Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 05.05.1973.Opis patentowy opublikowano: 28.02.1975 73340 KI. 421,3/09 MKP GOln 23/02 Twórcy wynalazku: Rudolf Burek, Leszek Jardel Uprawniony z patentu tymczasowego: Centralny Osrodek Badawczo- Projektowy Wzbogacania i Utyli¬ zacji Kopalin „Separator", Kato¬ wice (Polska) <- ; Radiometryczny sposób ciaglego pomiaru wartosci sredniego wazonego stezenia wybranych skladników chemicznych w mieszaninie Przedmiotem wynalazku jest radiometryczny sposób ciaglego pomiaru wartosci sredniego wa- zonegp stezenia wybranych skladników chemi¬ cznych w mieszaninie.Suibsitancija znajdujaca sie iw strudze ma zmien¬ ne natezenie przeplywu i zmienne stezenie mierzo¬ nego skladnika chemicznego. Jesli ze strugi pobie¬ ra sie próbke o stalej masie, wtedy otrzymuje sie ciag stezen wyznaczonych z kazdej próbki. Srednia wartosc stezenia skladnika obliczona na podstawie tych pomiarów jest rózna od sredniego stezenia w strudze. Jest to spowodowane zmiennoscia nate¬ zenia przeplywu masy. Wartosc wazona sredniego stezenia skladników w sitrudize uzyskuje sie wtedy, jesli kazdej wartosci stezenia wyznaczy sie równiez odpowiadajaca jej mase. Srednia wazona oblicza sie ze wzoru Smj . Aj A = Smj i Dotychczas znane radiometryczne sposoby po¬ miaru stezenia wybranego skladnika chemicznego mieszaniny o dowolnym uksztaltowaniu bazowaly na zastosowaniu dwóch wiazek promieniowania o róznych energiach kwantów. W sposobach tych stosuje sie jedna pare wiazek a wartosc chwilowych natezen promieniowania kwantów o róznych ener¬ giach przetwarza sie analogowo. Tak otrzymana wartosc jest srednia, ale tylko z mierzonego ele¬ mentu strugi.Wynik taki jest obarczony bledem zwiazanym ze zmiennoscia masy, poniewaz masa elementu nis jest proporcjonalna do masy sitrugi, jak równiez nie uwzglednia zmiennosci stezenia skladnika 5 w poprzek strugi. Ponadto stosowanie wiazek sze¬ rokich inieiskoliimowanyich roie dalje jednoznacznego wyniku, poniewaz udzial promieniowania rozpro¬ szonego jest duzy a jego natezenie zalezy od wars¬ twowego rozkladu stezenia substancji. Znane i sto¬ lo sowane dotychczas sposoby pomiaru stezenia skla¬ dników mieszaniny wymagaly zlozonych i drogich urzadzen pobierajacych próbki proporcjonalne do masy strugi. Uzyskane tymi sposobami war¬ tosci stezenia byly jednynie srednia arytmetyczna 15 a nie srednia wazona, rózniaca sie znacznie od prawdziwej wartosci stezenia badanego skladnika w mierzonej masie strugi.Celem wynalazku jest unikniecie wymienionych powyzej wad przez opracowanie ciaglego radiome- 20 trycznego sposobu pomiaru war/tosci sredniego wa¬ zonego stezenia wybranych skladników chemi¬ cznych lub grupy skladników w mieszaninie sub¬ stancji znajdujacych sie w strudze o dowolnym ks/ztalcie i dowolnej masie poruszajacej sie w ciagu 25 technologicznym.Cel ten zostal osiagniety przez poddanie rucho¬ mej strugi badanego materialu przeswietleniu w przekroju poprzecznym, dowolna iloscia skolimo- wanych wiazek promieniowania o jednakowej iub 30 róznej energii kwantów. 73 34073 3 Jednoczesnie w innym poprzecznym do ruchu struga przekroju przeswietla sie Sjtruge ta sama iloscia skoltaowanych wiazek promieniowania.Obydwie wiazki sa dobrane i rozmieszczone tak, aby wiazki jednelj pary znajdujace sie w dwóch róznych pnzejkrojach poprzecznych mialy rózna energie kwanitów i przeswietlaly struge we wspól¬ nym podluznym przekroju, w zwiazku z czym warsftiwy przez nie wyznaczone nie przecinaja sie wzajemnie. Natezenie promieniowania wiazek po przejsciu przez struge badanego materialu mierzy sie za pomoca liczników umieszczonych nad koli- matorami. W czasie pomiaru sumuje sie oddzielnie wskazania liczników kazdego rodzaju promienio¬ wania. Srednia wazona wartosc stezenia oznaczo¬ nego skladnika mieszaniny odczytuje sie z nomo- gramu wzorcowego.Odmiana tego sposobu polega na tym, ze skoli- mowane wiazki promdeniiawainiia wyisioiko- i niisko- energeftycznego pokrywaja sie a rozdzial naltezen wedlug energii odbywa sie w sondzie detekcyjnej.Najwazniejszymi korzysciami wynikajacymi ze sposobu wedlug wynalazku sa mozliwosc pomiaru rzeczywistej wartosci sredniego wazonego stezenia skladników mieszaniny oraz ciaglosc pomiaru. Po¬ miar w kilku miejscach przekroju strugi niweluje wplyw niejednorodnosci ksztaltu, rozmieszczenia badanego skladnika wewnatrz materialu i zmien¬ nosci przeplywu masy w strudze.Dokladnosc pomiarów sposobem wedlug wyna¬ lazku zapewnia sie przez zastosowanie najnowo- czesniejiszych urzadzen pomiarowyeh. Przez pro¬ wadzenie pomiaru w sposób ciagly zmniejsza sie blad powstajacy w wyniku pobierania prób. Spo¬ sób pomiaru nadaje sie do zautomatyzowania.Wynalazek w przykladowym wykonaniu jest przedsitatwiony na rysunku, na którym fig. 1 ilu¬ struje zasade pomiaru wedlug wynalazku a fig. 2 przedstawia nomogram do okreslenia zawartosci popiolu w weglu kamiennym.Na poruszajacej sie z pewna predkoscia V ta¬ smie przenosnika znajduje siesitruga wegla. Wycho¬ dzace z kolimowanych zródel 1 waskie wiazki promieniowania przechodza przez badany material strugi w plrzekroju, po czym natezenia ich sa rejestrowane przez zespoly liczników 2. W równo¬ leglym do przekroju pierwotnego przekroju dru¬ gim, oddalonym o dowolnie maly odcinek, dziala drugi zespól liczników 4 i kolimowanych zródel 3 rozmieszczonych tak, zeby wiazki promieniowania przeswietlaly te same podluzne odcinki strugi, co wiazki dzialajace w przekroju pierwotnym. Kazda para wiazek przecinajacych te same odcinki po¬ dluzne strugi ma jedna wiajzfce promieni o energii nizszej niz wiazka promieni w drugim przekroju.Wskazania liczników kazdego rodzaju jednoenerge- tycznego pranieniowantia sa sumowane w usltalo- nym czasie pomiaru. Po zakonczeniu pomiaru od¬ czytuje sie wartosc Nx dla nislkoenergetycznego i wartosc N2 dla wyzszego energetycznie promie¬ niowania, po czym z nomogramu N± = fl(N2) przed- 340 4 stawionego na fig. 2 odczytuje sie stezenie skla- . dnika, którym w przytoczonym przykladzie jest zawartosc popiolu A w weglu.Wykres taki otrzymuje sie w wyniku cechowania 5 ukladu pomiarowego za pomoca wzorcowych pró¬ bek o znanym stezeniu i znanej, ale róznej masie badanego skladnika.Na fig. 2 osia odcietych jest wzgledna wartosc natezenia promieniowania o energii okolo 660 keV 10 a osia rzednych wzglejdlna wartosc natezenia pro¬ mieniowania ó energii okolo 60 keV. Krzywe te zaleza od parametru A, którym jest oznaczona za¬ wartosc popiolu w weglu. Ilosc krzywych para¬ metrycznych moze byc dowolnie duza, zaleznie od 15 zakresu pomiarowego i wymaganej dokladnosci odczyttu. Zawartosc popiolu znajduje sie przez od¬ czyt parametru krzywej o wspólrzednych Nj i N2.Jesl punkjty o wspólrzednych NA i N2 nie leza na zadnej krzywej uzywanego nomogramu, wówczas 20 wartosc parametru krzywej znajduje sie metoda interpolacji parametrów sasiednich krzywych.Odmiana tego sposobu polega na tym, ze skoli- mowane wiazki promieniowania wysoko- i nisko- energetycznego pokrywaja sie a rozdzial natezen 25 wedlug energii odbywa sie w sondzie detekcyjnej.Sposób wedlug wynalazku moze sluzyc do cia¬ glych pomiarów srednich wazonych stezen róz¬ nych skladników róznyich mieszanin np. siarki w weglu, zelaza w lupkach, popiolu w weglu itp. 30 PL