Способ настройки радиометрического золомера

 

Использование: в радиометрическом контроле. Сущность изобретения: измеряют интенсивность естественного фона и суммарную интенсивность излучения естественно-радиоактивных элементов стандартной пробы угля и естественного фона, ослабленного этой пробой угля, в качестве стандартной выбирают пробу угля со значением зольности, соответствующим середине предполагаемого диапазона измерений, устанавливают на пути фонового излучения, падающего на пробу угля, экран, измеряют интенсивность излучения в случае наличия и отсутствия пробы угля между экраном и детектором, подбором экрана изменяют степень ослабления фонового излучения и одновременно проводяттеже измерения до тех пор. пока значения обеих измеренных интенсивнсстей не сравняются. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (slls G 01 N 23/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4861441/25 (22) 21.08.90 (46) 23.06.93. Бюл. N. 23 (71) Донецкий научно-исследовательский угольный институт (72) К.С. Клемпнер, В.Н. Шамшин, Е.Д, Уманец и А.И. Кравец (73) Малое предприятие "ЦНИБО" (56) Авторское свидетельство СССР

N . 843562, кл. В 02 С 23/10, 1979.

Патент Франции N 1473670, кл. G 01 N 23/00, 1965. (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ РАДИОМЕТРИЧЕСКОГО ЗОЛОМЕРА (57) Использование; в радиометрическом контроле. Сущность изобретения: измеряют интенсивность естественного фона и сумИзобретение относится к области радиометрического контроля зольности угля.

Целью изобретения является повышение точности настройки золомера.

Сущность изобретения заключается в следующем, Конструктивно анализатор зольности угля (см,фиг,1) представляет собой защитный домик 1, выполненный из свинца толщиной 1,0 см в виде цилиндра в нижней части которого расположен сцинтилляционный детектор излучения (2) — совокупность кристалла Nal (Т1) размерами

160х63 мм с двумя фотоумножителями ФЭУ85 и схемой формирования сигналов. Над детектором расположена эона измерения где устанавливается кювета (3) с пробой анализируемого угля. Защитный домик снабжен многослойной стальной крышкой (4) с помощью которой можно изменять степень ослабления естественного фона, проникающего на детектор как со стороны

Б4.1 1823926 А3 марную интенсивность излучения естественно-радиоактивных элементов стандартной пробы угля и естественного фона, ослабленного этой пробой угля, в качестве стандартной выбирают пробу угля со значением зольности, соответствующим середине предполагаемого диапазона измерений, устанавливают на пути фонового излучения. падающего на пробу угля. экран, измеряют интенсивность излучения в случае наличия и отсутствия пробы угля между экраном и детектором, подбором экрана изменяют степень ослабления фонового излучения и одновременно проводят те же измерения до тех пор, пока значения обеих измеренных. интенсивнсстей не сравняются. 2 ил„ 1 хабл, крышки, так и через стенки защитногодомика, При такой геометрии анализатора, сигнал, регистрируемый детектором можно представить в виде: и = п, + llmf + SA (1 — f), d

I +e Ila + Ilm = Пф, f = (и р у ь), (1) ГДЕ lla — ПЛОтНОСтЬ ПОтОКа ИЗЛУЧЕНИЯ На ДЕтектор, не взаимодействующая с пробой (аддитивная составляющая фона), т.е. часть фонового излучения проникающая через боковые стенки свинцового домика, собственное излучение кристалла детектора, темновой фон фотоумножителей и т.п. (с см ), nm — мультипликативная составляющая фона — плотность потока фонового излучения, проходящая через пробу и крышку экрана на детектор, величина подлежащая регулировке. с см 2;

1823926 пф — интенсивность фонового потока излучения на детектор при отсутствии в зоне измерения пробы, с см

-!.

f — некоторая функция взаимодействия фонового излучения с пробой, зависящая от 5 конструктивных параметров анализатора. В первом приближении можно положить

f =ехр(ppy h) "- 1; где р — массовый коэффициент ослабления потока излучения углем зависит от энергии у излучения и в меньшей степени от химического состава, см 2 г. -1, р — плотность угля в кювете, г/см; з, y -"0,6 — коэффициент заполнения кюветы зернами угля;

h — высота слоя угля в кювете, см;

Л вЂ” зольность угля в кювете, ;

Сп

S - — чувствительность анализатор и ра. с см /7; р — плотность условно "чистой" породы, г/см;

С вЂ” удельная объемная радиоактивность "чистой" породы, с 1 см з.

Следовательно плотность потока излучения, попадающая на детектор состоит из аддитивной составляющей фонового иэлучен Jlsl — ng которая не зависит от наличия или отсутствия пробы в зоне измерения, мультипликативной составляющей фонового излучения, ослабленного экраном и пробой — nmf и части собственного у излучения пробы, попадающей на детектор — SA (1- f) nponopd ционального зольности.

Выражение (1) для потока можно представить в виде:

n = п,ь + (1 - ЩЯА - nm), (2) исключив аддитивную составляющую иэ выражения (1) для п.

Как следует из соотношения (2) в общем случае сигнал детектора излучения зависит от зольности анализируемого угля — А и

d высоты слоя материала в кювете — h, а также от степени его уплотнения — y, причем последние параметры изменяют величину функции f — степени взаимодействия излучения с пробой.

Однако, при заданной средней зольности пробы А, соответствующей середине предполагаемого диапазона измерения всегда можно подобрать с помощью стальной крышки такую мультипликативную составляющую фонового излучения nm npu которой выполняется соотношение SA

-пп1. При этом сигнал детектора n - пф и не зависит от величин h и у Настроенный таким образом эоломер в середине диапазона измерения перестаст "чувствовать" толщину слоя материала в кювете и степень его уплотнения, а сигнал детектора определяется только зольностью угля и колеблется в пределах фонового значения. Следовательно, изменяя величину мультипликативной составляющей фона — (с помощью экрана) таким образом, чтобы сигнал на детекторе излучения при отсутствии пробы в зоне измерения сравнялся с суммарным сигналом от пробы и фона мы добьемся выполнения

=d соотношения SA - nm при котором достигается полная компенсация влияния степени уплотнения и толщины слоя на показания прибора.

Если удельная радиоактивность пород

Сл слишком высока, т.е. сигнал от пробы со средней зол ьностью выше фонового излучения со снятой крышкой (4), то вместо стальной крышки для увеличения фона можно использовать полую алюминиевую или пластмассовую крышку заполненную "чистой" породой или каким-либо радиоактивным минералом с высокой удельной радиоактивностью, например, хлористым калием, Изменяя толщину засыпки материала в полости крышки можно достичь требуемого эффекта. Степень ослабления излучения при этом > 1.

Реализация предполагаемого способа осуществлена при настройке радиометрического экспресс-анализатора эольйости угля типа РПЗ-36101 (см.фиг.1).

- Диапазон контроля зольности угля

20,0-37,0 . Средняя зольность угля 28,5;ь, Настройка производилась путем последовательного выполнения операций способа, Изготавливалась проба угля со средней зольностью А = 28,5 (, путем пропорционального смешивания "чистого" угля с зольностью А у = 7,6 и породного прослоя с

d эольностью А = 52,3 Соотношение смешиваемых масс выбиралось из выражения

4 -d m Arl — A, что обеспечивает

А — А

v требуемую зольность смеси.

Проведено измерение скорости счета детектора от естественного фона, при отсутствии крышки (4) d = 0. В защитный домик установлена проба угля со значением зольности, (А = 28,57) соответствующем середине предполагаемого диапазона измерений и вновь измерена суммарная скорость счета детектора излучения.

Установлена стальная крышка защитного домика толщиной d = 6 мм, Последовательно проведены измерения скорости счета детектора от естественного фона, а затем установлена проба (А-28,5 ) и вновь проведено измерение сум1823926

40 марной скорости счета детектора излучения и т,д. Результаты измерений приведены в таблице, Как видно из таблицы, при степени ослабления фона крышкой d = 12 мм скорость счета детектора от естественного фона равна суммарной скорости счета детектора излучения с точностью до 1%, Фиксируется крышка защитного домика толщиной d = 12 мм, с которой и производятся -измерения зольности угля.

Для проверки степени компенсации при выбранной толщине экрана произведены измерения суммарной скорости счета детектора излучения при различи=й толщине слоя угля Ii o кювете для проб . зольностями соответствующими краям диапазона измерения. Для сравнения эти же измерения произведены при отсутствии ослабления экоана d = 0 (рис.2).

Кривая 1 — зависимость суммарной скорости счета детектора излучения от толщины слоя угля (А = 36 6%; d = О); кривая 2— зависимость суммарной скорости счета детектора излучения от толщины слоя угля (А = 20.9; d = О); кривая 3 — зависимость

d суммарной скорости счета детектора излучения от толщины слоя угля (А = 36,6%; d =

Ц о

=12 мм); кривая 4 — зависимость суммарной скорости счета детектора излучения от толщины слоя угля (А = 20.9%; 0 — I2 мм), d

По результатам измерения рассчитаны чувствительности $ к толщине слоя угля при изменении толщины о пределах 135—

180 мм для настройки, выполненной по предлагаемому и известному способу.

По предлагаемому способу Sd == 0,33 имп/см. по известному способу Sd =- 1.9 имп/см. Зная чувствительность метода контроля зольности SA = 1,8 имп/% рассчитаd

5 ны погрешности за счет изменения толщины слоя угля при колебаниях толщины слоя угля 1 см: по предлагаемому способу

0 А = 0,2%: по известному способу д и А =1,0%.

10 Таким образом, точность настройки естественного фона для компенсации изменений степени уплотнения и толщины слоя угля повышается в 5 раз, что приблизительно настолько же снижает погрешность кон15 троля зольности эа счет этих факторов.

Формула изобретения

Способ настройки рад1;ометрического эоломера, включающий измерение интенсивности естественного фона и суммарной

20 интенсивности излуче ия естественно-радиоактивных элементов стандартной пробы угля и естественного фона, ослабленного этой пробой угля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности настрой25 ки, D качестве стандартной пробы угля Bblбирают пробу угля со значением зольносги, соответствующим середине предполагаемого диапазона измерений, дополнительно устанавливают «а пути фоногого излучения, 30 падающего на пробу угля, экран, измеряют интенсивности излучения в случае наличия и отсутствия пробы угля между экраном и детектором, последовательно изменяют степень ослабления фонового излучения

35 подбором экрана и одновременно проводят те же измерения до тех пор, пока значения обеих измеренных интенсивностей не сравняются, 1823926 и, сек-

45 Ю 1Л

)80 4 рр

СоставителЬ К, Клемпнер

Техред М, Моргентал Корректор Н, Милюкова

Редактор О. Стенина

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

Заказ 2195 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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