RU1823925C - Способ градуировки радиометрических золомеров дл вагонов - Google Patents

Abstract

Использование: в радиометрическом контроле. Сущность изобретени : изготавливают стандартные образцы зольности угл , измер ют интенсивности излучени  этих образцов и определ ют коэффициенты гра- дуировочного уравнени , размеры рабочей поверхности стандартных образцов равные или большие размеров рабочей поверхности детектора излучени , коэффициенты градуировочного уравнени  корректируют, провод  измерение скорости счета детектора при его экранировании в геометрии 4 ли 2  , приведены корректировочные соотношени . 1 пр.

Description

Изобретение относитс  к области радиометрического контрол  зольности по естественной радиоактивности угл .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности градуировки.

Сущность изобретени  заключаетс  в следующем. Детектор излучени  выполнен на основе кристалла Nal (TI) с двум  фотоумножител ми ФЭУ-85 и экранирован свинцовым экраном по образующей поверхности кристалла в геометрии 2л. При отсутствии в зоне измерени  детектора материала, детектор регистрирует некоторый фоновый сигнал Пф. При наличии в зоне измерени  вагона с углем, сигнал детектора может быть как ниже фонового сигнала так и превышать его. Происходит это по следующей причине. Уголь состоит из органических и минеральных компонентов, причем минеральна  часть угл  содержит микропримеси радиоактивных элементов - урана, ради , тори , кали . Следовательно, чем больше зольность угл  (процентное содержание минеральных примесей) тем выше его удельна  радиоактивность. Если в зоне

измерени  детектора будет низкозольный уголь с малой удельной радиоактивностью, то он будет в основном экранировать фоновое излучение, а добавка сигнала от угл  будет незначительной и суммарный сигнал будет ниже фонового. Дл  высокозольного угл  вклад собственно излучени  может превышать ослабление фонового излучени  и суммарный регистрируемый сигнал будет еыше фонового. Таким образом в первом приближении между сигналом (скоростью счета) детектора и зольностью существует линейна  св зь вида:

п По + SAd

где Пи - сигнал детектора 1ри наличии в зоне измерени  чистого угл  с зольностью Ad 0 (нулевой член уравнени  прибора);

S - чувствительность прибора, зависит от удельной радиоактивности пород, определ ющих зольность.

Значени  п0иЗ при прочих равных услови х завис т от размеров зоны измерени  т.е. объема и формы контролируемого угл . Гак дл  вагонрв линейные размеры которгх много больше толщины сло  насыщени  ма (Л

териала величина п0 - минимальна и представл ет остаточную скорость счета Пост. Физически ее можно получить измерив сигнал детектора, заэкранировав его рабочую поверхность достаточно толстым слоем свинца. Величина п0ст определ етс  собственным свечением кристалла детектора, темновыми шумами ФЭУ и т.п. В этом случае чувствительность S - максимальна. Дл  стандартных образцов зольности угл  конечных размеров, например сравнимых с размером детектора и толщиной сло  насыщени  величина По Пост, т.к. часть фонового излучени  не поглощаетс  в пробе и попадает на детектор. Зависимости n(Ad) дл  вагонов и дл  стандартных образцов зольности угл  конечных размеров пересекаютс  в некоторой точке (Афй, Пф), которой соответствует уровень сигнала равный фоновому и некоторое значение зольности . Действительно, если на чистом угле сигнал ниже фонового, а на чистой породе - выше, то всегда существует некотора  зольность угл  - , при которой сигнал детектора равен фоновому сигналу. Это означает, что уголь.с заданной зольностью в равной степени поглощает фоновое излучение и сам излучает, т.е. он как бы прозрачен дл  фона. Следовательно не зависимо оч размеров пробы она не вли ет на уровень сигнала и линии зависимости n(Ad) дл  вагонов и стандартных образцов угл  (наклон которых определ етс  размерами проб) должны пересечьс  в т. (Афс1, Пф).

Если даны два стандартных образца небольших размеров с зольност ми Ai A2d, то коэффициенты уравнени  прибора дл  стандартных образцов

п - Пос + ScAd

получим по значени м щ и П2 измеренных сигналов

Sc

П2- П1 Щ А2 d Ai d П2

Aa-Ai ПосA2-Ai

Соответствующее значение Аф дл  даного типа углей будет

Афч, п :п° ;

ос

Параметры уравнени  прибора дл  вагонов п - Пост + SAd могут быть определены по значению измеренной остаточной скорости счета детектора Пост (Ad 0) и точке (Аф и пф)-через которые проходит эта лини .

с Лф - Прет Q Пф Прет

. Н °С ПЖ.-П-Аф

Пф Пос

Дл  градуировочных коэффициентов прибора ai и а0 определ ющих зольность по значению сигнала

Ad am - а0 получим дл  стандартных образцов

1

Пос -ж- ; дл  вагонов

Ьс

10

aib 1 - 1

S Пф - Пост S

Пф

ai

Эрст

aic

Пф - Пост

Пост Зов -о- Э1Ь Пост.

При проведении градуировки радиометрического золомера в соответствии с изобретением точность градуировки повышаетс  так как стандартные образцы аттестуютс , а измерение величин Пф и пост может быть

проведено с любой заданной точностью.

Проверка способа градуировки приборов дл  контрол  зольности угл  в вагонах. Радиометрический прибор дл  контрол  зольности угл  в вагонах конструктивно

состоит из двух блоков: блок детектора излучени  и электронно-вычислительных блоков .

Блок детектора излучени  выполнен на основе сцинтилл ционного кристалла Nal

) размерами 160 х 100 на который установлены фотоумножители типа ФЭУ-8. Все поверхности кристалла за исключений мест сочленени  с фотоумножител ми и рабочей поверхностью кристалла экранированы листовым свинцом толщиной 10 мм.

Электронно-вычислительный блок на основе однокристальной микроЭВМ КМ1816-РВЕ-035 снабжен программными переключател ми ПП-10 дл  набора градуировочных коэффициентов и 3-х разр дным индикаторным устройством на светодиодных знаковых индикаторах типа АЛ С. Электронно-вычислительный блок обеспечивает два режима работы: режим работы дл  контрол  зольности угл  в вагонах и сервисный режим работы дл  измерени  скорости счета детектора излучени . Проверка способа градуировки зольности угл  в вагонах и производилась следующим образом. Были изготовлены стандартные образцы зольности

угл  (Ad - 5%) и породы (Ad - 86.5%). Образцы аттестованы и утверждены в качестве стандартных образцов предпри ти  (СОП). Образцы представл ют цилиндрические кюветы диаметром 200 мм и высотой

180 мм. В кюветы засыпаны аттестованный по зольности материал. Материал герметизирован в кюветах с помощью алюминиевых крышек с резиновыми прокладками.

Масса образцов составл ет соответственно 6174 г и 9750 г.

Измерена остаточна  фонова  скорость счета детектора излучени  путем наложени  на его рабочую поверхность сло  свинца толщиной 40 мм. т.е. при экранировании детектора в геометрии 4  .

пост 241,8

Детектор излучени  установлен над пустым вагоном и произведено измерение фоновой скорости счета детектора излучени  при экранировании детектора в геометрии 2л

пф 704.7 с 1

На детектор излучени  установлен стандартный образец угл  и произведено измерение его скорости счета.

щ 552,

На детектор излучени  установпен стандартный образец породы и произведено измерение скорости счета детектора излучени .

П2 779,9 с

Определена чупствительность метода измерени  зольности на стандартных образцах .

-1

Sc

П2- ГЦ

А2 ° - Ai 2,79 с 1 /%.

779.9-552,5 d86,5-5.0

Определен нулевой член уравнени  прибора.

Лос

552,5 +779,9

-2,79

5+86,5

704.7

193.0 0,358

704,7-241,8

;165,6 462,9

0,128

, а00 0,128.241.8 31,0.

Проверка правильности полученных градуировочных коэффициентов осуществл лась следующим образом.

На программных переключател х электронно-вычислительного блока установлены полученные градуировочные коэффициенты. Поставлен погон с низкозольным углем.

Детектор излучени  прибора установлен на поверхность угл . Проведено измерение зольности углл Ad 13,8. Поставлен вагон с высокозольным углем и проведено измерение его зольности Ad 52,7. От каждого вагона отобраны пробы в соответствии с ГОСТ 10742-71 и выполнен анализ их зольности в соответствии с ГОСТ 11022-78. Получены следующие значени  дл  низкозольной пробы А 13,3%, дл  высо- коэольной пробы А 53,1%. Расхождени  между пробами соответствуют ГОСТ 110578 .

Способ по сравнению со способом градуировки , выбранным в качестве прототипа нар ду с повышением точности позвол ет существенно упростить технологии градуировки прибора дл  измерени  зольности угл  в вагонах, снизив массу стандартного образца на 3-4 пор дка, упростить аттестацию образца.

Формул а изобретен и  

Таким образом уравнение прибора на стандартных образцах следующее

п 538,6 +2,79 Ad

Определены градуировочные коэффициенты на стандартных образцах,

Эк

1

0.358

2.79 аос 0.358538,.0

Уравнение дл  определени  зольности угл  в стандартных образцах следующее:

Ad 0.35G-n-193,0

Определены градуировочные коэффициенты дл  контрол  зольности угл  в оаго- нах

Способ градуировки радиометрических золомеров дл  вагонов, включающий изготовление стандартных образцов зольности угл , измерение интенсивностей излучени  этих образцов и определение по полученным данным коэффициентов а0с и aic граду- ировочного уравнени , отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности градуировки, стандартные образцы изготавливают с размерами рабочей поверхности , равными или большими размеров рабочей поверхности детектора излучени ,

дополнительно измер ют скорости счета детектора при его экранировании в геометрии 4   и 2 и корректируют коэффициенты Э1в ii а0ц градуироиочного уравнени  в соответствии с соотношени ми

ПА - а°стгДе ПФ скорости счета детектора при его

Ф aicэкранировании в геометрии 2  ;

Пф - Пост Пост - скорость счета детектора при его

Зов 81в Пост,экранировании в геометрии 4  .