DD209280B1 - Verfahren und vorrichtung zur korrektur radiometrischer messungen an schuettguetern - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur radiometrischer Messungen an Schüttgütern mit schnell veränderlicher Flächenmasse.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei der praktischen Anwendung radiometrischer Meßmethoden liegen die zu untersuchenden Stoffe häufig als Schüttgut vor. Sie sind also bezüglich Dichte inhomogen. Als Folge davon ist die Flächenmasse auf einer bestimmten Weglänge in der Probe nicht konstant, sondern schwankt bei Änderungen von Richtung und Lage dieser Weglänge mit einer Häufigkeitsverteilung um einen Mittelwert. Die Größe des Meßsignals radiometrischer Meßstrecken weicht dann von dem Wert ab, der sich bei konstanter Flächenmasse ergeben würde. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn bei der Messung ein größerer Teil der Probe erfaßt wird (z. B. Vorwärtsstreuung von Quantenstrahlung bereits bei stehender Probe, enggebündelte Transmission bei bewegter Probe, d.h. bei Messung am Transportband). Die Größe der genannten Abweichung hängt von der Form der Flächenmassehäufigkeitsverteilung ab. Der gleiche Stoff kann also bei gleicher Schüttdichte allein durch unterschiedliche Korngrößen unterschiedliche Meßsignale liefern. Große Körner bewirken dabei eine breite FlächenmassehäufigkeitsverteMung, kleine Körner eine schmale Flächenmassehäufigkeitsverteilung.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die Berücksichtigung des Einflusses der Flächenmassehäufigkeitsverteilung auf die Meßsignale radiometrischer Meßstrecken.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Korrektur des Meßsignals radiometrischer Meßstrecken bei Messungen an Schüttgütern mit schnell veränderlicher Flächenmasse anzugeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Korrektur radiometrischer Messungen an Schüttgütern besteht darin, daß während jedes Meßzyklus der radiometrischen Meßstrecke die Flächenmassehäufigkeitsverteilung durch Gammastrahlungstransmission ermittelt und zur Korrektur des jeweiligen Meßwertes der radiometrischen Meßstrecke genutzt wird, wobei der Durchmesser des Gammastrahlenbündels für die Messung der Flächenmassehäufigkeitsverteilung kleiner als die mittlere Korngröße des Schüttgutes gewählt wird und wobei während einer Einzelmessung zur Bestimmung der Flächenmassehäufigkeitsverteilung innerhalb eines Meßzyklus der radiometrischen Meßstrecke eine Relativbewegung zwischen Schüttgut und Gammastrahlenbündel um maximal einen Betrag in der Größenordnung des Durchmessers des Gammastrahlenbündels für die Messung der Flächenmassehäufigkeitsverteilung stattfindet.

Handelt es sich um eine bewegte Probe, z. B. um Kohle auf einem Transportband, muß die Meßzeit für eine Einzelmessung so kurz sein, daß sich die Probe nur um einen Betrag, der in der Größenordnung des Strahlendurchmessers liegt, weiter bewegt.

In Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit dos Schüttgutes kann das zu Meßzeiten führen, die im ms-Bereich liegen. In diesen Fällen gewinnt die Statistik schon einen merklichen Einfluß, d. h., der gesuchten Flächenmassehäufigkeitsverteilung ist ein merklicher Beitrag der Poisson-Verteilung überlagert.

Durch Lösung eines entsprechenden Gleichungssystems ist jedoch aus der gemessenen Zählratenhäufigkeitsverteilung die Flächenmassehäufigkeitsverteilung berechenbar.

Die Strahlenenergie der Gammatransmissionsstrecke wird so gewählt, daß der Massenschwächungskoeffizient nicht oder nur vernachlässigbar gering von der Zusammensetzung der Probe abhängt.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch Einsatz einer zusätzlichen Gamma-Transmissionsmeßstrecke die Flächenmassehäufigkeitsverteilung der zu messenden Probe ermittelt und damit das eigentliche Meßsignal einer radiometrischen Meßstrecke korrigiert werden kann.

Ausführunßsbeispiel

Die Figur zeigt das Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Vorrichtung zur Korrektur radiometrischer Messungen an Schüttgütern besteht aus einer bekannten Gamma-Vorwärtsstreu-Meßstrecke und einer Gamma-Transmissions-Meßstrecke, die an einem Transportband 1 angeordnet sind.

Zur Gamma-Vorwärtsstreu-Meßstrecke gehören:

- ein Am-241-Präparat als Gammastrahlenquelle 4 (E = 60keV) in einem Kollimator 3,

- eine Meßsonde 5 zur Registrierung der gestreuten Gammastrahlung

- eine Blende 6 zwischen Quelle 4 und Sonde 5 zur Abschirmung der direkten Stahlung

- ein Verstärker/Analysator 7 und

- ein Zähler 8.

Die Gamma-Transmissionsmeßstrecke besteht aus:

- einem Cs-137-Präparat als Gammastrahlenquelle 11 (E = 660keV) in einem Kollimator 10,

- einer Meßsonde 12, um die zur Eliminierung von Streustrahlung ein weiterer Kollimator 13 angeordnet ist,

- einem Verstärker/Analysator 14,

- einem Zähler 15 und

- einer Speichereinheit 16.

Die Vorrichtung wird dutch einen Rechner 9, an den die beiden Meßstrecken gekoppelt sind, und eine Ausgabeeinheit 17 vervollständigt.

Die Vorrichtung dient zur Bestimmung des Aschegehaltes von stückiger Kohle 2, die mit einer Schütthöhe von etwa 15cm auf dem Transportband 1 befördert wird. Während die Gamma-Vorwärtsstreu-Meßstrecke der Bestimmung des Aschegehaltes dient, wird die Transmissionsmeßstrecke für die Korrektur von Schwankungen der Flächenmassehäufigkeitsverteilung eingesetzt. Zu diesem Zweck wird Cs-137 als Strahlenquelle gewählt, da die Schwächung von Gammastrahlung dieser Energie (660keV) fast nicht von der Zusammensetzung der Probe, sondern nur noch von deren Flächenmasse abhängt. Da der mittlere Korndurchmesser der Kohle 20mm beträgt, wird der Durchmesser des Strahlenbündels mit Hilfe des Kollimators 10 auf 4mm eingestellt. Bei einer Laufgeschwindigkeit des Transportbandes 1 von 1 m/s wird die Meßzeit zu 3ms gewählt. Damit ist gewährleistet, daß sich das Transportband während einer Messung um nicht mehr als einen Durchmesser des Strahlenbündels fortbewegt. Die von der Meßsonde 12. registrierten Impulse werden über den Verstärker/Analysator 14 dem Zähler 15 zugeführt. Die vom Zähler 15 ermittelten Impulszahlen werden an die Speichereinheit 16 abgegeben. Die Speichereinheit 16 besteht aus einem Teil, der die vom Zähler übernommene Impulszahl einer Größenklasse zuordnet, und einer Anzahl von Zahlenspeichern. Für jede Größenklasse ist ein Speicher vorgesehen, in dem gezählt wird, wie oft eine Impulszahl der entsprechenden Größenklasse erreicht wird. Dieser Vorgang (Zahlen-Einordnen in Größenklassen-Abspeichern) wird so lange wiederholt, wie ein Zählzyklus der Gamma-Vorwärtsstreu-Meßstrecke dauert (z. B. 1 Minute). Danach steht in der Speichereinheit 16 eine Impulszahlenhäufigkeitsverteilung zur Verfügung, aus der die Rechnereinheit 9 die Flächenmassehäufigkeitsverteilung berechnet und damit die von der Vorwärtsstreu-Meßstrecke ermittelte Impulszahl, die im Zähler 8 ansteht, korrigiert. Nach Weiterverarbeitung wird dann der Anzeigeneinheit 17 ein bezüglich des beschriebenen Störeinflusses korrigierter Wert für den Aschegehalt der Kohle zugeführt.

Claims (1)

1. Verfahren zur Korrektur radiometrischer Messungen an Schüttgütern mit schnell veränderlicher Flächenmasse, dadurch gekennzeichnet, daß während jedes Meßzyklus der radiometrischen Meßstrecke die Flächenmassehäufigkeitsverteilung durch Gammastrahlungstransmission ermittelt und zur Korrektur des jeweiligen Meßwertes der radiometrischen Meßstrecke genutzt wird, wobei der Durchmesser des Gammastrahlenbündels für die Messung der Flächenmassehäufigkeitsverteilung kleiner als die mittlere Korngröße des Schüttgutes gewählt wird und wobei während einer Einzelmessung zur Bestimmung der Flächenmassehäufigkeitsverteilung innerhalb eines Meßzyklus der radiometrischen Meßstrecke eine Relativbewegung zwischen Schüttgut und Gammastrahlenbündel um maximal einen Betrag in der Größenordnung des Durchmessers des Gammastrahlenbündels für die Messung der Flächenmassehäufigkeitsverteilung stattfindet.

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