. -,.::и(о ";.(ро.", . 1. (идык

Корректор З.hy z(a

>ак; . 3 I j> 1(l . т((ря. и- По. (((ио ное !,.. П!((((1i оо ., дро (l.(.(((lo(о ко (итета СССР но, Ia>(и «(..(р Тс иии и 0(кр((тий

113035.;(..((((,, 1- 3, Рлу(.((куя ((a6., д. 4/5

Проия(.-((> .<(и((и i (j .,i: c e(L i .! .,((рия",ие Г, УжГород, у-(. Проектная,