CN1078046A - 闪烁体式核子秤 - Google Patents

Abstract

一种用γ射线探测器和测速装置测量物体重量， 特别是在皮带输送机或管道等，输送装置中传送物体 重量的核子秤，及其用于这种核子秤的γ射线探测 器。本发明特征是用塑料闪烁体作为γ射线探测 器。这种核子秤具有功能全、放射源活度小、价格低、 环境温度适应性强、性能稳定等优点。特别适于宽皮 带运输计量及生产过程中配料控制。

Description

本发明涉及一种用γ射线探测器和测速装置测量物体重量，特别是在皮带输送机或管道等连续运输装置中传送物体重量的核子秤，及其用于这类核子秤的γ射线探测器。本发明由放射源、支架（这里的支架指固定式支架或放射源在其上位置可调的活动支架）、γ射探测器、测速传感器及二次仪表或微处理机构成。本发明是利用γ射线被物体吸收而减弱的规律，用γ射线探测器接收透过被测物体的γ射线，并将γ射线转变为电信号，利用二次仪表或微处理机显示所测量值或（和）输出有关探信号。

已有的核子秤依其所用γ射线探测器不同，可分为下述四种：

1.电离室型

此型核子秤以美国专利3.541.322为代表。其缺点是电离室灵敏度低、输出电流小，且温度变化系数过大。为解决此弊病，美国专利3.610.925所公开的核子秤，以及清华大学核能所、华海公司生产的核子秤和美国Kay-Ray公司制造的核子秤，均采用了温度控制器。尽管如此，这类核子秤对使用环境温度要求仍显苛刻。这类核子秤的另一个缺点是所用放射源活度大，因此严重影响其推广使用。

2.正比计数管型

如中国发明专利申请91102590.1（专利公开号CN1055994A）公开的《低辐射高稳定的皮带核子秤》。这种核子秤是用长正比计数管作为核辐射探测器，在正比计数管内放置了用于产生标准脉冲源的单能α源，在二次仪表中，使用了稳峰技术。此类核子秤虽具有许多优点，但其计数管制作较困难，对工作电压的稳定性要求严格。

3.G-M计数管型

这类核子秤如美国专利3.361.911、或中国发明专利申请89109044.4（公开号CN1052372A）及中国实用新型专利申请89214452.1（公开号CN2071333V）所公开的内容。此类核子秤虽具有环境特性好、输出信号幅度大、线路简单的优点，但其所用的G-M计数管寿命较短，需经常更换，这就要有停机维修时间，因此将影响其使用。

4.NaI（Ti）闪烁体型

例如石家庄404厂辐射开发中心使用线状137C_sγ源和一个N_aI（T_i）点闪烁体制成核子秤，其优点是灵敏度高、所用源活度小。但其线状源制作困难，也不易防护。美国专利3.541.332是使用多个闪烁体和多个源分别置于传送皮带上方和下方的方法布置。但由于点源和点闪烁体间都有间隙，致使部分料未被照射，造成较大误差。N_aI（T_i）闪烁体型的另一缺点是易潮解，而且制作大尺寸的晶体非常困难。

本发明的目的是提供一种可克服上述现有技术不足，降低放射源活度、消除环境温度影响，提高长期稳定性、造价较低的核子秤和制造较容易，特别是能制作较大尺寸的不发生潮解的闪烁晶体。

本发明是用塑料闪烁晶体、作为核子秤的γ射线探测器。

本发明的塑料闪烁晶体置于金属制的外壳内。金属外壳内壁可涂有氧化铝涂层，或者在外壳与塑料间烁晶体之间衬一层反光层，如衬一层铝箔;或者在塑料闪烁晶体的外表面上直接涂上氧化铝涂层，塑料闪烁体与光电倍增管间涂有甲基硅油。

本发明的优点如下：1.塑料闪烁晶灵敏度高，温度稳定性和长期稳定性好，用于核子秤时可不需要恒温器;2.所用的放射源活度可比现有技术采用的放射源活度更低;3.塑料闪烁晶体的制造要比正比计数管、电离室及尺寸较大的N_aI晶体等的制造更为容易，特别是用于宽运输皮带的长γ射线探测器，如长度1-2米，及特殊形状的（如弧型）探测器;4.无晶体潮解的弊病。

附图说明：

图1是本发明一个实施例的电路示意图，其中：1是塑料闪烁晶体，2是光电倍增管，3是射极输出器，4是线性放大器，5是单道分析器，6是稳峰电路，7是调整电路，8是线性化电路，9是微处理机，10是测速传感器，11是低压电源，12是记录仪，13是高压电源，14是显示装置。

γ射线穿过输送物质和皮带打在探测器上。由于射线和塑料晶体[1]中物质发生光电效应和康普顿散射结果产生次级电子，次级电子又与塑料晶体物质继续作用，损失能量，使塑料闪烁体中物质分子激发处于激发态，激发态分子退激时发出荧光光子，荧光光子打在光电倍增管[2]上产生光电子，电子经倍增后在阳极上产生电压信号，电压信号经射极输出器[3]，线性放大器[4]单道分析器[5]和线性化电路[8]后进入微处理机[9]同时测速传感器也把信号送入微处理机[9]，经微机计算分析即可得出传送物体的重量或配料控制方案，并通过记录仪[12]记录，或通过显示装置[14]显示。低压电源[11]，高压电源[13]稳峰电路[6]和调整电路[7]是为了保证线路正常工作而必须设置的。

图2是本发明实施例中塑料闪烁晶体1与支架15、放射源16及速度传感器17安装示意图。其中支架15既可以是固定支架，也可以是源16位置可调的活动支架。

图3是塑料闪烁晶体的一种封装示意图。本图亦用作摘要附图。其中1为塑料闪烁晶体，在其外包裹一层铝箔18，铝箔18外为铝质外壳19。晶体1的两端面上装有光电倍增管20，在光电倍增管20与晶体的两端面间涂有甲基硅油21。

实施例：本发明的一个实施例是由前述附图所述的装置组成。其中放射源为3.7×10⁷贝可的¹³⁷C_sγ点状源，γ射线探测器为Φ120mm×1500mm的圆柱型塑料闪烁晶体，系统中的稳峰电路、高压电源、线性放大器、单道分析器等均采用市售商品。测连传感器采用电磁铁旋转轮式。采用微处理机进行数据处理显示。该实施例适用的工作环境温度为-20℃-+70℃。不使用恒温设备其长期稳定性可达1‰。本例中微处理机也可改为二次仪表。

Claims (3)

1、一种由放射源、支架、γ射线探测器、测速传感器及二次仪表或微处理机组成的核子秤，其特征是所述的γ射线探测器为塑料闪烁晶体。

2、一种用于核子秤的γ射线探测器，其特征在于这种γ射线探测器是塑料闪烁晶体。

3、根据权利要求1所述的核子秤，或权利要求2所述的γ射线探测器，其特征在于塑料闪烁晶体置于金属材料制成的外壳内，在所述的外壳内壁或塑料闪烁晶体的外表面有光反射材料，在塑料闪烁体与光电倍增管间涂有甲基硅油。

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