Opublikowano: 22.IX.1964 KI. 42 e, 14 MKP G 01 f / 5/W UKD Twórca wynalazku i Jerzy Klemens Kowalczynski, Warszawa (Polska) wlasciciel patentu: Uklad do pomiaru ilosci masy przesuwajacego sie materialu Uklad sluzy do pomiaru ilosci materialu przenie¬ sionego w pewnym czasie przez transiportery, ryn¬ ny zsypowe lub splywowe itp. urzadzenia. Dziala¬ nie ukladu oparte jest na zjawisku rozpraszania kwantów gamma w materii.W dotychczas stosowanych urzadzeniach izotopo¬ wych sluzacych do podobnych pomiarów, impulsy z detektorów sa odpowiednio formowane i normali¬ zowane w zespolach elektronicznych.Dzieki ukladowi wig wynalazku zesfpoly te sa zbyteczne, a aparature elektroniczna urzadzenia mozna zredukowac do minimum koniecznego dla normalnej pracy detektora. Uklad moze byc stoso¬ wany, jezeli srednia masa transportowanego mate¬ rialu na jednostke powierzchni, na której lezy lub po tetóreij sie zsuwa, nie przekracza wartosci okolo 20 g/cm2 na kazdym, dowolnie wybranym od¬ cinku strugi.Istota wynalazku polega na tym, ze przy zasto¬ sowaniu ukladu pomiarowego o cechach opisanych nizej, otrzymuje sie (dzieki wyeliminowaniu pro¬ mieniowania pierwotnego) takie warunki, ze ilosc impulsów wysylanych przez detektory na jednostke czasu, bedzie proporcjonalna (po odjeciu tla) do masy przemieszczonej w tej jednostce czasu, nieza¬ leznie od uksztaltowania materialu. To wlasnie da¬ je mozliwosc nie stosowania wspomnianych wyzej urzadzen formujacych, normalizujacych itp. zespo¬ lów elektronicznych.Detektorem kwantów gamma moze byc licznik G^M, komora jonizacyjna itp. W zastosowaniach 10 15 20 25 30 praktycznych najdogodniejszy jest licznik ^Ch-sM* W ukladach pomiarowych mozna stosowac uklady kilku cylindrycznych liczników G—M (zamiast po¬ jedynczego dlugiego) ulozonych wzdluz wspólnej osi i polaczonych równolegle. Zespól taki trakto¬ wany jest jak jeden licznik.Jako zródlo promieniowania najbardziej dogod¬ ny ze 'znanych izotopów jest Co60.Niech n oznacza czestosc impulsów z licznika, gdy w zasiegu ukladu pomiarowego nie ma ma¬ terialu transportowanego (tlo). Jezeli w czasie t licznik przeslal systemowi rejestrujacemu suma¬ ryczna liczbe impulsów N, to mase M przeniesio¬ nego materialu znajdziemy ze wzoru: M = a (N — nt) (1) gdzie a jest ws^lczynnikiem przeliczeniowym, któ¬ ry musi byc okreslony doswiadczalnie dla kazdego egzemplarza urzadzenia mierzacego. Wspólczynnik ten zalezy oczywiscie równiez od wyboru ukladu jednostek.Istnieja dwie zasadnicze wersje omawianego ukladu: ze zródlem promieniowania plaskim i linio¬ wym. Pierwsza jest bardziej wskazana przy pro¬ dukcji przyrzadów pomiarowych o stalej konstruk¬ cji, gdyz zródlo plaskie daje Wieksza tolerancje dla takich polozen detektorów, przeslon i samego zródla wzgledem podloza, przy których spelniony jest wzór (1). Druga natomiast, ze wzglejdu na pew¬ na dowolnosc wymiarów poprzecznych przeslon, 46809nadaje sie lepiej do budowy przyrzadów o kon¬ strukcji Buchomej, która umozliwialaby przesuwa¬ nie detektorów, przeslon i zródel w plaszczyznie prostopadlej do kierunku strugi materialu. Sy¬ tuacja ta pozwala doregulowywac taki uklad do róznych urzadzen transportujacych.Rysunki pokazuja przyklady wykonania ukladu wg wynalazku. Fig. 1 jest przekrojem poprzecznym urzadzenia i odpowiada zarówno ukladowi z fig. 2 jak i z fig. 3. Fig. 2 przedstawia przekrój podluzny ukladu ze zródlem liniowym. Przekrój iten jest zro¬ biony w plaszczyznie równoleglej do kierunku ru¬ chu masy wazonej, a prostopadlej do osi detektora.Fig. 3 pokazuje taki sam przekrój ukladu ze zród¬ lem plaskim. W tym wypadku wymiary poprzecz¬ ne przeslony sa dokladnie okreslone wane). Fig. 2 i fig. 3 sa najprostrzymi schematami ilustrujacymi obie wersje omawianego ukladu.Fig. 4, 5 i 6 pokazuja w przekrojach podluznych kilka dalszych przykladów z wielu mozliwych roz¬ wiazan ukladów pomiarowych wg wynalazku. Fig. 4 i fig. 5 odpowiadaja wersji ze zródlem liniowym, a, fig. 6 ze zródlem plaskim. Detektory na fig. 4 i fig. 6 isa polaczone ze soba równolegle i maja je¬ den wspólny system zasilajaco-wzmacniajaco-licza- cy. Na fig. 4 przeslony sa jednoczesnie gniazdami zródel.Numery na wszystkich figurach oznaczaja: 1 — podloze materialu {tasma transportera, rynna lub tp); 2 — material Itransportowany; 3 — detektor promieniowania jonizujacego; 4 — olowiana prze¬ slona detektora pochlaniajaca kwanty nierozpro- szone 6 — olowiane gniazdo zródla. Poza tym na fig. 1: 7 — aparatura zasilajaca — wzmacniajaca detekto¬ ra (afr. przelicznik, uklad pradowy lufo tp.); 8— przyrzad wskazujacy ilosc przeniesionego materia¬ lu (nip. numerator elektromechaniczny, samopis lub tp.) i na fig. 4: 9 — dodatkowy rozpraszacz.Dlugosc detektorów, przeslon i zródel liniowych (w przypadku plaskich — szerokosc zródel) jest mniej wiecej taka sama i porównywalna z rzutowa szerokoscia podloza {tasmy, rynny lub tp.). Zasad¬ niczo dlugosc ta powinna byc o okolo 10—20V# wieksza od maksymalnej szerokosci strumienia przesuwanego materialu. Elementy 3, 4, 5 i 6 maja symetrie osiowa. Na fig. 2 do 6 osie ich sa prosto¬ padle do plaszczyzny rysunku. Sytaucja ta unie¬ zaleznia ilosc wysylanych przez detektory impul¬ sów od uksztaltowania transportowanej substancji przy danej jej masie na odcinku kontrolowanym.Zasada pracy ukladu jest objasniona na podsta¬ wie fig. 2. Kierunek promieniowania ze zródla 5 jest okreslony wymiarami elementu 6. Kwanty przenikaja czesciowo przez podloze 1 oraz lezacy na nim material 2 i biegna dalej jako promienio¬ wanie pierwotne. Do detektora 3 promieniowanie pierwotne nie dochodzi, gdyz zostaje prawie calko¬ wicie pochloniete w przeslonie 4. Pewna czesc Kwantów rozproszonych w 1 i 2 pada z boków na detektor 3, otrzymujacy ich tym wiecej im wieksza ilosc materialu lezy na podlozu.W wiekszosci sytuacji praktycznych zródlo pro¬ mieniowania moze wytwarzac w otoczeniu ukladu stosunkowo duza ilosc kwantów miekkich, które psulyby rzetelnosc pomiaru. W takim wypadku 5 wskazane jest otoczenie detektora olowianym plaszczem o odpowiedniej grubosci. Plaszcz ten po¬ chlanialby promieniowanie miekkie,^przepuszcza¬ jac wiekszosc twardego.W przypadku zastosowania ukladu wg wynalaz- 10 ku do transportera, dzialanie przyrzadu 8 moze byc-zsynchronizowane z jego ruchem, np. zeby be¬ ben samopisu obracal sie z predkoscia proporcjo¬ nalna do Chwilowej predkosci tasmy. Ilosc impul¬ sów wychodzacych z detektora w krótkim odcinku 15 czasu jesit bowiem niezalezna od ruchu materialu, lecz tylko od wielkosci znajdujacej sie w poblizu masy. Jezeli jednak istnieja warunki gwarantujace stala predkosc przeplywu wazonej substancji w obszarze kontrolowanym przez uklad, to przy- 20 rzad 8 moze funkcjonowac samodzielnie. Urzadze¬ nia 7 i 8 nie sa istotne w wynalazku i dlatego nie zaznaczono ich na figurach 2—6. Polaczenie detek¬ torów 3 z systemem 7, 8 jak na fig. 1 jest zazna¬ czone strzalka. 25 Opisany wyzej uklad do pomiaru przesunietej masy ma pewna odmiane. Polega ona na umiesz¬ czeniu blisko detektora, w obszarze do którego nie dochodzi promieniowanie pierwotne, dodatkowego 30 rozpraszacza. Powinien on byc wykonany z mate¬ rialów o liczbie atomowej niewiekszej niz 50. Za¬ daniem jego jest dodatkowe rozpraszanie czesci tych kwantów, które zostaly juz wytracone ze stru¬ mienia pierwotnego przez material na podlozu. Za- 35 stosowanie takiego elementu moze w niektórych warunkach podniesc sprawnosc urzadzenia pomia¬ rowego. Na fig. 4 pokazany jest przyklad umiesz¬ czenia dodatkowego rozpraszacza 9 w ukladzie podstawowym. 40 PL