NO342188B1 - Fremgangsmåte og apparat for å detektere vann på et skipsdekk - Google Patents

Abstract

Sammendrag Denne oppfinnelsen er relatert til et apparat for å detektere hydrogenholdige materialer på et skipsdekk innbefattende en neutronkilde lokalisert under flaten til skipets dekk og som sender hurtige/energirike neutroner og en detektorinnretning som er lokalisert under flaten til skipets dekk og som detekterer termiske neutroner. Foreliggende oppfinnelse er videre relatert til en tilsvarende fremgangsmåte for å detektere hydrogeninneholdende materiale på et skipsdekk. Herved er et apparat og en fremgangsmåte gitt for å detektere tilstedeværelsen av vann på et skipsdekk, hvor disse tilstedeværelsene opptrer særlig hvor det reises i grov sjø. Apparatet er lokalisert under skipets dekk hvor det som konsekvens ikke er utsatt for slitasje på grunn av tøffe værbetingelser.

Description

Foreliggende oppfinnelse er relatert til et apparat for å detektere vann på et skipsdekk. Foreliggende oppfinnelse er også relatert til en fremgangsmåte for å detektere vann på et skipsdekk. Til slutt er foreliggende oppfinnelse relatert til bruk av apparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse for å detektere vann som er til stede på skipets dekk.

Når det seiles i urolig værforhold, det vil si i høye bølger og/eller sterke vinder, vil dekket på et skip kunne bli oversvømt med vann, hvor det oversvømte vannet typisk er benevnt som ”grønt vann”. Det kan skade skip og dekklast og kan være farlig for mennesker. Videre vil tilstedeværelse av grønt vann på dekk kunne være en rask indikasjon på at måten skipet blir ført kan være problematisk og at det derfor er nødvendig å se over og eventuelt bli gjort om. Dermed dersom grønt vann blir funnet på dekket, trenger det ikke nødvendigvis involvere en stor risiko for skade på lasten, men tilstedeværelsen av grønt vann på dekket kan dermed være en indikator om at forandringer bør bli utført med hensyn til måten skipet blir ført for å redusere risikoen for skade på lasten på grunn av at skipet blir ført uhensiktsmessig. Det vil derfor være fordelaktig å være i stand til å detektere tilstedeværelsen av vann på skipets dekk.

Særlig vil det være fordelaktig dersom slik deteksjon fant sted kontinuerlig og/eller selv i tilfeller med lite vann på dekket, for derved å muliggjøre at enhver tilstedeværelse av grønt vann blir detektert uten forsinkelse.

Det er ikke alltid mulig å visualisere detektert tilstedeværelse av vann, om det er noe, på skipets dekk fra broen på for eksempel store lasteskip, slik som containerskip, på den annen side på grunn av det faktum at det kan være mer enn 200 meter fra broen til baugen, og på den annen side, på grunn av det faktum at siktlinjen kan være blokkert av lasten også fordi tilstedeværelsen av vann/oversvømmelse på skipets dekk ikke er en statisk situasjon, heller er det en forandring som er kontinuerlig. Det er ikke mulig å plassere mannskap på dekket, siden slike tiltak vil være fatale i dårlig vær, og til slutt vil seiling også finne sted om natten.

På grunn av de sterke kreftene utvist av flommende vann og vær generelt, vil instrumentering slik som videokamera på dekk være utsatt for slitasje og svært stor risiko for skade.

US 4646068 A beskriver en metode for å måle tykkelsen på et lag med H2O-molekyler ved bruk av en nøytronkilde og en moderator. Nøytronkilden som sender ut energirike nøytroner og en detektor for termiske nøytroner er lokalisert under overflaten på flyets vinge.

US 5446288 A omhandler en metode for identifisering av hydrogen i et materiale ved å stråle materialet med energirike nøytroner og deretter detektere termiske nøytroner.

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å gi et apparat for å detektere tilstedeværelsen av vann på et skipsdekk, hvor apparatet ikke er utsatt for vesentlig slitasje og/eller skade når det er anordnet på et skip under dårlige værforhold.

Hensikten er gitt av et apparat for å detektere vann på et skipsdekk, hvor apparatet innbefatter:

● en neutronkilde lokalisert under flaten av skipets dekk, og som sender ut hurtige/energirike neutroner, og

● en detektorinnretning lokalisert under flaten av skipets dekk, og som detekterer termiske neutroner,

● en lysemitterende enhet som sender ut lys ved en nukleær hendelse/reaksjon med et termisk neutron,

● en lysopptagningsenhet som sender ut en elektrisk puls/et elektrisk signal ved registrering av et lysglimt, og

● en moderator som er lokalisert under flaten til skipets dekk og som bremser og reflekterer neutron ved kollisjon, hvor moderatoren er en lysledende enhet anordnet mellom den lysemitterende enheten og den lysopptakende enheten.

Herved er et apparat oppnådd som er i stand til å detektere vann gjennom en ikkemodifisert og til og med en ikke-perforert dekkplate. Apparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse bruker kjent kunnskap til sin fordel ved at hydrogen, som er et element i vann, er den elementære substansen som mest effektivt av alle elementære substanser er i stand til å bremse neutroner med høy kinetisk energi. Denne effekten er svært markert, og dermed vil hydrogen skille seg selv kvalitativt fra alle andre elementære substanser med hensyn til å bremse neutroner, den såkalte neutrontermaliseringen. Hydrogen er et betraktelig element i vann, og vann er typisk det eneste hydrogeninneholdende materiale som er til stede på et skipsdekk, og en dekkplate av stål av en begrenset tykkelse absorberer vesentlig ingen neutroner, apparatet vil være i stand til å detektere vann gjennom dekkplaten. Videre vil en detektorinnretning for å detektere termiske neutroner være i stand til å gi en rask reaksjon, hvorved måten fartøyet er ført, kan bli gjenstand for øyeblikkelig gjennomgang og valgfritt omgjøring som en konsekvens av flommende vann på skipets dekk. En neutronkilde på sin side er assosiert med flere eksempler på fordeler slik som at neutroner er i stand til å penetrere visse barrierer. For eksempel er det mulig i henhold til foreliggende oppfinnelse og estimere størrelsen av vann gjennom en dekkplate. Dermed kan det bli monitorert om og hvor mye vann som er til stede på skipets dekk uten å måtte modifisere eller perforere dekkplaten eller deler av denne, og uten å måtte lokalisere apparatet over dekket hvor det vil være utsatt for påvirkningen av været.

En hurtig neutronkilde sender ut hurtige/energirike neutroner, det vil si neutroner med høy kinetisk energi. Foreliggende oppfinnelse bruker den kjente oppdagelsen til sin fordel ved at atomkjerner (og hydrogen i særlig grad) bremser neutroner ved kollisjon, som er typisk benevnt som ”elastisk spredning/kollisjon” (hvorved hastigheten blir redusert og retningen blir forandret for et kollidert neutron). Foreliggende oppfinnelse bruker en detektorinnretning som detekterer relativt langsomme/energifattige neutroner, de såkalte termiske neutronene. Etter at et neutron har blitt bremset ned tilstrekkelig, kan det bli detektert av detektorinnretningen.

Prosessen med å bremse ned neutroner er typisk benevnt som ”moderasjon” og er tilsvarende fysisk anordnet som en ”moderator”. Svært ofte for at et neutron skal bli detektert må det kollidere flere ganger med hydrogenneutroner. Det er kjent å anordne et deteksjonsapparat med en moderator, med en mengde hydrogen eller et moderatormateriale som oppnår en økt sensitivitet, hvor moderatoren bremser og reflekterer/sprer neutroner ved elastisk spredning/kollisjon og som er anordnet slik at en størrelse av innkommende neutroner blir reflektert mot detektoren og hydrogenet som skal bli detektert. Bredt utlagt vil videre mengder av hydrogen/moderatormateriale virke som en (delvis) neutronreflektor som også bremser ned neutronene, som betyr at en økt størrelse av bremsede/termiske neutroner vil bli detektert. Dette er også ofte referert til som neutron ”tilbakespredning”.

Dermed vil en vanndetektor med forbedret sensitivitet være oppnådd, der den lysledende enheten gir en ledende/konsentrasjon av lyset fra den lysemitterende enheten til den lysopptakende enheten, som forbedrer effektiviteten/sensitiviteten videre, hvorved alle nukleære hendelser som vil frembringe et lysglimt vil bli mye bedre og pålitelig bli lagret av lysopptakingsenheten.

Dermed vil den lysledende enheten tjene to funksjoner, siden – ved siden av å lede/å konsentrere lyset, vil den også gi en modererende effekt siden den inneholder hydrogen/moderatormateriale for å oppnå den ovenfor refererte tilbakespredningseffekten. Denne doble funksjonen til den lysledende enheten har videre den effekt at apparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse kan bli konfigurert på en kompakt måte.

Den forbedrede sensitiviteten betyr at den brukte neutronkilden ikke behøver å være så kraftfull at den danner en helserisiko uten isoleringskrav for sikkerhetsutstyr for en operatør eller ved uhensiktsmessig håndtering av denne, mens det samtidig er en pålitelig deteksjon som fremdeles kan bli gitt gjennom en dekkplate, det vil si uten modifikasjon, perforering eller noen annen forandring av dekkplaten. Videre på grunn av den økte sensitiviteten og den videre effekten av hjelpemoderatoren, vil mindre mengder av hydrogen og dermed vannstørrelser bli detektert, sammenlignet med hva som ellers har blitt mulig eller som det ofte er vanskelig å detektere siden små tilstedeværelser av hydrogenmateriale/vann trenger å ha seks til åtte kollisjoner for å bli terminalisert og dermed være detekterbart av detektorinnretningen.

For eksempel kan den lysemitterende enheten være en scintillator, og en lysopptakende enhet kan være en fotomultiplikator (PM). Alternativt kan den lysopptakende enheten være en fotodiode.

Særlig fordelaktig er kilden anordnet vesentlig i nærheten av eller rundt senteret av flaten av moderatoren som er tilstøtende den lysemitterende enehten. Denne lokaliseringen har vist seg å være hensiktsmessig for effektivt å forbedre videre sensitiviteten som blir oppnådd ved at en større mengde av neutroner vil bli reflektert og moderert og dermed detektert.

Også særlig fordelaktig er den lysemitterende enheten konfigurert vesentlig med en side tilstøtende den lysemitterende enheten og med en relativt mindre flate grensende på en detekterende flate av den lysopptakende enheten. Dermed vil en relativt større flate av den lysemitterende enheten kunne bli koblet optisk til en mindre deteksjonsflate på den lysopptagende enheten, som gir en fordel med hensyn til økonomi, der kostnaden av slike lysopptakende enheter kan være sammenlignbart høy, og være svært mye avhengig av opptaksarealet.

For eksempel kan den lysemitterende enheten være konfigurert vesentlig som en kone med avkuttet topp (dvs. en trapesformet form sett todimensjonalt, ved en seksjon gjennom senterlinjen til konen).

Når den lysledende enheten til apparatet er konfigurert for å sende lys ledet fra den lysemitterende enheten til den lysopptakende enheten vesentlig normalt på en deteksjonsflate, vil en særlig fordelaktig utførelse være oppnådd siden et deteksjonsapparat hermed enkelt er anordnet som har en større utvidelse, vesentlig perpendikulært på dekkplaten på hvilken vannet, som skal bli detektert, er lokalisert. Herved vil en fordelaktig konfigurasjon være oppnådd, særlig dersom det er ønsket at deteksjonsapparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse er operert primært i en dybderetning.

I henhold til en alternativ utførelse er den lysledende enheten konfigurert for å sende lys ledet fra den lysemitterende enheten til den lysopptakende enheten, vesentlig i parallell med en deteksjonsflate til apparatet. På denne måten kan et deteksjonsapparat være enkelt anordnet som har en større flate vesentlig i parallell med en deteksjonsflate til objektet hvor vannet er som skal bli detektert. Populært uttrykt er deteksjonsapparatet ikke lengre enn det er høyt. Dermed vil en særlig fordelaktig utførelse være oppnådd, særlig dersom det er ønskelig at deteksjonsapparatet er svært flatt, det vil si dersom det er montert på undersiden av dekkplaten og dersom det er ønskelig at det ikke stikker ut for mye under dekkplaten.

I henhold til enda en foretrukket utførelse av apparatet, innbefatter videre en elektrisk krets koblet til detektorinnretningen, hvor den elektriske kretsen er konfigurert for å generere et signal som representerer en estimert størrelse av vann, hvor genereringen blir utført på grunnlag av det elektriske signalet fra den lysopptakende enheten.

Foreliggende oppfinnelse er videre relatert til en fremgangsmåte for å detektere vann på et skipsdekk og innbefatter følgende trinn:

● å sende ut energirike neutroner fra en neutronkilde som er lokalisert under flaten av skipets dekk, og

● å detektere termiske neutroner ved hjelp av en detektorinnretning som er lokalisert under flaten av skipets dekk.

● å sende ut lys fra en lysutsendende enhet ved en nukleær hendelse/reaksjon med et terminsk neutron,

● å sende ut en elektrisk puls/et elektrisk signal ved en lysopptakende enhet ved registrering av et lysglimt,

● å lede lys fra den lysemitterende enheten til den lysopptakende enheten med en lysledende enhet anordnet mellom den lysemitterende enheten og den lysopptakende enheten, hvorved moderatoren er den lysledende enehten, ● å bremse og å reflektere neutroner ved kollisjon ved hjelp av en moderator som er lokalisert under flaten til skipets dekk.

I henhold til en utførelse av foreliggende fremgangsmåte, vil intensiteten til termiske neutroner under kjente forhold bli lagret som en kalibreringsverdi. Dette blir utført særlig under montering av apparater.

I henhold til enda en utførelse av foreliggende fremgangsmåte innbefatter den videre trinn med å bremse og å reflektere neutroner ved kollisjon ved hjelp av en moderator som er lokalisert under flaten av skipets dekk.

Fortrinnsvis er den lysledende enheten konfigurert for å sende lys ledet fra den lysemitterende enheten til den lysopptakende enheten vesentlig normalt på en deteksjonsflate. Alternativt kan den lysledende enheten være konfigurert for å sende lys ledet fra den lysemitterende enheten til den lysopptakende enheten vesentlig i parallell med en deteksjonsflate.

I henhold til enda en foretrukket utførelse innbefatter fremgangsmåten videre å generere i en elektrisk krets koblet til detektorinnretning et signal som representerer en estimert mengde av vann, hvorved genereringen er utført på basis av det elektriske signalet fra den lysopptakende enheten.

Fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse og dens utførelser samsvarer med apparatet i henhold til oppfinnelsen og utførelser av denne og har den samme effekt av de samme grunner.

I det følgende vil foreliggende oppfinnelse bli forklart i videre detalj med referanse til tegningene som er vist som eksempler på utførelser av oppfinnelsen, og hvor: Figur 1 illustrerer et apparat i henhold til foreliggende oppfinnelse lokalisert under en flate av et skipsdekk, og hvor tilstedeværelsen av vann kan være til stede på dekkplaten av skipets dekk.

Figur 2a viser skjematisk utførelse av et apparat i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Figur 2b viser skjematisk en andre utførelse av et apparat i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Figur 2c viser skjematisk en tredje utførelse av et apparat i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Figur 3 viser skjematisk et fartøy med last sett ovenifra med last, bro og anordning av et antall av apparater i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Figur 1 illustrerer et apparat i henhold til foreliggende oppfinnelse anordnet under flaten av et skipdekk hvor tilstedeværelsen av vann kan være til stede på dekksplaten (110) på skipets dekk. Tegningen viser en dekkplate (110), hvor vannet som skal detekteres er anordnet over dekkplaten (110) på skipets dekk, og hvor et deteksjonsapparat (100) for å detektere vann (101) er lokalisert på et skipsdekk under flaten av skipets dekk.

Deteksjonsapparatet (100) er lokalisert under flaten av skipets dekk, det følger at det ikke er utsatt for værforhold, slik som vind, regn, sludd eller lignende.

Deteksjonsapparatet (100) innbefatter en detektorinnretning (102) som detekterer termiske neutroner, og en neutronkilde (103) som sender ut hurtige/energirike neutroner (111). I figuren er deteksjonsapparatet (100) vist anordnet under dekkplaten (110) som sådann, selv om det også er et valg å anordne deteksjonsapparatet (100) i en fordypning i dekkplaten som sådann for å stikke ut så lite som mulig fra den lavere flaten av dekkplaten (110). Det som teller er at hele deteksjonsapparatet (100) er lokalisert under den øvre flaten av skipets dekk.

Neutroner (111) sendt ut av kilden (103) vil gå vesentlig i alle retninger og noen av disse neutronene vil kollidere med hydrogenet som er en bestanddel av vannet (101), dersom noen på skipets dekk, hvorved neutronene vil forandre retning og tape hastighet. En del av neutronene vil bli reflektert mot detektorinnretningen (102) for deteksjon av termiske neutroner, og når de har kollidert et tilstrekkelig antall av ganger, vil de bli termiske (dvs. typisk ha en kinetisk energi på tilnærmet 0,025 eV), hvorved detektoren vil registrere dem og mengden av vann (101) kan bli detektert. Noen neutroner vil fortsette i andre retninger og/eller bli absorbert. Typisk må et neutron kollidere gjennomsnittlig omkring 6 til 8 ganger med et hydrogenatom for å ha energi som detektoren er i stand til å detektere (dvs. neutronene må gå ned omkring seks til åtte verdier i energinivå).

Dersom detektorapparatet innbefatter en moderator (ikke vist) gir moderatoren den effekt at et større antall av neutroner med passende energi vil bli detektert sammenlignet med scenariet hvor bare vann (101) primært var til stede for å redusere den kinetiske energien til neutronene. Dermed vil sensitiviteten av detektorapparatet (100) bli forbedret.

Figur 2a illustrerer skjematisk en utførelse av et apparat (100) i henhold til foreliggende oppfinnelse. I figuren er et deteksjonsapparat (100) vist som innbefatter en neutronkilde (103) og et neutronbremsende og reflekterende materiale (104’), det vil si et moderatormateriale som innbefatter hydrogen. Deteksjonsapparatet (100) har en deteksjonsflate (109) som er ment å vende mot i en retning mot et objekt (101), heri enhver tilstedeværelse av vann som skal detekteres. Det vil si at deteksjonsflaten (109) til deteksjonsapparatet (100) kan være anordnet tilstøtende til den lavere flaten av dekkplaten (110) i skipets dekk.

Videre innbefatter deteksjonsapparatet (100) en detektor for termiske neutroner (102a, 102b), hvor detektoren i henhold til foreliggende oppfinnelse innbefatter en lysutsendende enhet (102b) og en lysopptakende enhet (102a), hvor den lysopptakende enheten (102a) er koblet til en elektrisk krets (105). Den lysutsendende enhet (102b) sender lys i tilfellet av en nukleær hendelse/reaksjon med et termisk neutron, mens den lysopptakende enhet (102a) sender en elektrisk puls/et elektrisk signal (106) ved registrering av et lysglimt, hvor den utsendte elektriske pulsen/det utsendte elektriske signalet blir mottatt i den elektriske kretsen (105) for etterfølgende interpretasjon, prosessering etc. Den elektriske kretsen (105) kan videre inneholde innretninger for å kalibrere apparatet som beskrevet nedenfor.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er moderatormaterialet en lysledende enhet eller et lysledende materiale (104’). På denne måten vil den lysledende enheten (104’) i en dobbel funksjon, siden – som nevnt ovenfor – i tillegg til å lede/konsentrere lyset fra den lysemitterende (102b) enheten til deteksjonsflaten (107) til den lysopptakende enheten (102a) – vil den også gi en modererende effekt siden den inneholder hydrogen/moderatormateriale for å oppnå den ovenfor refererte tilbakespredningseffekten. Lyslederen/konsentreringseffekten forbedrer effektiviteten/sensitiviteten siden de nukleære hendelsene som frembringer et lysglimt som med mye større sannsynlighet vil bli registrert av den lysopptakende enheten (102a), hvorved en mindre størrelse av hydrogen kan bli detektert uten at styrken til neutronkilden blir økt.

Bevegelsen til lyset fra den lysemitterende enheten (102b) til lysopptakende enheten (102a) er gitt skjematisk ved prikkede piler i figuren.

Videre vil den doble funksjonen til den lysledende enheten/moderator (104’) forårsake at deteksjonsapparatet (100) blir konfigurert kompakt eller i det minste ikke større enn løsninger som allerede innbefatter en hjelpemoderator for å oppnå neutrontilbakespredning.

I den viste utførelsen er den lysledende enheten (104’) konfigurert vesentlig med en flate som grenser mot den lysemitterende enheten (102b) og som har en relativt mindre flate grensende til en deteksjonsflate (107) til den lysmottakende enheten (102a).

Dermed vil en relativt større flate i den lysemitterende enheten (102b) kunne bli koblet optisk til en mindre deteksjonsflate (107) av den lysopptakende enheten (102a), som gir en finansiell fordel siden kostnaden til slike lysopptakende enheter (102a) er relativt høy og for det meste er avhengig av opptaksarealet. For eksempel kan den lysemitterende enheten være konfigurert vesentlig som en kone hvor toppen er skåret vekk (det vil si trapesformet form, sett todimensjonalt) som en seksjon i senterlinjen til konenn).

Den lysledende enheten/det lysledende materialet (104’) kan være en lysleder (GB) uttrykk som innbefatter hydrogen og/eller andre moderatormaterialer. I henhold til en foretrukket utførelse er den lysledende enheten/det lysledende materialet (104’) pleksiglass.

Fortrinnsvis er neutronkilden (103) innbefattet av/lagt inn i moderatoren (104’) og er anordnet vesentlig rundt eller sentral i flaten av moderatoren (104’) som er omkring den lysemitterende enheten (102b). Denne anordningen har vist seg å være hensiktsmessig ved at en videre forbedret sensitivitet blir oppnådd ved at et større antall av neutroner vil bli reflektert og moderert og dermed detektert.

I henhold til en utførelse er den lysemitterende enheten (102b) en scintillator, som er en kjent standardenhet som registrerer en nukleær hendelse og sender ut et lysglimt, når et termisk neutron treffer scintillatoren (102b). I praksis vil fotoner bli frigjort. Et eksempel på en scintillator (102b) er glass beriket med litiumisotop Li-6.

I henhold til en utførelse er den lysopptakende enhet (102a) en fotomultiplikator, som også er kjent standardenhet som registrerer selv svært svake lysglimt med lys/fotoner og som genererer en elektrisk puls på basis av en eller flere av slike. Alternativt er den lysopptakende enhet (102a) en fotodiode.

Den elektriske kretsen (105) mottar elektriske pulser/signaler fra den lysopptakende enhet/fotomultiplikatoren (102a) og er dermed i stand til å registrere og/eller prosessere disse signalene avhengig av nåværende bruk, for å estimere tilstedeværelsen av vann (101) eller for andre anvendelser. For eksempel en eller flere elektriske utgangssignaler (108) fra den elektriske kretsen (105) kan bli brukt for en skjerm/meter (ikke vist) som viser den estimerte størrelsen og/eller andre funksjoner.

Videre kan deteksjonsapparatet (100) innbefatte andre typer av lysledende materialer (104’) (valgfritt ikke-hydrogeninneholdende materialer, slik som glass). Andre typer av lysledende materialer kan ha en neutronmodererende effekt, imidlertid er det ikke et krav unntatt dersom det vesentlige er at deteksjonsapparatet er i stand til å detektere små mengder med vann.

Fortrinnsvis vil den lysopptakende enheten/fotomultiplikatoren (102a) og lyslederen (104) kollidere mot hverandre i deteksjonsflaten (107) i den lysopptakende enheten/fotomultiplikatoren (102a) med et optisk adapsjonsmateriale mellom dem, det vil si silikonfett, transparent silikonforseglingssammensetning etc., for å sikre det lavest mulige optiske tapet ved overgangen.

Neutronkilden (103) kan være en isotopbasert neutronkilde.

Alternativt kan neutronkilden (103) også være lokalisert på andre steder enn i/rundt senteret av lyslederen (104’).

Den elektriske kretsen (105) kan tjene mange funksjoner og ha mange konfigurasjoner avhengig av den relevante bruken av foreliggende oppfinnelse. For eksempel trenger en enkelt elektrisk krets bare å registrere antallet av elektriske puler fra fotomultiplikatoren/den lysopptakende enheten (102a) for en periode i tid for å være i stand til å estimere mengden av hydrogen/vann på en enkel måte. Alternativt kan en mer avansert elektrisk krets bli brukt.

Videre kan apparatet (100) innbefatte en materialskive, plate, element etc. (ikke vist) anordnet slik at neutronkilden (103) blir lokalisert mellom denne og deteksjonsflaten (109). Nevnte skive, plate, element etc. må være av et materiale som har den egenskap at det er egnet til å reflektere neutroner uten signifikant tap av energi, det vil si jern eller molybden. Videre kan apparatet (100) innbefatte en ring, rør, sylinder etc. anordnet til å slutte om neutronkilden (103) hvorved gammastråling, dersom det er noen, blir fjernet som ellers kunne gi falske indikasjoner ved reaksjon med den lysemitterende enheten (102b). Denne ringen, røret, sylinderen etc. kan ellers gi falsk indikasjon ved reaksjon med den lysemitterende enheten (102b). Denne ringen, røret, sylinderen etc. må være av et materiale som har den egenskapen at det absorberer gammastrålingen særlig godt, det vil si bly eller wolfram.

Figur 2b illustrerer skjematisk en alternativ utførelse av et apparat i henhold til foreliggende oppfinnelse. Figuren viser et deteksjonsapparat (100) i henhold til foreliggende oppfinnelse som innbefatter de samme elementer/enheter som er vist og forklart i samband med figur 2a, men anordnet valgfritt konfigurert forskjellig. Mer spesifikt vil den kombinerte moderatoren og den lysledende enheten (104’’) være konfigurert slik at det ledes lys vesentlig i parallell med deteksjonsflaten (109) i deteksjonsapparatet (100) til lysopptakingsenheten (102a) (motsatt utførelsen vist i figur 2a, hvor lyset blir ledet vesentlig normalt på deteksjonsflaten 109)), som muliggjør en heller utstrakt konfigurasjon av deteksjonsapparatet (100). Den lysledende enheten (104’’) kan være som indikert i figuren, men være konfigurert med todimensjonal profil slik som et triangel hvor det innkommende lyset fra den lysemitterende enheten (102) blir reflektert vesentlig normalt i relasjon til den inngående retningen, det vil si vesentlig i parallell med deteksjonsflaten (109).

Alternativt kan den lysledende enheten (104’’) være en samling av optisk fibere/optiske fiberkabler som snur/vinkler eller reflekterer lyset sideveis relativt til den primære retningen for innfall, det vil si vesentlig parallelt med deteksjonsflaten (109).

Bevegelsen til lyset fra den lysemitterende enheten (102b) til den lysopptakende enheten (102a) er vist skjematisk med prikkede piler i figuren.

I utførelsen som er vist er den lysledende enheten (104’’) konfigurert vesentlig med en flate som grenser mot den lysemitterende enheten (102b) og som har en relativt liten flate tilstøtende en deteksjonflate (107) i den lysopptakende enhet (102a).

Derved er en utstrakt konfigurasjon oppnådd som er særlig fordelaktig i tilfeller der det er ønsket å anordne et relativt flatt deteksjonsapparat (100), det vil si som ikke er montert på undersiden av dekkplaten (110) og som er ønsket ikke stikker ut for mye ned fra dekkplaten.

Figur 2c illustrerer skjematisk en alternativ utførelse av et apparat i henhold til foreliggende oppfinnelse. Den viste utførelsen samsvarer med den som er vist i figur 2a, der lokasjonen til neutronkilden (103) imidlertid er forandret. I den viste utførelsen er neutronkilden (103) konfigurert videre mot senteret av moderatoren (104’), det vil vi ikke i flaten til moderatoren (104’) som grenser mot den lysemitterende enheten (102b). Alternativt kan neutronkilden (103) være anordnet, det vil si videre i retningen av en av sidene til moderatoren (104’).

I tilfelle der bare et deteksjonsapparat blir brukt, er det opplagte valget å anordne det på fordekket, imidlertid i tilfellet av vann på et skipsdekk (200) er det selvsagt mulig å bruke flere deteksjonsapparater (100), der hver er anordnet under den øvre flaten av skipets dekk, distribuert over skipets dekk (200) på flere steder på et tidspunkt ved hjelp av flere apparater. Figur 3 viser skjematisk et eksempel på et skip sett ovenifra, med et skipsdekk (200) med last (210), en bro (220) og et antall av deteksjonsapparater (100) i henhold til oppfinnelsen. Figur 3 viser to beslutningsapparater, imidlertid vil det være å forstå at det er mulig å bruke ethvert ønsket antall av deteksjonsapparater, avhengig av størrelsen og typen av skipet, tidligere erfaring med tilstedeværelsen av grønt vann etc. Typisk er deteksjonsapparater imidlertid anordnet lengst frem på skipets dekk.

Deteksjonsapparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse er fortrinnsvis konfigurert med innretning (105) for å kalibrere apparatet ved å registrere intensiteten til termiske neutroner under kjente betingelser som en kalibreringsverdi som blir lagret på en passende hukommelsesenhet for senere gjenvinning for bruk i sammenligning med deteksjonsverdier. Denne kalibreringsverdien kan bli utledet fra signalet som estimerer størrelsen av vannmateriale for derved å muliggjøre oppnåelse av en mer presis estimering av mengden av hydrogen utledet fra vann på skipets dekk. Disse innretningene kan innbefatte en knapp på deteksjonsapparatet, hvor denne knappen kan være aktivert, det vil si når skipets last blir tatt om bord, for derved å ta hensyn til enhver kilde for feil. Slike feilkilder, om det er noen, kan være hydrogeninneholdende materialer i massekvantiteter i lasten, radioaktive materialer i nærheten av deteksjonsapparatet osv. Videre må forsiktighet bli tatt når det utføres kalibrering når dekkplaten er vesentlig tom for vann, snø og is, med den effekt at den kalibrerte verdien for denne tilstanden blir lagret for bruk i beregningen av mengden av hydrogeninneholdende materiale i tilfellet av tilstedeværelse av vann. Det er særlig hensiktsmessig å utføre kalibreringen ved montering av apparatet.

Typisk vil deteksjonsapparater i henhold til foreliggende oppfinnelse bli konfigurert med et hus (ikke vist i figurene). Denne huset kan fordelaktig være konfigurert slik at det har neutronreflektende effekt, det vil si ved å bruke jern. Selvsagt vil dette øke vekten sammenlignet med andre lettere materialer. Siden viktigheten av økt vekt av apparatet som blir montert på undersiden av skipets dekk imidlertid er lite signifikant, vil dermed jern fordelaktig bli fordelaktig brukt med den påfølgende fordel som jern gir.

Nedenfor vil det bli forklart hvordan deteksjonsapparatet kan bli brukt for å registrere mengden av vann på et skipsdekk. Når ikke noe vann er til stede på dekket, vil deteksjonsapparatet ha en utlesning som er vesentlig for resultatet av gammastråling fra neutronkilden. Dermed vil avlesningen være konstant. Grønt vann, det vil si vann fra oversvømmelse på skipets dekk, det vil si når det beveger seg i høye bølger, vil bli fremvist som perioder av kortere varighet med høyere avlesninger. Is eller snø, om det finnes noe, som avsettes på dekket vil også bli detektert og vil fremvises som en avlesning som øker med tykkelsen av isen/snølaget, men er ellers konstant. Derfor vil grønt vann på toppen av et islag også kunne bli detektert som en deteksjon av en gitt verdi som ikke går under en økt verdi, men er for en heller kort periode, økt i relasjon til den økte verdien. Det har blitt funnet at apparatet vil være i stand til å detektere ising og vil være i stand til å detektere grønt vann på toppen av et lag med is eller snø på opp til i det minste 80 mm.

Det ble nevnt vesentlig vil en dekkplate av stål av begrenset tykkelse ikke absorbere neutronene, og derfor vil apparatet være i stand til å detektere vann gjennom skipets dekk. Det bør pekes på at apparatet og fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse ikke er begrenset til bruk i samband med dekkplater av stål, heller kan den bli tilpasset for bruk i samband med andre dekkmaterialer, det vil si glassfiber med forsterket polyester eller andre materialer. Innholdet av hydrogen i glassfiberforsterket polyester er imidlertid slik at det vil redusere sensitiviteten av deteksjonsapparatet.

Den elektriske kretsen til deteksjonsapparatet trenger å korrigere for henfall av neutronkilden, som både er vel kjent og enkelt. Dersom for eksempel en californiumkilde blir brukt, vil erstatning og passende intervaller som for eksempel hvert fjerde år være forventet. Apparatet inneholder radioaktive kilder som er gjenstand for periodisk kontroll i henhold til de fleste nasjonale lover, det vil si på toårlige intervaller, der erstatning av neutronkilder kan være kombinert med slik periodisk kontroll. Videre vil fullstendig korreksjon kunne bli gjort for elektronisk operasjon av deteksjonsapparatet, hvorved utlesningen av deteksjonsapparatet vil bli svært pålitelig.

Uttrykket ”dekkplate” er ment å benevne platen som sådann som separerer skipets dekk, det vil si nivået over dekkplaten fra nivået, det vil si skipslast eller mellomliggende dekk, lokalisert under skipets dekk. Uttrykket ”øvre flate av skipets dekk” er ment å benevne den oppovervendte flaten til dekkplaten, mens uttrykket ”på et skipsdekk” er å forstå synonymt med betydningen ”over øvre flate av dekkplaten”. At noe er funnet under flaten av skipets dekk er å forstå slik at det er inneholdt under den øvre flaten av dekkplaten, det vil som ikke stikker ut oppover gjennom dekkplaten, men motsatt er helt under dekkplaten eller er valgfritt plassert delvis lagt inn i dekkplaten, det vil si i en fordypning i den nedovervendte flaten til dekkplaten. Det er implisitt at uttrykket ”vann” dekker både ”friskt vann” og ”sjøvann” og at deteksjonen av tilstedeværelsen av vann på skipets dekk er uavhengig om vannet er friskt vann eller sjøvann og uavhengig av forurensning, om det finnes noen, i vannet.