Устройство для рентгенорадиометрического абсорбционного анализа газов

 

Изобретение позволяет повысить точность анализа и сократить время его проведения. Устройство содержит источник излучения, детектор излучения и проточную кювету, состоящую из корпуса в форме прямоугольного параллелепипеда и впускного и выпускного патрубков, подсоединенных к корпусу сверху и снизу. В двух вертикальных противоположных гранях кюветы выполнены окна из слабопоглащающего излучение материала. Внутри корпуса выполнены рабочая камера и сверху и снизу от нее два газовых коллектора, сообщающиеся с патрубками и с рабочей камерой. Камера и коллекторы имеют форму прямоугольных параллелепипедов равной длины и ширины и размещены параллельно друг другу вдоль горизонтальных граней корпуса кюветы. В стенках, которыми разделены камеры и коллекторы, выполнены прямоугольные щели одинаковой ширины, равной ширине камеры, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга, причем площадь щели увеличивается по мере удаления от патрубка. Внутри рабочей камеры расположен ориентированный в сторону входного и выходного окон коллиматор в виде набора прямоугольных гофрированных пластин, вложенных друг в друга с зазором, меньшим высоты гофра, и установленных вертикально, причем длина пластин равна длине камеры. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 6 01 N 23/06

g1-,grÄ

ПАТЕНТЮEi! БЛИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ о ПРИ ГКНТ СССР (21) 4289686/31-25 (22) 27.07.87 (46) 23.07.89. Бюл. Ф 27 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема (72) М.К.Журавлев (53) 539.1.06(088.8) (56) Авторско свидетельство СССР

518704, кл. G 01 N 23/06, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N - 1038845, кл. G 01 N 23/06, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕНТГЕНОРАДИОИЕТРИЧЕСКОГО АБСОРБЦИОННОГО АНАЛИЗА

ГАЗОВ (57) Изобретение позволяет повысить точность аналиэа и сократить время его проведения. Устройство содержит источник излучения, детектор излучения и проточную кювету, состоящую из корпуса в форме прямоугольного параллелепипеда и впускного и выпускного патрубков, подсоединенных к корпусу сверху и снизу, В двух вертикальных противоположных гранях кювеИзобретение относится к устройствам для рентгенорадиометрического абсорбционного анализа и может быть использовано в газодобывающей, гаэоперерабатывающей, нефтедобывающей промышленности, Целью изобретения является повышение точности анализа и сокращение времени на его проведение за счет более равномерного распределения газового потока в рабочей камере кюветы и увеличения скорости обмена газа в кювете.

„„Я0„„1495694 А 1

2 ты Выполнены окна из слабопоглощающего излучение материала. Внутри корпуса выполнены рабочая камера и сверzy и снизу от нее два газовых коллектора, сообщающиеся с патрубками и с рабочей камерой. Камера и коллекторы имеют форму прямоугольных параллелепипедов равной длины и ширины и размещены параллельно друг другу вдоль горизонтальных граней корпуса кюветы.

В стенках, которыми разделены камеры и коллекторы, выполнены прямоугольные щели одинаковой ширины, равной ширине камеры, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга причем площадь щели увеличивается по мере удаления от патрубка. Внутри рабочей камеры расположен ориентированный в сторону входного и выходного окон коллиматор в виде набора прямоугольных гофрированных пластин, вложенных друг в друга с зазором, меньшим высоты гофра, и установленных вертикально, причем длина пластин равна длине камеры. 3 ил.

На фиг. l изображено устройство для рентгенорадиометрического анализа, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг.)

Устройство содержит источник 1 излучения, детектор 2 излучения и проточную кювету 3. Проточная кювета

3 включает корпус 4, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, в двух противоположных гранях которого выполнены входное 5 и выходное 6 окна из материала, слабопоглощающего мягкое рентгеновское из

l 495694 лучепие. Вдоль двух других граней выполнены два газовых коллектора

7 и 8 с впускным 9 и выпускным 10 патрубками. В стенках коллекторов 7 и 8, обрашенных к рабочей камере 11 кюветы 3, выполнены щели 12, равноотстоящие на расстоянии 1<, друг от друга, площади которых увеличиваются по мере удаления от патрубков 9 и 10, В рабочей камере 11 размещен коллиматор 13, набранный из прямоугольных гофрированных пластин 14 так, что зазор между пластинами меньше, чем высота гофра, пластины 14 15 примыкают к окнам 5 и 6 кюветы 3 своими торцами, а сверху и снизу зажаты между стенками газовых коллекторов 9 и 10. Между гофрированными поверхностями пластин 14 образуются 20 коллимационные каналы для прохода излучения, а газ проходит между пластинами 14 сверху вниз по минимальному пути, Так как щели выполнены поперек расположения пластин 14 на всю ширину рабочей камеры 11, гаэ заполняет равномерно все промежутки между гофрированными пластинками. Та ким образом, в устройстве реализована поперечная схема продувки кюветы, ми- 30 нимизирующая время движения газа через рабочую камеру кюветы. Располойение коллекторов 7 и 8 вне рабочей камеры 11 кюветы дает возможность выполнить коллимационные каналы максимальной длины и тем самым снизить вероятность регистрации рассеянного излучения.

Образование коллимагионных каналов набором гофрированных пластин 40 с зазором между ними, меньшим чем высота гофра, минимизирует суммарное сечение стенок коллиматоров, что позволяет увеличить интенсивность прошедшего излучения и снизить эффектив- 45 ность регистрации излучения, рассеян.ного и вертикальной плоскости, и тем самым повысить статистическую точность анализа.

Площадь поперечного сечения впуск-5 ного (и выпускного) патрубка должна быть больше илп равна суммарной площади всех щелей между газовыми кол-. лекторами и рабочей камерой кюветы, Давление газа в коллекторе по

55 мере удаления от впускного отверстия падает. Для обеспечения одинакового расхода газа через каждую щель площадь щели должна увеличиваться по мере удаления от впускного патрубка.

Движение газа по каналам прямоуголь.ной формы можно описать уравнением

Гагена-Пуазеля, при этом расход газа

Q равен

dP 8

0 = — - С, 1 8 q где DP — перепад давления на длине канала 1;

Ь вЂ” площадь щели (сечения канала);

q — динамическая вязкость;

С вЂ” поправочный коэффициент.

Формула для площади щели получена на основе метода электрогидродинамической аналогии, по которой система щелей между коллектором и рабочим объемом заменена электрической цепью параллельно соединенных сопротивлений Б. „ а расстояние между щелями— сопротивлением Ro. Расход газа Я соответствует сумме токов через сопротивления, разность Д P давлений в газовом коллекторе, соединенном с впускным патрубком, и рабочей камере соОтветствует напряжению на входе

81vn сети, а величина — — — соответствуS С ет сопротивлению К к. Полученная формула для площади k — и щели такова:

S =S (1-(К-!)(и- †) — — (— ) )

k 10 S .т--с(2

К 2 1 Sо где $Π— площадь сечения впускного патрубка;

S — .площадь сечения первой от

1 патрубка щели;

n — количество щелей;

1 — расстояние между щелями;

1 — длина канала, образованного щелью и соединяющего

0 впускной коллектор и рабочий объем.

Ввиду того, что подкоренное выражение должно быть больше нуля, количестно щелей и должно быть меньше, чем определяемое из условия

1 2 и, — и, (1 / ) (S iS ) - О.

Допустим, что Б = 250 мм ; Б; — 10 мм 1

1„=10 мм; 1 1 мм.

1 S, г 10 10 а= - - (— ) = — (—.-) = 8,016.

1 So 2 250

Определим количество щелей:

1 1 2 п = — + — + -- = 11.

2 4

Выбираем значение. n = 10, Б

= Б fl-(k-1)(п- — ) ° àj =10,8 мм ;

$ =! 2, 74 мм $5=

=15,07 мм $. =16,3 мм

$9=18 э 38 мм $уо=

14956

$ =11,72»Mz;

=13,86 мм ; S

Sg=17,46 мм .,=18,89 мм формула изобретения

Устройство для рентгенорадиометрического абсорбционного анализа газов, содержащее источник рентгеновского или гамма-излучения, детектор излучения и проточную кювету, включающую 30 корпус с входным и выходным окнами из слабопоглощающего излучение источника материала и подсоединенные к нему впускной и выпускной патрубки равного диаметра, причем в корпусе 35 выполнены рабочая камера и два газовых коллектора, каждый из которых сообщается с камерой и одним из патрубков, а в рабочей камере размещен многоячеистый коллиматор, ориентиро- 4б ванный в сторону входного и ныходного окон, о т л.и ч а ю щ е е с я

Сравнительные испытания предлагаемого и известного устройств показали, что время смены газа в рабочей камере проточной гаэоной кюветы уменьшает- !и ся по сравнению с известным от 3 до

5 раз (в зависимости от соотношения продольных и поперечных размеров кю-. веты). Такие улучшенные характеристики позволяют использовать данное

Iустройство в конструкциях гамма-абсорбционных газоанализаторов с более высокими технико-экономическими показателями, например, с одной проточной кюветой и переключаемыми газоны- 2п ми потоками вместо двух кювет (сравнительной и рабочей) и др.

94 6 тем, что, с целью повышения точности анализа и сокращения времени на его проведение, корпус кюветы выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда, а патрубки подсоединены-к нему снерху и снизу, окна размещены в двух вертикальных гранях корпуса, а рабочая камера и газовые коллекторы выполнены в форме прямоугольных параллелепипедов равной длины и ширины, размещенных параллельно друг другу вдоль горизонтальных граней корпуса кюветы, причем коллекторы размещены сверху и снизу от камеры и отделены от нее стенками, в которых по всей длине коллекторов на одинаковом расстоянии одна от другой выполнены параллельно поверхности окон прямоугольные щели шириной, равной ширине камеры, и с площадью поперечного сечения, увеличивающейся по мере удаления от места соединения патрубка с коллектором так, что площадь

k-й от патрубков щели определяется по формуле

S =S (1 (k 1)(и» â€” )(1) 3

k S 1. -! У

В 2 So 1 где S — площадь сечения патрубка;

n — количество щелей; .S " площадь сечения первои от 1 патрубка щеЛй;

1 — расстояние между щелями;

1 - длина канала, образованного щелью и соединяющего коллектор и камеру; а коллиматор, заполняющий весь объем камеры, выполнен в ниде набора установленных вертикально прямоугольных гофрированных пластин, вложенных одна в другую с зазором, меньшим высоты гофра.

1495694

Фыс!. 1

2о 2о 2

4>ие. 2

Составитель И,Викторов

Техред Л.Олийнык Корректор 3,Лончакова

Редактор С.Пекарь

Заказ .4258/41 Тираж 789 Подписное

BHKGIH 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