CN101548160A - 具有包含辐射屏蔽材料的结构梁的散装材料分析仪装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种由部件的组合变化地构建成的散装材料分析仪。所述分析仪用于分析运输在通过活化区的传送带上的散装材料，所述活化区设在位于所述散装材料分析仪内的至少一个辐射源和至少一个辐射探测器之间。所述组合装置包括置于所述活化区之上或所述传送带之下的辐射源盒；置于与所述辐射源盒相对的所述活化区和传送带的另一侧的辐射探测器盒；和一组可堆叠的结构梁，所述结构梁主要包含辐射屏蔽材料且用于堆叠在所述活化区、辐射源盒和辐射探测器盒的周围以防止产生多余的辐射并传到所述辐射探测器盒。

Description

具有包含辐射屏蔽材料的结构梁的散装材料分析仪装置
相关专利申请的交叉参考引用
本申请请求2006年8月11日提交的待审的美国临时专利申请60/837,083的权益，该临时专利申请的全部内容并入本文作为参考。
【技术领域】
本发明一般涉及散装材料分析仪，且尤其指一种改良的具有用以构建一种散装材料分析仪的部件的组合装置，此种散装材料分析仪用于分析运输在通过隧道内的活化区的传送带上的散装材料，所述隧道位于所述散装材料分析仪内的至少一个辐射源和至少一个辐射探测器之间。
【背景技术】
散装材料分析仪用于测量散装材料的元素含量。在一种类型的散装材料分析仪中，辐射源包括一个或多个中子源且辐射探测器包含一个或多个产生信号的伽马射线探测器，该信号被处理以提供对散装材料的元素含量的测量。当散装材料被中子轰击，散装材料发射出伽马射线。散装材料的不同元素产生不同伽马射线能量的特征光谱。通过处理表明伽马射线光谱的检测信号测量散装材料的元素含量。这种测量过程被称为瞬发伽马射线中子活化分析(PGNAA)。除含有辐射源和辐射探测器外，散装材料分析仪装置还必须包括大量的辐射屏蔽材料，以保护使用散装材料分析仪的人不受到有害剂量的辐射。此处使用的术语“辐射屏蔽材料”是指吸收、散射、衰减和或反射中子辐射和或伽马辐射的材料。所需辐射屏蔽材料的数量致使散装材料分析仪装置的一些实施方案如此之大以致不易于把该装置从一处运输到另一处。
发明人是Atwell等人美国专利5,396,071，揭示了一种PGNAA散装材料分析仪的模块化组合，在这种散装材料分析仪中散装材料在传送带上运输通过活化区，所述活化区位于所述散装材料分析仪内的至少一个辐射源和至少一个辐射探测器之间。这样的组合包括集装箱设备，所述集装箱设备包括含辐射屏蔽材料且限定至少一个辐射源腔或至少一个辐射探测器腔的基准模块；和含辐射屏蔽材料且限定至少另一个辐射源腔或至少另一个辐射探测器腔的高准模块，其中所述至少另一个辐射源腔或至少另一个辐射探测器腔不由所述基准模块限制。通过把所述高准模块和所述基准模块是这样的形状，即通过将高准模块安置在所述基准素模之上形成通道；且所述基准模块部分的形状限定槽状部件，所述槽状部件具有用于通过所述活化区的传送带的轮廓。所述基准模块的槽状限定部分自所述通道的底部向外倾斜以容纳位于传送带上具有互补轮廓的通道。
在上述美国专利5,396,071中所描述的模块化组合在运输上易于处理且用于传送待分析的散装材料的传送带易于安装，这样所述分析仪能够在不必切断或拆卸所述传送带的情况下在现有的加工生产线进行安装。由于所描述的模块组合已得到广泛应用，人们发现一个给定的模块组合实施方案只能够在大小和形状较少范围的传送带一起使用。虽然存通过将具有挑选好的大小和形状的中子调节材料放置在各自邻近通道的模块上能够补偿传送带的大小和形状的小差异，但是当这种差异并不小时，则有必要提供一个完全不同的散装材料分析仪装置，其包括通道和具有尺寸和形状适于容纳所述传送带的通道的槽状部件。
发明人是Griebel等人的美国专利6,157,034，描述了一种用于散装材料分析仪的柔性模块组合，其中散装材料分析仪能够进行修改以与大小和形状较宽范围的传送带一起使用。该组合包括含有辐射屏蔽材料和至少一个辐射源的第一模块；含有辐射屏蔽材料且包含至少一个辐射探测器的第二模块；和至少两个可替换的模块，可替换的模块的每一个均含有辐射屏蔽材料，所述至少两个可替换的模块夹在所述第一模块和第二模块之间以把所述第一模块和第二模块分开，，且所述至少两个可替换的模块是分开的，以限定供所述散装材料运动穿过所述活化区的隧道。
众所周知，通过移除现有传送带和传送带支撑结构并把所述分析仪安装在由此产生在传送带支撑结构中的空隙来安装一种PGNA散装材料分析仪。。这项技术从分析区中排除了所有传送带支撑结构材料，并阻止了外部信号污染分析。然而，这种技术在机械、土木和电气工程上使用需重新设计和重建变弱的传送带支撑结构以支撑所述分析仪，这将带来相当大的费用，。
【发明内容】
本发明提供一种用以构建散装材料分析仪的部件的组合，这种散装材料分析仪用于分析在传送带上传输通过位于隧道内的活化区的散装材料，所述隧道位于所述散装材料分析仪内的至少一个辐射源和至少一个辐射探测器之间，所述组合包括：置于所述活化区之上或所述传送带之下的辐射源盒；置于所述辐射源盒之下或其之上的辐射探测器盒，所述辐射探测器盒位于与所述辐射源盒相对的所述活化区和传送带的另一侧；和一组可堆叠的结构梁，所述结构梁主要含辐射屏蔽材料且用于堆叠在所述活化区、辐射源盒和辐射探测器盒的周围以便在所述盒置于所述活化区和传送带的相对侧时防止产生多余的辐射并传到所述辐射探测器盒。
本发明也提供一种由上述部件组合构成的散装材料分析仪。
该部件组合能够适于不同的传送带支撑结构并且具有足够的柔性以允许使用者现场变换所述部件的位置。
根据本发明的散装材料分析仪部件的组合能够用于构建一个相对较小和较轻的散装材料分析仪，该分析仪可直接安装在传送带支撑结构上，无需移除或大幅度地修改现有传送带支撑结构的任何部分。包含辐射屏蔽材料的结构梁被定制使其易于安装，该结构梁结构牢固，且被设置以提供良好的中子辐射屏蔽，由此使得多余的伽马射线信号的产生最小化，该结构梁还能在工业环境下长期使用。
通过使用战略性设置的吸收中子的防护物充分包围中子源和分析区来优选地设置包含辐射屏蔽材料的结构梁以衰减所有泄露路径，所述路径允许中子到达所述传送带支撑结构或其它背景材料。。该分析仪具有许多其它新颖的特征，包括优化现场实际的性能和通过操作者现场配置改变。
本发明的其它特征在各实施例的说明中详细加以讨论。
【附图说明】
图1是依照本发明由部件组合构成的散装材料分析仪的一个实施例的透视图，其中所述辐射源盒置于所述活化区下方且所述辐射探测器盒被置于所述活化区上方。
图2是沿图3中线2-2的剖视图，其显示图1中所述分析仪的组装部分的配置。
图3是显示图1中所述分析仪的组装部分的配置的侧视图，其中所述分析仪在一个实施例中包括一个辐射探测器盒。
图4是依照本发明由部件的组合组成的散装材料分析仪的一个实施例的透视图，其中所述辐射源盒被置于所述活化区上方且所述辐射探测器盒被置于所述活化区下方。
图5是沿图6中线5-5的剖视图，其显示图4中所述分析仪的组装部分的配置。
图6是显示图4中所述分析仪的组装部分的配置的侧视图，其中所述分析仪在一个实施例中包括一个辐射探测器盒。
【具体实施例】
请参看图1，2和3，依照本发明由部件的组合装置组成的散装材料分析仪10的一个实施例包括一个辐射源盒11，一个辐射探测器盒12，一组可堆叠的结构梁14，15，16，17，18，19，一个刚架22，侧防护板24和隔板26，26a。
这些部件的重量足够轻且尺寸上允许被工人搬动以便安装在吊车、叉车及其它形式的机械帮助手段无法使用的地方，例如隧道里传送带的周围和其它的入口被限制的地方。
辐射源盒11包含至少一个收容中子源物质的容器。通常，在散装材料分析仪10建好后，中子源物质通过侧防护板24上的开口27被插入辐射源盒11。辐射源盒11还包含置于中子源物质容器周围的辐射屏蔽材料。辐射源盒11的尺寸使其容纳同位素或中子代中子源，且可与结构梁14，15，16，17，18，19堆叠在一起。在另一个实施例(未显示)中，两个或两个以上的辐射源盒11并排放置。
辐射探测器盒12包括一个或多个产生信号的伽玛射线探测器，信号得到处理从而提供对散装材料的元素含量的测量。辐射探测器盒12还包括置于伽玛射线探测器和盒12的端部之间的辐射屏蔽材料。辐射探测器盒12的尺寸使其容纳一个或多个探测器且可与结构梁14，15，16，17，18，19堆叠在一起。
结构梁14，15，16，17，18，19主要包含辐射屏蔽材料。大多数结构梁14，15，16，17，18，19是可互换的。
部件的组合用于构建一种散装材料分析仪，在这种散装材料分析仪中散装材料28被运输在通过隧道32内的活化区30的传送带29上，隧道32设在位于所述散装材料分析仪内的至少一个辐射源和至少一个辐射探测器之间。在这个实施例中，当散装材料分析仪10正在使用时，至少有一个辐射源载于辐射源盒11内，辐射源盒11置于传送带29之下，并至少有一个辐射探测器载于辐射探测器盒12内，辐射探测器盒12置于活化区30之上，且位于与辐射源盒11相对的活化区30和传送带29的另一侧。传送带28由传送带支撑结构支撑，传送带支撑结构包括滚柱34，滚柱34置于延伸于一对轨道36之间的横梁35上。
一组可堆叠的结构梁14，15，16，17，18，19被设置成堆积在活化区30周围，当盒11，12被分别置于活化区30和传送带29的相对两侧时，辐射源盒11和辐射探测器盒12阻止意外辐射的产生及其被输送至辐射探测器盒12。
在一个实施例中，结构梁14，15，16，17，18，19由结构性的纤维增强塑料(玻璃钢)空心管制造而成，该空心管充满含硼的辐射屏蔽材料。玻璃钢具有在工业环境下抵抗潮湿、腐蚀、昆虫、真菌、极端温度和阳光的能力，该能力的持续时间超过大多数分析仪10年的设计寿命。管截面有严密的公差且允许以最小间隙堆叠。
在一个实施例中，纤维增强材料是E玻璃，这是一种含8-13％B2O3的硼硅酸盐玻璃。B2O3吸收中子并阻止由玻璃钢材料产生的伽玛射线。
辐射屏蔽材料被设计与锎-252和中子发生器一起使用。
辐射屏蔽材料选自高度含氢的物质，例如：聚乙烯；聚丙烯和蜡，以制止快速中子。辐射屏蔽材料也可含有中子毒物像硼和锂以阻止结构梁14，15，16，17，18，19中伽玛射线的产生。
在另一个实施例中，结构梁14，15，16，17，18，19是固体塑料梁。虽然一些固体塑料刚性结构梁可在PGNA散装材料分析仪的寿命里向下凹陷，但是硼硅纤维增强塑料梁的使用既加固了梁又阻止了结构梁14，15，16，17，18，19中伽玛射线的产生。循环再用塑料的使用尤其具有吸引力。
结构梁14，15，16，17，18，19可堆叠且足够牢固以致它们可以在两端螺接在一起。玻璃钢端盖密封并加强结构梁14，15，16，17，18，19的两端。任何损坏件可方便地以低成本更换。
在一个优选实施例中结构梁14，15，16，17，18，19是长方形，以便于灌装和高效率的堆叠。或者也可以是三角形、正方形、六角形或其它可堆叠的梁截面。如果梁与梁之间的空隙可以填补的话，也可使用圆形梁。圆形梁的厚度可以交替增加以弥补辐射屏蔽材料在空隙处的缺失。
结构梁14，15，16，17，18，19的结构性质允许散装材料分析仪10的结构钢件，如构架22，安置在离高中子通量的区域足够远的地方以便尽量减少产生无关的伽玛射线，从而使检测到的伽玛射线光谱主要来自位于传送带29上的散装材料28，而不是来自分析仪10的支撑结构。
结构梁14，15，16，17，18，19的长度是可变的，其取决于所构建的散装材料分析仪10的大小。在一个优选实施例中结构梁14，15，16，17，18，19是切割到所需长度的经过连续拉挤的商用矩形玻璃钢管。
在一个实施例中结构梁14，15，16，17，18，19具有3:2的宽度与高度的比例。这为梁的堆叠提供了灵活性，使所需的辐射屏蔽的单位厚度达到一个范围，其包括2，3，4，5，6等等。在这样的一个实施例中，结构梁14，15，16，17，18，19具有一个六英寸乘九英寸的矩形截面。在其它的实施例中宽度与高度的比例是1:1，1:2，1:3等等，从而允许1，2，3，4，5，6等等单位厚度的辐射屏蔽。
构架22直接安装在传送带支撑结构的轨道36上，没有移除或大幅度修改现有传送带支撑结构的任何部分。当散装材料分析仪10通过在活化区28的周围堆叠结构梁14，15，16，17，18，19，辐射源盒11和辐射探测器盒12而从下到上安装在原地的传送带29和传送带支撑系统的周围时，构架22用来支撑至少一些堆叠的结构梁14，15，16，17，18，19的两端以及辐射源盒11和辐射探测器盒12的两端。
将构架22直接安装在传送带支撑结构的轨道36上所带来的益处包括：(a)可以在自水平方向向上倾斜约二十度的传送带支撑系统的周围构建分析仪，(b)更能抵抗震动和滥用，(c)更容器置换受损的结构梁14，15，16，17，18，19，和(d)当调整隧道32的高度时更容易提高位于活化区30上的分析仪10的顶部。
在优选实施例中，刚架22由钢、铝或其它结构金属制成。将构架22安装于轨道，然后涉及通过螺栓、焊接等将金属件与金属件紧固在一起。
在另一个实施例中，构架22由玻璃钢或其它轻质复合材料制成。
堆叠且固定于构架的结构梁14，15，16，17，18，19的数量可因对辐射屏蔽材料的配置的可选择地灵活地调整而变化。当中子源强度比额定的小得多时需要使用的结构梁14，15，16，17，18，19更少，由此分析仪更轻但所能提供的性能更低。或者如果使用更多的探测器那么性能就不会降低。当使用具有更多穿透性中子的中子发生器时需要使用的结构梁14，15，16，17，18，19更多。
在另一个实施例(未显示)中结构梁直接安装在传送带支撑结构的轨道36上。
一些含辐射屏蔽材料的结构梁15的尺寸设计使它们15能够置于辐射源盒11和传送带支撑结构34，35，36之间以减少自传送带支撑结构中发出的伽玛射线干扰对传送带29上的物料28的PGNA分析的问题。
PGNA散装材料分析仪安装在传送带支撑结构上的实体限制已使一些制造商将大多数的辐射防护屏蔽材料置于轨道36的范围之外。这使得传送带轨道和所有结构部件暴露于由分析仪的中子源发出的中子通量。传送带支撑结构通常包含各种合金钢，该合金钢围起电气管道，承载空气和水管路，且往往位于接近混凝土楼板或地面的地方。
不幸的是，当减弱伽玛射线的材料暴露于中子环境其也放出自己的干扰伽玛射线信号。这些多余的信号污染来自PGNA分析仪的活化区中的材料的有用信号。来自安装在传送带支撑结构上的PGNA分析仪的中子将从结构钢中的铁、设施管道中的铜以及来自地面的硅、铝、钙、铁中激发出，例如强伽玛射线信号。这些多余的背景信号，如果不加以阻止，将污染传送带29上的材料28发出的伽玛射线，并由此降低分析水平。
置于辐射源盒11和传送带支撑结构34，35，36之间的结构梁15中的辐射屏蔽材料减弱所有可能允许中子到达传送带支撑结构或其它背景材料的泄漏路径，由此可阻止任何自传送带结构必然激发的伽玛射线。例如，15毫米的密集辐射屏蔽材料，像铅或铋，只减弱500万电子伏(兆电子伏)伽马射线的50％。伽马射线通量减少到小于未减弱值的八分之一需要超过50毫米的这样的伽玛射线屏蔽材料。
使用50毫米的含氢量高的屏蔽材料，像聚乙烯、聚丙烯、或蜡作为结构梁15中的辐射屏蔽材料能减弱大约50％的快速中子。中子通量减少到未屏蔽值的1/2x1/2x1/2＝1/8需要50+50+50毫米＝150毫米的这样的含氢防护屏或它们的等同物。在高中子通量区域和结构及周围部件之间维持这样厚度的辐射屏蔽能阻止干扰材料分析的伽玛射线的激发。在快速中子辐射屏蔽材料中利用中子毒物，如硼、锂等，能够减少屏蔽材料中氢伽玛射线的排放。
中子发生器来自氚化氘反应的14兆电子伏中子比锎-252中子更具穿透性，如表1所示。
表1：钢带轨道中中子通量水平，单位为1x108中子/秒
 
中子 n/cm2/sec锎-252 n/cm2/sec氚化氘 氚化氘/锎比率    对于氚化氘额外的屏蔽毫米数            
热中子(<0.1eV)超热中子(0.1-105eV)快中子(>105eV)      82540 108781967 1.33549  17.6261.5285.7
因此为配合同位素锎-252中子源系统的超热中子通量水平，氚化氘发生器系统需要超过250毫米的额外防护屏。当传送带是宽的且在带轨道之间存在更多的空间时，这额外的防护屏是有可能的。这对于较小的带而言更为困难，但一些带结构的防护屏可通过利用效率非常高的中子屏蔽材料，如纯聚乙烯而实现。
另一种减少自传送带支撑结构放出伽玛射线的问题的方法是将传送带支撑结构涂上中子吸收涂层以阻止热中子通量的吸收。例子包括硼/环氧或锂/环氧涂层。0.05毫米厚的硼涂层能减弱约50％的热中子。传入的热通量减少到小于未减弱值的八分之一需要超过0.4毫米的含硼50％的环氧涂层。如果结构部件非常薄且只能被额外产生的热中子激发，这种方法能有用。但它不能从超热中子反应中消除信号，例如来自钢材中的铁的25千电子伏共振。它也不能通过快中子限制产生在结构件内部的热中子，因为只有厚的含氢防护屏能减少快速中子。因此，为使所有中子通量减弱到八分之一，需要含氢环氧涂层达几厘米厚。
在一个实施例中，提供至少150毫米的含硼聚乙烯作为辐射屏蔽材料的结构梁14，15被置于辐射源盒11的周围以通过至少一个因素8减弱自中子排放区泄露的中子。这个实施例通过因素8减少传送带支撑结构放出的伽玛射线，因素8如此小以致这些放出的伽玛射线信号在对传送带上的材料的分析中无法检测到。
结构梁14，15也能把位于传送带支撑结构下的地面或混凝土楼板中的中子通量减至最小。
侧防护板24主要包含辐射屏蔽材料。侧防护板24置于传送带支撑结构34，35，36之外以减少在分析仪两侧的中子通量，分析仪两侧是操作者可能经过靠近分析仪的地方。当2 x 108中子/秒的强中子源安装在活化区30的下方时，侧防护板24提供必要的生物屏蔽。
侧防护板24的厚度针对中子发生器的更多穿透性辐射而优化，该厚度允许分析仪与同位素中子源如锎-252一同运送，并允许分析仪在现场升级到中子发生器而无需改变侧防护板。单独的侧防护板24包括多达八个的一英寸厚聚丙烯薄板。对于需要六英寸厚侧防护板的小传送带，结构梁14，15，16，17，18，19可堆叠以使侧防护板位于传送带支撑结构的外面。
一些结构梁16设置成槽状外形是为形成邻近活化区30的用于支撑传送带29的槽。在一些实施例(未显示)中形成槽的梁16堆叠在一起以达到需要的高度。
在一些部件的组合装置的实施例中，一些形成槽的梁16形成具有倾斜第一预定槽角的侧壁的槽；且一些形成槽的梁16形成具有倾斜不同于第一预定槽角的第二预定槽角的侧壁的槽。在一个实施例中，槽角20，25，30，35，40和45的度数由不同对形成槽的梁16限定。
形成一个预定槽角的形成槽的梁16与形成一个不同的预定槽角的形成槽的梁16可以互换。此特征有利于想要根据需要分析的散装材料的横截面面积改变槽角的情况。例如，最初当横截面面积相对较小时，一个浅的带槽角，如20度，将使探测器更接近传送带29上的散装材料28以实现更灵敏的分析，然后当横截面面积变得更大时改为更深的槽角，如35度。
在其它实施例中包含于部件的组合的形成槽的梁16形成具有只倾斜一个单一预定槽角的侧壁的槽。
隔板26，26a主要包含辐射屏蔽材料。隔板26，26a置于一些可堆叠的结构梁17，18之间以调整隧道的高度。
传送带可运输颗粒大小从粉末到大于300毫米石头范围的散装材料。首先确定分析仪，再根据最低程度地符合于传送带最高实际载荷对隧道限界进行优化。然而，在多年采矿/采石的经营中总结出颗粒大小和材料层深度是可以改变的。为了适应这种变化位于传送带之上的隧道高度限界可以通过改变置于一些可堆叠的结构梁17，18之间的隔板26，26a的数量而现场改变。
隔板26，26a延长分析仪在隧道32顶部的两侧的长度。隔板26，26a支撑一些上层屏蔽梁18。
在一个实施例中隔板26，26a是一英寸厚的聚丙烯板，致使隧道的高度可以按一英寸逐步调整。也可以是其它厚度。
现场调整隧道高度是可能的，因为在隧道32顶部的刚性结构梁18的强度足以允许使用外部液压千斤顶来升降顶部同时添加或移除隔板。
尽管结构梁18非常牢固且如果损坏可以更换，但是一个优选实施例还是包括一个可更换的钢制防撞杆37，其置于隧道32的入口之上以接受任何在传送带29上的特大型材料的最初冲击。防撞杆的高度也可通过改变其在构架22上的位置而调整以便始终保护隧道32的顶部。
至少一些隔板26a的尺寸使其置于邻近传送带29边缘的地方以便当传送带明显偏离时传送带的边缘接触到隔板26a。这些隔板26a起到被偏离的传送带边缘磨损的牺牲材料的作用，由此防止对辐射探测器盒12造成任何损害。这些隔板26a在日常工作中可轻易更换。这些隔板26a穿入传送带隧道的程度决定隔板26a被偏离的传送带29冲击的概率。
当使用中子发生器时，在分析仪10的顶部设灯38以指示辐射源何时产生中子。
装饰性侧板48置于分析仪10的上部。
图1，2和3中的实施例主要用于分析具有低含量的氢的采矿材料，也用于分析其它材料。
图4，5和6中的实施例主要用于分析具有高含量的氢的采矿材料，也用于分析其它材料。
请参看图4，5和6，依照本发明由部件的组合组成的散装材料分析仪40的另一个实施例包括一个辐射源盒11，一个辐射探测器盒12，一组可堆叠的结构梁14，15，16，17，18，19，一个刚架22，侧防护板24和隔板26，26a。在这个实施例中，辐射源盒11置于传送带29之上，辐射探测器盒12置于活化区30之下且位于与辐射源盒11相对的所述活化区30和传送带29的另一侧。
当辐射探测器盒12置于传送带29之下时一些结构梁15，16，17置于活化区30和传送带支撑结构34，35，36之间。
在一个实施例中，提供至少150毫米的含硼聚乙烯作为辐射屏蔽材料的结构梁18，19被置于辐射源盒11的周围以通过至少一个因素8减弱自中子排放区泄露的中子。这个实施例通过至少因素8减少传送带支撑结构放出的伽玛射线，因素8如此小以致这些放出的伽玛射线信号在对传送带上的材料的分析中无法检测到。
结构梁18，19也能把位于分析仪40上的混凝土楼板中的中子通量减至最小。
侧防护板，例如在图1，2和3的实施例中的侧防护板24，不包含在图4，5和6的实施例中，在图4，5和6的实施例中，中子源盒11置于活化区30之上，因为形成槽的防护屏16通常能够提供足够的屏蔽。尽管如此，这样的侧防护板可能包含在中子源盒置于活化区之上的散装材料分析仪的实施例中。
隔板26a起到被偏离的传送带边缘磨损的牺牲材料的作用，由此防止对辐射源盒11造成任何损害。
在一个实施例中，由含辐射屏蔽材料的罩板46制成的防护延伸部分44可选择性地与邻近于隧道32的开放端的构架22连接并置于传送带29的上方及两侧以限制辐射冲流从隧道孔径超出传送带29之外。防护延伸部分44根本上延长了辐射屏蔽材料的设置。防护延伸部分44的重量相对较轻。在一个实施例中，罩板46是两英寸厚的聚丙烯板。
当使PGNA分析仪更短和/或更轻时孔径辐射泄漏成为一个问题。防护延伸部分44与具有1800毫米长隧道32的PGNA散装材料分析仪40的一个实施例一起使用。在传统的PGNA散装材料分析仪中，隧道的长度通常在2100至2400毫米的范围内。防护延伸部分44把辐射剂量减弱到任何人可以沿传送带行走靠近分析仪。防护延伸部分44对于使用所允许的最大中子源的分析仪尤其有用。防护延伸部分44对于具有大型中子源的宽隧道应用而言是必不可少的。
一个优选实施例包括位于PGNA分析仪的1800毫米长的隧道两端的600毫米长的防护延伸部分44。这为使用强度为每秒2x108中子的中子源提供可能。
把这样的防护延伸部分与显示在图1-3中并参考图1-3描述的散装材料分析仪的实施例一起使用也是可选的。
可更换的钢制防撞杆37，例如包含在参考图1-3描述的实施例中的，不包含在此处描述的任何实施例中，例如图4所示，在此处描述的实施例中防护延伸部分与邻近于隧道32的开放端的构架22连接。
装饰性侧板48，49置于分析仪40的上部和下部。
在其它方面，散装材料分析仪40与参考图1，2和3的上述散装材料分析仪10一样。
此中特别说明的益处不一定适用于本发明每一个可能的实施例。此外，本发明的这种益处只是举例说明，且不应当解释为本发明的唯一益处。
虽然上述说明包含许多特征，但这些特征不应当解释为对本发明范围的限制，反而应当解释为此中描述的优选实施例的范例。可能存在其它变型且本发明的范围不应由此处描述的实施例来确定而应由权利要求及其法律上的等同物来确定。

Claims (19)

1、一种部件的组合装置，用以构建散装材料分析仪，所述散装材料分析仪用于分析运输在通过隧道内的活化区的传送带上的散装材料，所述隧道设在位于所述散装材料分析仪内的至少一个辐射源和至少一个辐射探测器之间，所述组合装置包括：
置于所述活化区之上或所述传送带之下的辐射源盒；
置于所述辐射源盒之上或其之下的辐射探测器盒，所述辐射探测器盒位于与所述辐射源盒相对的所述活化区和传送带的另一侧；和
一组可堆叠的结构梁，所述结构梁主要包含辐射屏蔽材料且用于堆叠在所述活化区、辐射源盒和辐射探测器盒的周围以便在所述盒置于所述活化区和传送带的相对两面时防止产生多余的辐射并传到所述辐射探测器盒。
2、根据权利要求1所述的组合装置，用以构建散装材料分析，所述散装材料分析仪与由传送带支撑结构支撑的传送带一起使用，其特征在于：所述含辐射屏蔽材料的一组结构梁的尺寸使得在所述辐射源盒置于所述传送带之下时有至少一些所述结构梁可置于所述辐射源盒和传送带支撑结构之间。
3、根据权利要求2所述的组合装置，其特征在于：所述组合装置进一步包括若干含辐射屏蔽材料的侧防护板，所述侧防护板置于所述传送带支撑结构的外面。
4、根据权利要求2所述的组合装置，其特征在于：所述组合装置进一步包括构架，当所述梁堆叠在一起时所述构架用以支撑至少一些所述结构梁的端部，其中所述构架适于安装在所述传送带支撑结构上。
5、根据权利要求1所述的组合装置，其特征在于：所述组合装置进一步包括构架，当所述梁堆叠在一起时所述构架用以支撑至少一些结构梁的端部。
6、根据权利要求1所述的组合装置，其特征在于：一些所述梁设置成槽状外形以形成邻近于所述活化区并支撑所述传送带的槽。
7、根据权利要求6所述的组合装置，其特征在于：一些所述形成槽的梁形成具有倾斜第一预定槽角的侧壁的槽；和
一些所述形成槽的梁形成具有倾斜不同于所述第一预定槽角的第二预定槽角的侧壁的槽。
8、根据权利要求1所述的组合装置，其特征在于：所述组合装置进一步包括若干含辐射屏蔽材料的隔板，所述隔板置于一些所述可堆叠的梁之间以调整所述隧道的高度。
9、根据权利要求8所述的组合装置，其特征在于：至少一些所述隔板的尺寸使其邻近于所述传送带的边缘以便在所述传送带明显偏离时所述隔板与所述传送带的边缘接触。
10、一种散装材料分析仪，所述散装材料分析仪用于分析运输在通过隧道内的活化区的传送带上的散装材料，所述隧道设在位于所述散装材料分析仪内的至少一个辐射源和至少一个辐射探测器之间，所述分析仪包括：
置于所述活化区之上或所述传送带之下的辐射源盒；
置于所述辐射源盒之下或其之上的辐射探测器盒，所述辐射探测器盒位于与所述辐射源盒相对的所述活化区和传送带的另一侧；和
一组可堆叠的结构梁，所述结构梁主要含辐射屏蔽材料且堆叠在所述活化区、辐射源盒和辐射探测器盒的周围以防止产生多余的辐射并传到所述辐射探测器盒。
11、根据权利要求10所述的散装材料分析仪，所述散装材料分析仪与由传送带支撑结构支撑的传送带一起使用，其特征在于：当所述辐射源盒置于所述传送带之下时有至少一些所述结构梁置于所述辐射源盒和传送带支撑结构之间。
12、根据权利要求11所述的散装材料分析仪，其特征在于：所述散装材料分析仪进一步包括若干含辐射屏蔽材料的侧防护板，所述侧防护板置于所述传送带支撑结构的外面。
13、根据权利要求11所述的散装材料分析仪，其特征在于：所述散装材料分析仪进一步包括构架，所述构架支撑至少一些所述可堆叠的结构梁的端部，其中所述构架安装在所述传送带支撑结构上。
14、根据权利要求10所述的散装材料分析仪，其特征在于：所述散装材料分析仪进一步包括构架，所述构架支撑至少一些所述可堆叠的结构梁的端部。
15、根据权利要求10所述的散装材料分析仪，其特征在于：一些所述梁设置成槽状外形以形成邻近于所述活化区并支撑所述传送带的槽。
16、根据权利要求11所述的散装材料分析仪，其特征在于：所述散装材料分析仪进一步包括若干含辐射屏蔽材料的隔板，所述隔板置于一些所述可堆叠的梁之间以调整所述隧道的高度。
17、根据权利要求16所述的散装材料分析仪，其特征在于：至少一些所述隔板邻近于所述传送带的边缘以便在所述传送带明显偏离时所述隔板与所述传送带的边缘接触。
18、根据权利要求10所述的散装材料分析仪，结合含辐射屏蔽材料的防护延伸部分，所述防护延伸部分邻近于所述隧道的开放端并位于所述传送带的上方及两侧以限制辐射冲流从所述隧道孔径超出所述传送带之外。
19、一种散装材料分析仪，所述散装材料分析仪用于分析运输在通过隧道内的活化区的传送带上的散装材料，所述隧道设在位于所述散装材料分析仪内的至少一个辐射源和至少一个辐射探测器之间，所述分析仪包括：
置于所述活化区之上或所述传送带之下的辐射源；
置于所述辐射源盒之下或其之上的辐射探测器，所述辐射探测器位于与所述辐射源盒相对的所述活化区和传送带的另一侧；
置于所述活化区、辐射源和辐射探测器的周围的辐射屏蔽材料，用以防止产生多余的辐射并传到所述辐射探测器；和
含辐射屏蔽材料的防护延伸部分，所述防护延伸部分邻近于所述隧道的开放端并位于所述传送带的上方及两侧以限制辐射冲流从所述隧道孔径超出所述传送带之外。
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