CS246802B1

CS246802B1 - Method for determining the moisture content of a material

Info

Publication number: CS246802B1
Application number: CS17185A
Authority: CS
Inventors: Jiri Sojka
Original assignee: Jiri Sojka
Priority date: 1985-01-09
Filing date: 1985-01-09
Publication date: 1986-11-13

Abstract

Řešení ae týká radiometrického měření vlhkosti. Účelem řešení je zajistit kontinuální měření v provozních podmínkách bez časového zpoždění. Tohoto účelu je dosaženo tím, že měřená látka se prozařuje jednak rychlými neutrony, jednak fotony gama a měří se hustota toku rychlých neutronů prošlých měřenou látkou a současně ae měří i hustota toku gama fotonů prošlých měřenou látkou a z úbytku hustot toků obou záření průchodem měřené létky se urči hledaná hodnota vlhkosti.The solution ae concerns radiometric humidity measurement. The purpose of the solution is to ensure continuous measurement under operating conditions without time delay. This purpose is achieved by irradiating the measured substance with both fast neutrons and gamma photons and measuring the flux density of fast neutrons passing through the measured substance and at the same time measuring the flux density of gamma photons passing through the measured substance and from the decrease in the flux densities of both radiations passing through the measured substance the desired humidity value is determined.

Description

(54)(54)

Způsob stanovení vlhkosti materiáluMethod for determination of material moisture

Řešení ae týká radiometrického měření vlhkosti. Účelem řešení je zajistit kontinuální měření v provozních podmínkách bez časového zpoždění. Tohoto účelu je dosaženo tím, že měřená látka se prozařuje jednak rychlými neutrony, jednak fotony gama a měří se hustota toku rychlých neutronů prošlých měřenou látkou a současně ae měří i hustota toku gama fotonů prošlých měřenou látkou a z úbytku hustot toků obou záření průchodem měřené létky se urči hledaná hodnota vlhkosti.Solution ae relates to radiometric moisture measurement. The purpose of the solution is to ensure continuous measurement in operating conditions without time delay. This is achieved by measuring the measured substance with fast neutrons and gamma photons and measuring the flux density of fast neutrons passing through the measured substance and simultaneously measuring the flux density of the gamma photons passed through the measured substance. determine the desired moisture value.

246 802246 802

4, Vynález se týká způsobu stanovení vlhkosti materiálu pomocí radiometrické metody.4, The invention relates to a method for determining the moisture content of a material by a radiometric method.

Ze známých metod stanovení vlhkosti dosáhla v průmyslových aplikacích značného rozšíření neutronová moderační metoda, kdy se měří objemová koncentrace neutronů zpomalených na vodíkových jádrech. Při této metodě se v zásadě používá dvojího uspořádání měřicího zařízení. Při prvním z nich je sonda obsahující zdroj rychlých neutronů a detektor pomalých neutronů obklopena měřeným materiálem. Takovéto uspořádání se používá zejména pro měření v zásobnících. Sonda je uložena v ochranné trubce v blízkosti výpustného otvoru zásobníku, což zvyšuje možnost vytváření klenby materiálu v zásobníku a snižuje průchodnost materiálu zásobníkem. Pokud se jedná o abrazivní materiál, je zde navíc nebezpečí zničení celé sondy, není-li opotřehená ochranná trubka pravidelně vAmong the known methods of moisture determination, the neutron moderation method, which measures the volumetric concentration of neutrons retarded on hydrogen nuclei, has achieved considerable expansion in industrial applications. In principle, this method uses a dual arrangement of the measuring device. In the first one, the probe containing the fast neutron source and the slow neutron detector is surrounded by the measured material. Such an arrangement is used in particular for measurement in containers. The probe is housed in a protective tube near the reservoir outlet opening, which increases the possibility of vaulting the material in the reservoir and reduces the passage of the material through the reservoir. In addition, if the material is abrasive, there is a risk of damage to the entire probe if the protective tube is not regularly worn.

a včas vyměňována. Pokud se týká vlastního měření, projevují se zde chyby vyvolané změnami objemové hmotnosti daného materiálu. Signál detektoru je určen objemovou koncentrací vodíkových jader v měřeném objemu, takže informace o váhové vlhkosti odvozená z takového údaje závisí na zhutnění, granulometrii a zejména je ovlivněna zaplněním prostoru bezprostředně kolem sondy. Navíc při tomto uspořádáni dochází často v materiálu nahromaděném v zásobníku k vytváření kanálů, jimiž materiál protéká, zatímco ostatní materiál se nepohybuje, takže sonda může být obklopena stojícím materiálem zcAla jiné vlhkosti, než má materiál ze zásobníku skutečně odebíraný. U nízkoobjemových zásobníků pak dochází k chybě způsobené nestálou výškbu materiálu. Pro snížení chyby vyvolá*» vand exchanged in time. As far as the actual measurement is concerned, there are errors due to changes in the density of the material. The detector signal is determined by the volumetric concentration of hydrogen cores in the measured volume, so that the weight moisture information derived from such data depends on compaction, granulometry and, in particular, is influenced by the filling of the space immediately around the probe. In addition, in this arrangement, the material accumulated in the container often forms channels through which the material flows, while the other material does not move, so that the probe may be surrounded by a standing material of different moisture than the material actually removed from the container. For low-volume containers, there is an error caused by unstable material flap. To reduce error, invokes * »v

né změnami objemové hmotnosti doplňuje sia detekční sonda dalším systémem obsahujíoím zdroj a detektor gama fotonů á hmotnost v okolí sondy se určuje měřením rozptýleného gama záření nebo měřením zeslabení prošlého záření. Tento způsob však vyhovujeThe detection probe is complemented by another system containing a source and a gamma photon detector and the mass around the probe is determined by measuring the scattered gamma radiation or measuring the attenuation of transmitted radiation. However, this method is satisfactory

246 802 pouze v případě, kdy hmotnost měřeného objemu je shodná, pro oba systémy· Ve skutečných podmínkách se výše uvedené rušivé vlivy projevuji na každý systém odlišně a výsledná chyba je i přes použitou kompenzaoi značná· Ve druhém případě, používaném, zejména při měřeních vlhkosti materiálu na dopravnících, je sonda se zdrojem rychlých neutronů a detektorem pomalých neutronů umístěna u povrchu měřené látky· Kromě chyb způsobených zrninami objemové hmotnosti jsou při tomto uspořádání výsledky měření výrazně ovlivněny změnami výšky materiálu na pase, změnami vzdálenosti sqndy od povrchu materiálu a jeho nerovnoměrným povrchem· 1 zde jsou používány kompenzace obdobné výše popsanému způsobu· Ani v tomto případě však není možno dosáhnout shodnosti měřeného objemu pro Oba systémy a chyba měření je ještě vyšší, než v prvním případě· Pro měření vlhkosti, látek s vysokou teplotou, abrazivností nebo lepivostí je to však dosud jediný použitelný způsob·246 802 only if the mass of the measured volume is the same for both systems · In actual conditions the above disturbances affect each system differently and the resulting error is considerable despite the compensation used · In the second case, used, especially in humidity measurements · In addition to errors due to density grains, the measurement results are significantly influenced by changes in the height of the waistband, changes in the distance of sqndy from the surface of the material and its uneven surface. · 1 compensations similar to those described above are used here. However, even in this case it is not possible to achieve the same measured volume for both systems and the measurement error is even higher than in the first case. however, it is the only applicable method so far ·

Uvúdené nedostatky jsou odstraněny u způsobu stanoveni vlhkosti podle vyhálezu, jehož podstata spočívá v tom, Že měřená látka se prozařuje jednak rychlými neutrony, jednak fotony gama a měří se hustota toku rychlýoh neutronů prošlýoh měřenou látkou«a současně se· měří pustota toku gama fotonů prošlýoh měřenou látkou d z úbytku hustot toků obou záření průchodem měřené látky se určí hledaná hodnota vlhkosti·The above-mentioned deficiencies are eliminated in the method of determining moisture according to the invention, which is based on the fact that the measured substance is emitted by both fast neutrons and gamma photons and the flux density of fast neutrons passing through the measured substance is measured. The measured value d is determined from the decrease of the flow densities of both radiation by passing the measured substance through the measured substance ·

Předmětný způsob umožňuje měření vlhkosti přímo na dopravním pase bez předběžných úprav granulometrie, výšky a profilp vrstvy měřeného materiálu· Není nutno používat přídavná mechanická zařízení ani není třeba provádět zásahy do stávajícího technologického zařízení a tím ovlivňovat jejich provoz. Měření je bezdotykové a žádná. Část potřebné měřicí aparatury nebude v přímém styku s měřenou látkou· Je možno měřit i při přerušovaném toku materiálu, nebot informaci o zeslabení gama záření lze použít k přeťušení měření v případě příliš nízké, resp. nulové, vrstvy materiálu·The method allows to measure moisture directly on the conveyor belt without pre-adjusting the granulometry, height and profile of the material to be measured. The measurement is non-contact and none. A part of the required measuring apparatus will not be in direct contact with the measured substance · It is possible to measure even in the intermittent flow of material, zero, material layers ·

Navržený způsob měření vyohází principielně ze skutečnosti, že zeslabení toku rychlých neutronů průchodem měřenou látkou je prakticky dáno koncentraci vodíkových jader v prozařovaném svazku a že je tedy určeno jednak váhodou vlhkosti, jednak plošnou hmotností materiálu v místě prozařování· Zeslabení toku gama-fotonůIn principle, the proposed measurement method is based on the fact that the attenuation of the flux of fast neutrons by the passage of the measured substance is practically determined by the concentration of hydrogen nuclei in the radiation beam and is therefore determined by the

IAND

246 802 o vhodné energii je určeno pouze plošnou hmotností prozařovaného materiálu· Vhodným zpracováním měřených signálů je potom možno stanovit váhovou vlhkost· Vzhledem k možnosti vytvoření shodného svazku prozařování pro oboje záření bude takto určená hodnota vlhkosti zcela nezávislá na změnách výšky, hmotnosti, granulometrie a povrchu měřené látky v širokých mezích·246 802 of suitable energy is determined only by the basis weight of the radiated material · By the appropriate processing of the measured signals it is possible to determine the weight humidity · Due to the possibility of creating the same beam of radiation for both radiation measuring substances within wide limits ·

Vynález bude dále podrobněji objasněn na příkladu jeho použití· Schéma uspořádáni měřici aparatury je znázorněno na přiloženém obrázku.The invention will be further elucidated in more detail by way of example of its use. A diagram of the arrangement of the measuring apparatus is shown in the attached figure.

Pod dopravníkem 1 přepravujícím měřený materiál 2 je v ochranném krytu 2. ³ kolimační Štěrbinou uložen zdroj b rychlých neutronůBelow the conveyor 1 transporting material 2 is measured in the protective cover ³ second collimating slit stored source of fast neutrons b

137 typu Am-Bo a zdroj £ gama fotonů typu Cs . Nad dopravníkem 3. je umístěn detektor 6. hustoty toku rychlých neutronů prošlých měřenou látkou, jímž je proporcionální detektor j6 typu případně též typu 4He úbžený v parafinovém krytu. Spolu s ním je umístěn detektor hustoty gama fotonů prošlých měřenou látkou, jímž je detektor £ typu Geiger-Mullerovy trubice· Výstupní impulzy obou deftctorů jsou vedeny na obvody 8 pro zpracování impulzů, provádějící energetickou selekci impulzů, úpravu jejich amplitudy a případně i tvaru pro další zpracování ve vyhodnocovací jednotce 2· Zatímco údaj proporcionálního detektoru 6 je úměrný jednak váhové vlhkosti, jednak plošné hmotnosti materiálu, je údaj detektoru 2, typu G-M trubice úměrný převážně plošné hmotnosti prozařovaného materiálu· Postupným vytvořením korigovaných rozdílů, logaritmováním, odečtem od konstant a dělením, získáme z měřených signálů údaj nezávislý na hmotnosti a daný pouze váhovou vlhkostí materiálu.137 Am-Bo type and Cs gamma photon source Cs. Above the conveyor 3 is located a fast neutron flux density detector 6 passing through the measured substance, which is a proportional detector 16 of the type or also of the type 4He contained in a paraffin casing. Along with it is located a gamma photon density detector which passes through the measured substance, which is a Geiger-Muller tube detector. Processing in the evaluation unit 2 · While the proportional detector 6 is proportional to both the weight moisture and the basis weight of the material, the GM tube type 2 is proportional to the mass of the radiated material · Gradual correction, logarithm, constant and division we obtain from the measured signals a value independent of the weight and given only by the weight moisture of the material.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

246 802

Method for determining the moisture content of a material by radiometric method, characterized in that the measured substance is emitted by both rapid neutrons and gamma photons and the flux density of rye neutrons ^{from the} measured substance is measured and at the same time the gamma photon flux density is measured. geos of the fluxes of both rays by passing the measured substance to determine the desired value of humidity ·