Устройство для измерения физико-механических характеристик строительных материалов

 

Союз Советскии

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 2212,80 (21) 3223377/18-33 151) М. КП.З с присоединением заявки №вЂ”

Ь Ol N 23/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) ПриоритетtS3) JAN 621.039.. 84 (088. S) Опубликовано 070832. Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 070882 ов с со@

ИаТЕИТНО>:. . и ТЕХИИЮ"-<<"

БИБЛИОТЕКА

{72) Авторы изобретения

С.Л.Давыдов, В.Г.Копытов, Н.Л.Рынин и В.В.Суда

Ленинградский зональный научно-исследовательск и проектный институт типового и эксперименталь проектирования жилых и общественных зданий (71) Заявитель (5 4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК .СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к радиационным измерениям в частности нейтронного измерения физико-механических характеристик строительных материалов и может быть использовано, например, для определения их влажности, плотности, пористости и т.д.

Известно устройство для измерения пористости пород при каротаже скважин,lo включакщее источник быстрых нейтронов и два детектора медленных нейтронов, расположенных на разных расстояниях от источника f1 j, Недостаток такого устройства заключается в том, что вследствие реэкогб падения интенсивности нейтронно-. го потока с удалением от источника снижается скорость счета в канале дальнего детектора, что приводит к увеличению статистической погрешности измерений.

Наиболее близким к изобретеиию является устройство для измерения физико-механических характеристик строк. тельных материалов, содержащее источник нейтронов,два детектора тепловых, нейтронов,один иэ которых выполнен с: длиной не менее четырех длин релаксации нейтронов в исследуемом материале, и регистрирукщую схему. При этом другой детектор выполнен "точечным" с длиной не более одной длины релаксации нейтронов в материале (2j.

Недостатком данного устройства яв- ° ляется усреднение потока нейтронов, вносимое ближним " точечным" детектором, что существенно снижает точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения физико-механических характеристик строительных материалов, содержащем источник нейтронов, два детектора тепловых нейтронов, один из которых выполнен с длиной не менее четырех длин релаксации нейтронов в исследуемом материале, и регистрирующую схему, второй детектор тепловых нейтронов выполнен идентично первому и снабжен поглощакицим экраном, у которого тол. щина стенок линейно возрастает в направлении от источника нейтронов, причем оба детектора расположены на одинаковом. расстоянии от источника, составляющем не более одной длины релаксации нейтронов в исследуемом материале, а их оси пересекаются

949 437 в геометрическом центре источника нейтронов.

Кроме этого, поглощающий экран выполнен из аномально-поглощающего материала, преимущественно кадмия или сплава Вуда. 5

Наличие в такой конструкции устройства второго длинного детектора и размещение детекторов в непосредственной близости от источника обеспечивает увеличение общего количест- 10 ва регистрируемых нейтронов, а за. ключение одного из детекторов в поглощающий экран имитирует уменьшение потока нейтронов по экспоненциальному закону для этого же детектора, удаленного на некоторое расстояние от источника, но при значительно большей скорости счета.

На фиг. 1 дана схема устройства для измерения физико-механических характеристик с компланарным расположением детекторов, на фиг. 2 то же, с коллинеарным расположением детекторов.

Устройство содержит блок детекторов для регистрации тепловых нейт-. ронов, включающий два длинных детектора 1 и 2, источник нейтронов 3 и регистрируемую схему 4. Детектор 2 заключен в поглощающий экран 5, толщина стенки которого d линейно воз }0 растает в направлении от источни- ка 3 ° Детекторы 1 и 2 расположены на одинаковом расстоянии от источника 3, составляющем не более одной длины релаксации нейтронов в исследуемом 3S материале, а их оси пересекаются в его геометрическом центре под углом oL причем 0 < сС.«й 180

При проведении исследований на поверхности объекта, например, строи-ф(} тельных конструкций используют компланарную схему (cM.фиг. 1 ), а при проведении глубинных (зондовых ) измерений, например, при каротаже, в сыпучих материалах используют. колли- 45 неарную схему (см.фиг. 2), При проведении измерений детекторы 1 и 2 устанавливают на исследуемом объекте. Нейтроны, испускаемые источником 3 диффундируют B ис 50 следуемом материале и регистрируются детекторами 1 и 2; а затем с помощью регистрирующей схемы 4 определяют скорость счета детекторов 1 и 2.

Далее опредетяют длину диффузии }, на основании формулы

1 где I — скорость счета детектора 1; 60

Т вЂ” скорость счета детектора 2; .К вЂ” постоянный коэффициент, характеризующий экран °

Параметры экрана определяют следующим образом.

Задают диапазон измеряемой длины диффузии }. для исследуемого материала и отношение скоростей счета первого и второго детекторов } (J из условия } /!ц = 2-10.

Иэ приведенной выше формулы определяют коэффициент влияния экрана К.

Тогда для конусообразного экрана из формулы К = }07., где 1 - макроскопичеакое сечение материала экрана, 13 — характеристика уклона кону-. са (6=с}/Х, где d — толщина стенки конуса на расстоянии х от источника), определяют Ь = K/X.

Для экрана, например, из сплава

Вуда Т = 15,7 при Ь = 8-12 см.и Щ

3, К =0,2 (для } =10 см) и Ъ=

= .0,127.

Данное устройство для измерения физико-механических характеристик строительных материалов за счет испол ь з ов ани я дли н ных дете кторов и близости расположения их к источнику обеспечивает увеличение количества регистрируемых нейтронов, что соответственно уменьшает статистическую погрешность измерений.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения физико-механических характеристик строительных материалов, содержащее источник нейтронов, два детектора тепловых нейтронов, одна иэ которых выполнен длиной не менее четырех длин релаксации нейтронов в исследуемом материале, и регистрирукщую схему, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности из мерений, второй детектор тепловых нейтронов выполнен идентично пер вому и снабжен поглощающим экраном, у которого толщина стенок линейно возрастает в направлении от источника нейтронов, причем оба детектора расположены на одинаковом расстоянии от источника, составляющем не более одной длийы релаксации нейтронов в исследуемом материале,а их оси пересекаются в геометрическом центре источника нейтронов.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что поглощающий экран выполнен из аномальнопоглощающего материала, преимущественно кадмия или сплава Вуда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3906224, кл. 250-264, 1975 °

2. Авторское свидетельство СССР °

9 398905, кл. G 01 V. 5/00, 1972 (прототип).

949437

Фю. f

Составитель Ю.Лямин .

Техред:М.Тепер Корректор.М.Коста.Редактор Н.Гунько

Заказ филиал ППП "Патент"., г. Ужгород, ул. Проектная,. 4

5733/28 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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