DE2248666A1 - Materialstrommessgeraet - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR. ING.VAN DERWERTH D R. FR AN Z LE D E R E R

21 HAMDURG 90 β MÜNCHEN βθ

STR. 33 · TEL. .04 11)77 08 61 LUC.LE-GRAHN-STR. S3 · TEL. (OB III 47 10

München, 3. Oktober 1972

Anmelder: F.L. Smidth & Co. A/S, Vigerslev Alle 77
Kopenhagen - Valby / Dänemark

Materialstrommeßgerät

Die Erfindung betrifft ein Materialstrommoßgerät mit
einer radioaktiven Strahlungsquelle, die einen in einem Schacht fallenden, vornehmlich pulverförmigen Materialstrom bestrahlt, und mit einem Detektor für die radioaktiven Strahlen.

Materialstrommeßgeräte dieser Art sind bekannt, z.B.
von der englischen Patentschrift Nr. 1 i6i 973· Bei
solchen bekannten Geräten wird die Absorption gemessen, die der Materialstrom bei einer radioaktiven Bestrahlung bewirkt, und in Übereinstimmung hiorniit wird das Strahlenbündel entweder senkrecht zum fallenden Materialstrom oder schräg durch diesen in den Detektor gesandt.

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DEUTSCHE BANK AG.. HARBURG 93/20SI3 POSTSCHECK· HAMBURG 117320

Geräte dieser Art sind derart eingerichtet, daß der Strahlungsdetektor zentral im Strahlungsbündel angebracht ist, und daß das pulverförmige Material zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor abwärts fällt.

Materialstrommeßgeräte solcher Art arbeiten befriedigend, falls der Materialstrom verhältnismäßig kräftig und passend homogen ist.

Bei kleinen Materialmengen arbeiten solche Geräte weniger gut, da kleine Absorptionen sich mit befriedigender Sicherheit nur schwierig messen lassen, und da Fehler wegen einer Inhomogenität des Materialstroms einen größeren Einfluß als bei größeren Matorialströmen haben. Letzterer Fehler ist darauf zurückzuführen, daß die Absorption von der Materialmenge

im Strahlungsbündel exponentiell abhängig ist.

Es ist wohlbekannt, daß man Stoffmengen mittels zurückgestreuter Strahlung messen kann. Dieses Prinzip wird z.B. für Stärkemessungen dünner Folien benutzt. Bei Geräten zu derartigen Messungen sind die Strahlungsquelle und der Strahlungsdetektor auf der gleichen Seite der Folie angebracht, so daß der Winkel zwischen der Hauptachse des Strahlungsbündels von der Strahlungsquelle und die Richtung von dem Teil der gestreuten Strahlung, die den Detektor trifft, weniger als 90° ist. Die Geräte sind zugleich derart eingerichtet, daß ein homogenes Material, beispielsweise Folie, gemessen werden kann.

Es ist Zweck der vorliegenden Erfindung, ein Materialstrommeßgerät aufzuzeigen, daß bei sowohl kloinen als auch inhomogenen Materialströmen messen kann, was mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Gerät erzielt werden kann. Dadurch, daß man eine gestreute Strahlung vom Materialstrom mißt, wird erzielt, daß das Meßergebnis auch bei inhomogenen Materialien korrekt wird, da alle Teilchen in dem

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von der Strahlung getroffenen Teil des Materialstromes einen gleichartigen Beitrag zur Intensität der gestreuten Strahlung geben, sowie daß sogar sehr kleine Materialströme sich messen lassen, da die Intensität der gestreuten Strahlung von der Materialmenge im Strahlungskegel abhängig ist, bis zu so kleinen Werten, daß die natürliche Hintergrundstrahlung sowie die unvermeidliche, gestreute Strahlung von den umgebenden festen Materialien, beispieleweise der Schachtwand, das Meßergebnis verwi-8 chen.

Unter der Voraussetzung dessen,- daß der Materialstrom so klein ist, daß nur ein geringer Teil der gestreuten Strahlung vom Materialstrom absorbiert wird, dann wird die gemessene Intensität mit dem Materialstrom annähernd linear wachsen.

Falls man zugleich das Materialstrommeßgerät wie andere bekannte Meßgeräte ausformt, die radioaktive Strahlung benutzen, so daß ein fester Wert entsprechend der von außen kommenden, ungewünschten Strahlung am Meßwert abgezogen wird, z.B. dadurch, daß man die Anzahl der Impulse vom Strahlungsdetektor in einem gewissen Zeitintervall zählt und von dieser eine feste Zahl entsprechend der Impulszahl der von außen her kommenden Strahlung und von der gestreuten Strahlung von der Schachtwand und eventuell von anderen festen Bauteilen abzieht, dann wird der Unterschied eine direkte Maßangabe für die im Zeitraum hindurchgelaufene Materialmenge sein.

Wird das Materialstrommeßgerät zugleich so ausgeformt wie im Anspruch 2 angegeben, wird eine bedeutende Freiheit in der Wahl der Oberflächengrüße des Detektors ohne Gefahr dafür erzielt, daß Strahlung direkt von der Strahlungsquelle den Detektor wird treffen und dadurch zu einer Fehlanzeige wird Anlaß geben können.

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Eine Voraussetzung dafür, daß das Meßverfahren ein korrektes Ergebnis bringt, ist, daß alle Teilchen im Materialstrom einigermaßen gleiche Abstände sowohl zur Quelle wie zum Detektor haben. Eine Verbesserung der Mettgenauigkeit bei Materialströmen mit großem Querschnitt oder Material* strömen, die sich im Strahlungsfeld verlagern können, kann man wie i.^m Anspruch 3 angegeben beispielsweise dadurch erzielen daß man mehrere Strahlungsquellen und einen Detektor eine Strahlungsquelle und mehrere Detektoren oder mehrere Detektoren und Quellen benutzt. Diese werden um den Materialstrom in einer solchen Weise angebracht, daß der Detektor oder die Detektoren außer der Hintergrundstrahlung nur gestreute Strahlung messen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben; darin zeigt

Fig. 1 eine senkrechte Projektion, teilweise im Schnitt, eines Ausführungsbeispiels eines Materialstrommeßgerätes gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 den gleichen Schnitt nach der Linie II - II in Fig. 1.

Ein Förderband 1 führt pulverförmiges Material 2 in der durch den Pfeil 3 angegebenen Richtung in einen Schacht h, in dem das Material einen freien Fall durchführt. Der Materialstrom fällt in dem mit 5 in Fig. 1 und 2 bezeichneten Bereich.

Außen auf der Seite der Schachtwandung ist eine Strahlungequelle 6 für radioaktive Strahlung angebracht. Diese Strahlungsquelle sendet eine Strahlung aus, die das fallende Material 5 trifft. Die Hauptachse des Strahlungsbündols trügt die Bezeichnung 7 und' der Streuungswinkel ist mit 8 bozeichnot. Diosor wird vornehmlich so groß gowühlt, daß der ganze Querschnitt des Materialstromes 5 vom Strahlungsbündel getroffen wird.

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Ein Detektor 9« der auf die von der Strahlungsquelle 6 ausgosandto Strahlung· anspricht, ist ebenfalls außen auf der Seite der Schachtwandung in gleicher Höhe wie die Strahlungsquelle 6 angebracht. Ihr Strahlungsbündel trifft nicht direkt den Detektor 9, der allein, reflektierte Strahlung sowie die unvermeidliche überall befindliche Hintergrundstrahlung empfängt. Der Winkel zwischen der Hauptachse 7 ^un<3 der Normalen des Detektors 9 wird vornehmlich auf weniger als 150 gewählt, so daß das Strahlungsbündel von der Strahlungsquelle 6 den Detektor 9 nicht treffen kann ungeachtet der Größe der Detektoröffnung.

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Claims (2)

1. Materialstrommeßgerät mit radioaktiver Strahlungsquelle, die einen in einem Schacht fallenden, vornehmlich pulvorförmigen Materialstrom bestrahlt, und mit einem Detektor für die radioaktiven Strahlen, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor außerhalb dos Strahlungsbündels der Strahlungsquelle so angebracht ist, daß der Detektor außer der natürlichen Hintergründstrahlung sowie der unvermeidlichen gestreuten Strahlung von der Schachtwand nur Strahlung empfängt, die vom Materialstrom reflektiert wird.
2. 2. Materialstrommeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Hauptachse des einfallenden Strahlungsbündels und der Normale zur Oberfläche des Strahlungsdetektors kleiner als 150° ist,

   3· Materialstrommeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor und mehrere Strahlungequellen oder mehrere Detektoren und eine Strahlungsquelle oder mehrere Strahlungsquellen und mehrere Detektoren benutzt werden.

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