Opis wydano drukiem dnia 20 listopada 1563 r, £5 leafóf -<. » drukiem dnia 20 listopada 1963 o 1 e n t owego .yosa^toj ludawejf POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 47355 KI. 42 1, 1/01 KI. internat. G 01 n Akademia Górniczo-Hutnicza*) (Katedra Fizyki II) Kraków, Polska Radiometryczny gestosciomierz powierzchniowy Patent trwa od dnia 15 stycznia 1962 r.Przedmiotem wynalazku jest radiometyczny gestosciomierz powierzchniowy, sluzacy do po¬ miaru ciezaru objetosciowego gruntów i innych materialów jak betony, prefabrykowane ele¬ menty budowlane i tym podobne bez koniecz¬ nosci pobierania prób i uszkadzania badanego osrodka.Dotychczas wykonanie pomiaru ciezaru obje¬ tosciowego okreslonego materialu lub gruntu wymaga pobrania licznych próbek, które pod¬ daje sie badaniom w laboratoriach. W wielu przypadkach okres tych badan jest zbyt dlugi przez co uzyskane wyniki okazuja sie spóznio¬ ne. Ponadto przy stosowanych obecnie trady¬ cyjnych metodach pomiarowych konieczne jest pobranie próbek z badanego osrodka co czesto *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa mgr inz. Bohdan Dziu- nikowski i mgr inz. Jerzy Niewodniczanski. powoduje uszkodzenie powierzchni tegoz osrodka.Wady dotychczasowych metod pomiarowych usuwa radiometryczny gestosciomierz powierzch¬ niowy wedlug wynalazku, który pozwala okres¬ lic ciezar objetosciowy badanego materialu w ciagu kilku minut bez jakichkolwiek uszko¬ dzen powierzchni materialu. Dla oznaczenia cie¬ zaru objetosciowego gestosciomierzem wedlug wynalazku wykorzystano zaleznosc jaka zacho¬ dzi pomiedzy natezeniem rozproszonego promie¬ niowania gamma a liczba elektronów w jed¬ nostce objetosci badanego osrodka. Dla osrod¬ ków zlozonych z pierwiastków lekkich, których liczba atomowa Z nie przekracza 30, zaleznosc taka istnieje jako pewna funkcja. Z kolei licz¬ ba elektronów w jednostce objetosci jest pro¬ porcjonalna do gestosci badanego osrodka, a w przypadku osrodka niejednorodnego — do jego ciezaru objetosciowego. Dzieki temu po-miar,natezenia rozproszonego promieniowania gamma^ umozliwia oznaczenia ciezaru objetos¬ ciowej danego osrodka. . V*: Na rystinlfcu fig. 1 przedstawia gestosciomierz wedlug wynalazku w przekroju pionowym, a fig. 2 — pojemnik do przechowywania ge- stosciomierza równiez w przekroju pionowym, Gestosciomierz sklada sie z dwuczesciowej, szczelnej i plaskiej oslony 1 wewnatrz której w jednej jej czesci znajduja sie odpowiednio uksztaltowane olowiane ekrany 5 a w nich jest umieszczone zródlo 2 promieniowania gamma.W drugiej czesci oslony 1 jest umieszczony znany uklad elektronowy 3 z licznikami 4 Gei- gera-Mullera. Liczniki 4 sa osadzone na odpo¬ wiednich uchwytach, laczacych je z ukladem elektronowym 3. Liczniki 4 sa osloniete od stro¬ ny zródla 2 dodatkowym olowianym ekranem 6, który zabezpiecza je przed bezposrednim pro¬ mieniowaniem zródla 2. Odleglosc miedzy zró¬ dlem 2 a licznikami 4 jest mala i nie przekracza 30 cm. Zródlo 2 moze stanowic na przyklad izo¬ top cezu 137 Cs o aktywnosci okolo 5 mC.Uklad elektronowy 3 wzmacnia impulsy z li¬ czników 4 w celu przeslania ich do aparatury rejestrujacej za pomoca kabla 7.Licznikami 4 promieniowania gamma moga byc na przyklad liczniki chlorowcowe Geigera - Mullera. Uklad 3 moze miec przelacznik wielo- pozycyjny dla zbierania impulsów z wybranego licznika 4. Rejestratorem natomiast moze byc dowolny terenowy przelicznik impulsów, zaopa¬ trzony w zasilacz napiecia dla liczników 4. Do oslony 1 jest przymocowany uchwyt 10, który ulatwia przenoszenie gestosciomierza.Gestosciomierz przechowuje sie w specjalnej „kasecie, która jest zarazem pojemnikiem. Kase¬ ta jest zaopatrzona w olowiane ekrany 8 (fig. 2), które stanowia dodatkowa oslone dja zródla promieniowania 2. Dzieki temu nie ma potrzeby stosowania oddzielnego pojemnika na zródlo 2.Poza tym w kasecie jest umieszczone zródlo, kontrolne 9, którym jest pojemnik z solami na przyklad cezu. Zródlo kontrolne 9 znajduje sie w takim miejscu w kasecie, ze po wlozeniu do niej gestosciomierza liczniki 4 znajduja sie nad zródlem 9. Zródlo 9 sluzy do standaryzacji po¬ miarów terenowych.Przed przystapieniem do pomiarów iloscio¬ wych gestosciomierzem wedlug wynalazku na¬ lezy go odpowiednio wycechowac. Cechowanie odbywa sie na osrodkach wzorcowych o znanym ciezarze objetosciowym. Gestosciomierz ustawia sie na osrodku wzorcowym i obserwuje sie jego wskazania to znaczy liczbe impulsów dochodza¬ cych do rejestratora w jednostce czasu. Nalezy przy tym zwrócic uwage na wplyw wilgotnosci badanego osrodka na wynik pomiaru i z tego wzgledu nalezy kontrolowac równiez wilgotnosc osrodka wzorcowego. Szereg tak przeprowadzo¬ nych pomiarów umozliwia ustalenie szukanej zaleznosci pomiedzy wskazaniami gestosciomie¬ rza a ciezarem objetosciowym badanego osrod¬ ka. W wyniku przeprowadzonych pomiarów otrzymuje sie krzywa cechowania, a dla osrod¬ ków róznych mineralogicznie Jub o zmiennej w duzych przedzialach, wilgotnosci otrzymuje sie rodzine krzywych cechowania.Pomiar terenowy przeprowadza sie gestoscio¬ mierzem wedlug wynalazku w ten sposób, ze ustawia sie gestosciomierz na powierzchni ba¬ danego osrodka i mierzy sie na rejestratorze czestosc zliczen czyli ilosc impulsów dochodza¬ cych z gestosciomierza w jednostce czasu, co jest wielkoscia proporcjonalna do natezenia pro¬ mieniowania. Liczba zarejestrowanych impul¬ sów nie powinna byc wieksza od 104, z czego wynika czas pomiaru, wynoszacy zaleznie od ciezaru objetosciowego osrodka okolo 5 minut.Otrzymana czestosc zliczen interpretuje sie na ciezar objetosciowy za pomoca krzywej cecho¬ wania.W celu wyeliminowania bledów wynikajacych z ewentualnych zmian parametrów aparatury, jak na przyklad zmiany wartosci ukladu elek¬ tronowego czy aktywnosci zródla 2, nalezy przed i po kazdym pomiarze terenowym przeprowa¬ dzic pomiar kontrolny czyli standaryzujacy przy uzyciu do tego celu zródla kontrolnego 9. Po¬ miar kontrolny przeprowadza sie po umieszcze¬ niu gestosciomierza w kasecie.Ostatecznym wynikiem pomiaru radiometry¬ cznym gestosciomierzem powierzchniowym we¬ dlug wynalazku jest sredni ciezar objetosciowy osrodka zalegajacego na glebokosc do 20 cm pod powierzchnia. Dokladnosc pomiaru ciezaru obje¬ tosciowego wynosi okolo ± 0,03 G/cm3.Radiometryczny gestosciomierz powierzchnio¬ wy wedlug wynalazku jest prosty w obsludze i kazdy pomiar moze byc wykonany w ciagu 3 — 5 minut przez jedna osobe.Gestosciomierz moze znalesc szczególne zasto¬ sowanie w geologii inzynierskiej i w budowni¬ ctwie ladowym, gdzie czesto zachodzi potrzeba szybkiej biezacej kontroli stopnia zageszczania gruntu podczas wykonywania róznych robót ziemnych jak tez przy budowie nawierzchni dróg, lotnisk i innych, — 2 — PL