CN1773267A - 免标定中子水分测量方法 - Google Patents
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Abstract
免标定中子水分测量方法：包括利用快中子和γ射线在输送带上在线同时检测物料的水分和堆密度，测堆密度是用γ射线透射的方法，用测堆密度的参数对水分值测量进行校正，对有物料和无物料时都用快中子和γ射线进行测量，得到如下数据：N1－被物料吸收后快中子计数；N10－无物料时快中子计数；N2－被物料吸收后γ射线计数；N 20－无物料时γ射线计数；可以计算水分值m，堆密度ρ和修正后的水分值。该免标定中子水分计是由水分和堆密度联合测量组成的装置，适用于输送带上在线测量物料经堆密度修正后的水分值。有利于物料净价的计算。
Description
技术领域
本发明涉及一种中子水分测量方法，尤其是免标定中子水分测量方法。
背景技术
中子水分测量是一种常用的方法，但现有的中子水分测量需要经常进行标定，使用中不够方便。
如CN00107525.X是一种核子水份密度测量仪，包括壳体、显示器、发射源、检测器，显示器装在壳体表面，发射源、检测器均位于壳体内，放射源包括γ源和中子源，γ源位于装源杆的下端部内，该下端部伸入到铅包内，中子源也位于铅包内，铅包装在位于壳体中的底架内，在铅包内装有可横向滑动的滑块，在滑块的侧顶端具有斜面与装源杆的下端部相接触，在滑块的另一侧装有弹簧，弹簧的一端抵在滑块上，另一端抵在挡板上。本测量仪可测量地面及地面以下土壤的密度及含水量，其放射源的屏蔽充分，其显示屏为单项大字无需近看就能看清，本测量仪适于道路施工使用。但这种测量方法在物料成分变化时，需重新实验标定才可以得到水分测量参数。
CN00109761.X一种涉及表面型核子水分密度仪包括其上装有把手(2)的γ一源定位杆(1)及源杆(3)均固定于机壳(4)上，γ射线源(5)置于源杆(3)底端部，中子射线源(6)固定于机壳(4)底部，γ射线探测器(7)和中子射线探测器(8)均置于机壳(4)底部，装有显示屏和操作键盘的面板(9)置于机壳(4)面板上，其内装有有线控制电路或无线控制电路的遥测掌上控制器通过接口与水分密度仪的键盘相连，电脑及打印机通过接口连于水分密度仪键盘相连。本水分密度仪，可进行远距离遥控、遥测、遥读，并进行相应的数据管理；可供多人在远处同时监控和查清仪器实时测量情况，提高了测量水平；还可以大大减少放射源对工作人员的辐射，确保了人身安全。
发明内容
本发明的目的是：提供一种免标定中子水分测量方法，这种测量方法在物料成分变化时，无需重新实验标定就可以得到水分测量值。可供需外购原料的冶金和建材等企业在输送皮带上在线实时检测散装物料的水分，同时检测物料堆密度，用来修正物料堆密度变化对测量水分值的影响。
本发明的目的是这样实现的，包括利用快中子和γ射线在输送带上在线同时检测物料的水分和堆密度。当物料成分变化时，不需重新实验标定就可以得到水分测量值。测物料水分是用快中子透射的方法。测堆密度是用γ射线透射的方法。本发明用测堆密度的参数对水分值测量进行校正，对有物料和无物料时都用快中子和γ射线进行测量，得到如下数据：N1-被物料吸收后快中子计数；N10-无物料时快中子计数；N2-被物料吸收后γ射线计数；N20-无物料时γ射线计数；先计算参数L1、L2、的数值：L1＝Ln(N10)-Ln(N1) (1)
L2＝Ln(N20)-Ln(N2) (2)
按下列关系确定水分值m，堆密度ρ和修正后的水分值：m＝(L1-B)/A，ρ＝(L2-D)/C，M＝[(Cρ+D)L1/L2-B]/A；参数A、B、C、D是常数。
测物料水分是用快中子透射，测堆密度是用γ射线透射，测堆密度目的是用来补偿物料堆积形状变化所引起水分测量值的变化。
本发明特点是：测物料水分是用快中子透射，测堆密度是用γ射线透射，测堆密度目的是用来补偿物料堆积形状变化所引起水分测量值的变化。可供需外购原料的冶金和建材等企业在输送皮带上在线实时检测散装物料的水分，同时检测物料堆密度，用来修正物料堆密度变化对测量水分值的影响，以利结算扣除水分后来料的实际数量。
附图说明
图1为免标定中子水分计现场在线测量的示意图
图2为快中子束发射装置示意图
图3为γ射线束发射装置示意图
图1中1快中子束发射装置、2γ射线束发射装置、3物料及其传输带、4快中子束探测装置、5γ射线束探测装置、6中子水分计变送器、7γ射线堆密度计变送器、8免标定中子水分计主机、9物料净价计算系统；
图2、3中11快中子源、12中子束增强器、13屏蔽准直体、14γ射线源
具体实施方式
本发明免标定中子水分计的方法是：利用快中子和γ射线在输送带上在线同时检测物料的水分和堆密度。当物料成分变化时，该水分计不需重新实验标定。测物料水分是用快中子透射，测堆密度是用γ射线透射，测堆密度目的是用来补偿物料堆积形状变化所引起水分测量值的变化。
本发明采用快中子源(Am-Be或Pu-Be)和快中子探测器，使用ZnS(Ag)+GDB光电倍增管。γ射线测试采用γ射线源(Cs-137)和γ射线探测器NaI(Tl)或BGO+GDB光电倍增管。所述的快中子源(Am-Be或Pu-Be)的中子源的外形为圆柱状，直径为17.4mm，高度为19.2mm，活度选用为(100-300)mci，即(1.11-3.33)×1019Bq。
使用的快中子探测器[ZnS(Ag)+GDB光电倍增管是可拆装的密封探头，它有配套的电缆与测水分变送器连接。使用的γ射线源为圆柱状，直径为5.0mm，高度为5.0mm，活度为(4-8)mci，即(1.18-2.36)×108Bq。
NaI(Tl)或BGO+GDB光电倍增管构成的γ探测器使用可拆装的密封探头，它有配套的电缆与测堆密度变送器连接。
上述测水分变送器：为快中子探测器提供稳定的电源(高压和低压)、讯号放大及计数等单元，它有配套的电缆与主机连接。上述测堆密度变送器：为γ探测器提供稳定的电源(高压和低压)、讯号放大及计数等单元，它有配套的电缆与主机连接。
综上所述，本发明免标定中子水分计适用于输送带上在线检测物料的水分和堆密度，最后确定经堆密度修正的物料水分值，并在物料成分变化时不需要重新标定的目的。
根据本发明构成的免标定中子水分计已经试用，适用于大型工业外购原料(例如煤)进厂时在传输带上在线检测来料水分，以利于去水物料的计价。
常数ABCD的取值与测量系统的放射源的强度、皮带的材料、探测器系统有关，一经标定，可以在相当长的时间不变。
Claims (5)
1、免标定中子水分测量方法：包括利用快中子和γ射线在输送带上在线同时检测物料的水分和堆密度，测堆密度是用γ射线透射的方法，其特征是用测堆密度的参数对水分值测量进行校正，对有物料和无物料时都用快中子和γ射线进行测量，得到如下数据：N1-被物料吸收后快中子计数；N10-无物料时快中子计数；N2-被物料吸收后γ射线计数；N20-无物料时γ射线计数；先计算参数L1、L2、的数值：L1＝Ln(N10)-Ln(N1) (1)
L2＝Ln(N20)-Ln(N2) (2)
按下列关系确定水分值m，堆密度ρ和修正后的水分值：m＝(L1-B)/A，ρ＝(L2-D)/C，M＝[(Cρ+D)L1/L2-B]/A；参数A、B、C、D是常数。
2、根据权利要求1所述的免标定中子水分测量方法免标定中子水分计，其特征是采用Am-Be或Pu-Be作为快中子源，ZnS(Ag)+GDB光电倍增管为快中子探测器。
3、根据权利要求1或2所述的免标定中子水分测量方法快中子透射原理测物料水分的仪表，其特征是采用Cs-137为γ射线源NaI(Tl)或BGO+GDB光电倍增管为γ射线探测器。
4、根据权利要求1或2所述的免标定中子水分测量方法用γ射线透射原理测物料堆密度的仪表，其特征是中子源的活度为100-300mci。
5、根据权利要求1或2所述的免标定中子水分测量方法，其特征是γ射线源活度为4-8mci。
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