RU2606414C1 - Method of monitoring and control over construction materials radiometric parameters - Google Patents
Method of monitoring and control over construction materials radiometric parameters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606414C1 RU2606414C1 RU2016121904A RU2016121904A RU2606414C1 RU 2606414 C1 RU2606414 C1 RU 2606414C1 RU 2016121904 A RU2016121904 A RU 2016121904A RU 2016121904 A RU2016121904 A RU 2016121904A RU 2606414 C1 RU2606414 C1 RU 2606414C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- component
- activity
- control
- specific
- monitoring
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
- B03B7/00—Combinations of wet processes or apparatus with other processes or apparatus, e.g. for dressing ores or garbage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
- B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
- B03B9/06—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for refuse
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к регулирующим и управляющим системам общего назначения, а более конкретно к производству разнообразных строительных материалов с использованием техногенных отходов промышленности и энергетики, и может быть использовано на предприятиях стройиндустрии для контроля основных радиоактивных нуклидов природного происхождения, содержащихся в строительных материалах и техногенных отходах.The invention relates to regulatory and control systems for general purposes, and more specifically to the production of a variety of building materials using industrial and industrial wastes, and can be used at construction enterprises to control the main radioactive nuclides of natural origin contained in building materials and industrial wastes.
Как известно, основную часть облучения население получает от естественных источников радиации, которые создают более 80% годовой эффективной эквивалентной дозы. Основные радионуклиды, встречающиеся в горных породах, являющихся главными источниками строительных материалов - радий (радиоактивен, наиболее устойчив нуклид 226Ra), торий (наиболее стабильный изотоп - 232Th), а также калий (бета-активный изотоп 40К), гамма-излучение которых определяет внешнее облучение населения. Нормами радиационной безопасности установлены требования к ограничению природного облучения населения. В соответствии с ними все строительные материалы, добываемые на месторождениях или являющиеся побочными продуктами или отходами промышленности, по эффективной удельной активности (Аэфф) разделены на классы.As you know, the bulk of the exposure the population receives from natural sources of radiation, which create more than 80% of the annual effective equivalent dose. The main radionuclides found in rocks that are the main sources of building materials are radium (radioactive, the most stable nuclide 226 Ra), thorium (the most stable isotope - 232 Th), as well as potassium (beta-active isotope 40 K), gamma radiation which determines the external exposure of the population. The radiation safety standards set requirements for limiting the natural exposure of the population. In accordance with them, all building materials mined in the fields or which are by-products or industrial wastes are divided into classes according to the effective specific activity (A eff ).
В настоящее время радиометрические исследования составных компонентов строительных материалов проводятся, в основном, или лабораторными методами, или на стадии добычи (получения) исходного сырья (руды, грунта и т.д.).Currently, radiometric studies of the constituent components of building materials are carried out, mainly, either by laboratory methods, or at the stage of extraction (receipt) of raw materials (ore, soil, etc.).
Так, из уровня техники (см. US 4365719, опубл. 28.12.1982) известны способ и устройство для сортировки радиоактивной руды, где падающая руда проходит множество детекторов излучения, расположенных в линию вдоль траектории ее падения. Размер и количество детекторов определяется различными параметрами и зависит от условий эксплуатации.So, from the prior art (see US 4365719, publ. 12/28/1982) there is a known method and device for sorting radioactive ore, where the incident ore passes many radiation detectors located in a line along the path of its fall. The size and number of detectors is determined by various parameters and depends on the operating conditions.
Основным недостатком данного технического решения является «оторванность» от конечного производства и сложная система учета материалов с различными характеристиками.The main disadvantage of this technical solution is the "isolation" from the final production and a complex material accounting system with various characteristics.
Также из уровня техники (см. SU 1049095, опубл. 23.10.1983) известна система автоматического управления качеством сыпучих материалов, имеющая достаточно сложное техническое воплощение и, самое главное, не позволяющая контролировать радиометрические показатели, как исходных компонентов, так и готовой продукции.Also, from the prior art (see SU 1049095, publ. 23.10.1983), a system for the automatic control of the quality of bulk materials is known, which has a rather complicated technical embodiment and, most importantly, does not allow controlling the radiometric parameters of both the initial components and the finished product.
Наиболее близким можно считать техническое решение, раскрытое в патенте RU 2138339, опубл. 27.09.1999, которое предполагает производство строительных материалов с использованием техногенных отходов промышленности и энергетики (в частности, с использованием золы-уноса от сжигания углей) и предусматривает предварительную радиометрическую обработку исходного техногенного компонента.The closest can be considered the technical solution disclosed in patent RU 2138339, publ. 09/27/1999, which involves the production of building materials using industrial wastes from industry and energy (in particular, using fly ash from coal combustion) and provides for preliminary radiometric processing of the initial technogenic component.
К недостаткам прототипа можно отнести технологическую сложность и длительность обработки техногенного компонента, а также отсутствие контроля качества конечного продукта и невозможность корректировать его радиометрические характеристики.The disadvantages of the prototype include the technological complexity and processing time of the technogenic component, as well as the lack of quality control of the final product and the inability to adjust its radiometric characteristics.
Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение автоматического управления производством строительных материалов с заданными характеристиками по удельной эффективной активности, улучшение качества строительных материалов за счет применения техногенных отходов промышленности и энергетики с одновременным уменьшением негативного восприятия населением информации о том, что при производстве строительных материалов применяются техногенные отходы, а также сокращение потребления цемента за счет использования (от частичного до полного) в качестве минерального вяжущего золы уноса угольных электростанций.The objective of the proposed technical solution is to ensure automatic control of the production of building materials with specified characteristics for specific effective activity, improving the quality of building materials through the use of industrial and industrial wastes, while reducing the negative perception by the population of the information that industrial wastes are used in the production of building materials, as well as reducing cement consumption through use (from frequent egg to full) as a mineral astringent fly ash of coal-fired power plants.
Технический результат, получаемый при решении поставленной технической задачи, выражается в повышении эффективности контроля эффективной удельной активности готовой продукции (строительных материалов).The technical result obtained by solving the technical problem is expressed in increasing the efficiency of monitoring the effective specific activity of the finished product (building materials).
Заявляемый технический результат достигается предлагаемым способом контроля и управления радиометрическими параметрами строительных материалов, получаемых из нескольких компонентов, содержащим операции:The claimed technical result is achieved by the proposed method for monitoring and controlling the radiometric parameters of building materials obtained from several components containing operations:
- непрерывного измерения количественного содержания радиоактивных нуклидов природного происхождения в каждом компоненте и определения эффективной удельной активности каждого компонента,- continuous measurement of the quantitative content of radioactive nuclides of natural origin in each component and determine the effective specific activity of each component,
- передачи полученных результатов измерений в блок управления и осуществления с учетом полученных результатов расчета весовых и/или объемных характеристик каждого компонента, при условии получения или непревышения заданной максимальной удельной эффективной активности конечного продукта,- transferring the obtained measurement results to the control and implementation unit, taking into account the obtained results of calculating the weight and / or volume characteristics of each component, provided that the specified maximum specific effective activity of the final product is obtained or not exceeded,
- передачи расчетных параметров и управляющих сигналов устройству дозирования компонентов,- transmitting the calculated parameters and control signals to the component dosing device,
- маркировки конечного продукта маркером, соответствующим реальному значению эффективной удельной активности конечного продукта, определенному по весовым и/или объемным характеристикам и значениям удельной эффективной активности каждого компонента.- labeling of the final product with a marker corresponding to the real value of the effective specific activity of the final product, determined by the weight and / or volume characteristics and the values of the specific effective activity of each component.
Предложенные операции способа и их последовательность позволяют повысить эффективность контроля радиометрических параметров готовой продукции. Непрерывное определение эффективной удельной активности каждого компонента и соответствующие расчеты, производимые непосредственно при производстве строительных материалов, а также мгновенное реагирование дозирующих устройств позволяют оперативно рассчитывать количественное или объемное содержание того или иного компонента, что позволяет получать готовую продукцию с наперед заданными характеристиками по эффективной удельной активности.The proposed method operations and their sequence can improve the effectiveness of the control of radiometric parameters of the finished product. The continuous determination of the effective specific activity of each component and the corresponding calculations made directly in the production of building materials, as well as the instant response of the metering devices, allow you to quickly calculate the quantitative or volume content of a component, which allows you to get finished products with predetermined characteristics for effective specific activity.
Ниже приведен один из оптимальных вариантов реализации предложенного технического решения, не являющийся, однако, единственно возможным.Below is one of the best options for implementing the proposed technical solution, which is not, however, the only possible one.
Следует отметить, что предлагаемый способ обеспечивает автоматическое управление производством строительных материалов с заданными характеристиками по удельной эффективной активности.It should be noted that the proposed method provides automatic control of the production of building materials with specified characteristics for specific effective activity.
Предлагаемый способ не заменяет и не отменяет необходимость проведения исследований строительных материалов и их компонентов в лабораторных условиях для определения их удельной эффективной активности и исключения случаев попадания компонентов/материалов с удельной эффективной активностью свыше 1500 Бк/кг на территорию предприятия по производству строительных материалов.The proposed method does not replace or replace the need to conduct research on building materials and their components in laboratory conditions to determine their specific effective activity and to exclude cases when components / materials with a specific effective activity of more than 1,500 Bq / kg enter the territory of a building materials production enterprise.
Предлагаемый способ служит для технологического контроля удельной эффективной активности сыпучих компонентов природного происхождения и техногенных строительных материалов (отходов промышленного производства и энергетики) и исключения возможности попадания материалов с высокой удельной эффективной активностью в изделия, предназначенные для жилищного строительства.The proposed method is used for technological control of the specific effective activity of bulk components of natural origin and industrial building materials (industrial wastes and energy) and eliminating the possibility of materials with high specific effective activity getting into products intended for housing construction.
Для реализации предлагаемого способа могут применяться любые известные и подходящие для конкретных условий средства контроля Аэфф природных (естественных) радионуклидов (ЕРН), например гамма-спектрометры и радиометры спектрометрического типа, включенные в Государственный реестр, имеющие необходимое метрологическое и методическое обеспечение.To implement the proposed method, any known and suitable for specific conditions means of monitoring A eff of natural (natural) radionuclides (EPH), for example, gamma spectrometers and spectrometric radiometers included in the State Register with the necessary metrological and methodological support, can be used.
Предлагаемый способ может быть реализован посредством технологической линии, оснащенной, в частности, бункерами-накопителями, дозаторами исходного сырья, конвейерами, весами, единой базой данных и системой управления, обеспечивающей обработку поступающих данных со средств контроля Аэфф, расчет необходимых весовых и/или объемных показателей отдельных компонентов, передачу управляющих сигналов на узлы загрузки, дозировки и транспортировки отдельных компонентов, а также на узел упаковки и маркировки готовой продукции.The proposed method can be implemented by means of a production line equipped, in particular, with storage bunkers, feedstock dispensers, conveyors, scales, a single database and a control system that provides processing of incoming data from control means A eff , calculation of the necessary weight and / or volume indicators of individual components, the transmission of control signals to the nodes of loading, dosing and transportation of individual components, as well as to the packaging and labeling unit of the finished product.
Применяемая радиометрическая аппаратура должна подвергаться обязательным государственным метрологическим испытаниям в соответствии с ГОСТ 8.326 и ГОСТ 8.513, подтверждаться свидетельством о государственной метрологической аттестации.The radiometric equipment used must undergo mandatory state metrological tests in accordance with GOST 8.326 and GOST 8.513, and be confirmed by a certificate of state metrological certification.
Основные этапы предлагаемого способа реализуются следующим образом.The main stages of the proposed method are implemented as follows.
Полученные радиометрической аппаратурой значения измерений удельной эффективной активности сыпучего материала передаются в систему управления. После анализа полученных данных и в соответствие с ранее введенным производственным заданием формируются управляющие команды:The measured values of the specific effective activity of bulk material obtained by radiometric equipment are transferred to the control system. After analyzing the received data and in accordance with the previously entered production task, control teams are formed:
- на дозировку этого/измеряемого компонента строительной смеси, имеющего замеренную удельную эффективную активность,- on the dosage of this / measured component of the building mixture having a measured specific effective activity,
- на дозировку следующего компонента строительной смеси, имеющего (по умолчанию) низкую удельную эффективную активность.- for the dosage of the next component of the building mixture having (by default) low specific effective activity.
При этом система управления по заранее известным параметрам, хранящимся в базе данных, рассчитывает вес каждого компонента (материала) и передает управляющие сигналы для электронных элементов системы для дозирования компонентов в такой пропорции: чтобы гарантированно получить строительные материалы с расчетной удельной эффективной активность ниже 370 Бк/кг.At the same time, the control system, according to previously known parameters stored in the database, calculates the weight of each component (material) and transmits control signals for the electronic elements of the system for dosing the components in such a proportion: in order to guarantee construction materials with a calculated specific effective activity below 370 Bq / kg
В случае если расчетная удельная эффективная активность строительного материала прогнозируется в пределах до 370 Бк/кг, то система управления не вводит ограничений на дальнейшее применение материала в технологическом процессе производства строительных материалов.If the calculated specific effective activity of the building material is predicted to be up to 370 Bq / kg, the control system does not introduce restrictions on the further use of the material in the technological process of production of building materials.
В случае, если расчетная удельная эффективная активность строительного материала прогнозируется в пределах более 370 Бк/кг, но менее 740 Бк/кг, система управления формирует управляющую команду для электронных компонентов системы на маркировку данной партии продукта маркерами, исключающими их отгрузку для жилищного строительства. В этом случае, система управления вводит задание на дальнейшее применение данной партии материала для производства строительных материалов второго класса (тротуарной и дорожной плитки, бордюрного камня и пр.) с применением на объектах дорожного строительства в пределах населенных пунктов и зон перспективной застройки, строительства производственных сооружений.If the calculated specific effective activity of the building material is predicted to be in the range of more than 370 Bq / kg, but less than 740 Bq / kg, the control system generates a control team for the electronic components of the system to mark this batch of product with markers that exclude their shipment for housing. In this case, the control system introduces a task for the further use of this batch of material for the production of second class building materials (paving and road tiles, curbs, etc.) with the use of road objects within populated areas and areas of long-term development, construction of industrial facilities .
В случае, если расчетная удельная эффективная активность строительного материала прогнозируется в пределах более 740 Бк/кг, но менее 1500 Бк/кг, система управления формирует управляющую команду для электронных компонентов системы на маркировку данной партии продукта маркерами, исключающими их отгрузку для жилищного и промышленного строительства. В этом случае, система управления вводит задание на дальнейшее применение данной партии материала для производства строительных материалов третьего класса (дорожно-строительных смесей) в грунтосмесительных установках с применением на объектах дорожного строительства вне населенных пунктов.If the calculated specific effective activity of the building material is predicted to be in the range of more than 740 Bq / kg, but less than 1,500 Bq / kg, the control system generates a control team for the electronic components of the system to mark this batch of product with markers, excluding their shipment for residential and industrial construction . In this case, the control system introduces a task for the further use of this batch of material for the production of third-class building materials (road-building mixtures) in soil mixing plants using at road construction sites outside settlements.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает автоматическое управления производством строительных материалов с заданными характеристиками по удельной эффективной активности и позволяет повысить эффективность контроля эффективной удельной активности готовой продукции (строительных материалов).Thus, the proposed technical solution provides automatic control of the production of building materials with specified characteristics for specific effective activity and improves the efficiency of monitoring the effective specific activity of finished products (building materials).
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016121904A RU2606414C1 (en) | 2016-06-02 | 2016-06-02 | Method of monitoring and control over construction materials radiometric parameters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016121904A RU2606414C1 (en) | 2016-06-02 | 2016-06-02 | Method of monitoring and control over construction materials radiometric parameters |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2606414C1 true RU2606414C1 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=58452855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016121904A RU2606414C1 (en) | 2016-06-02 | 2016-06-02 | Method of monitoring and control over construction materials radiometric parameters |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2606414C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4394907A (en) * | 1979-12-04 | 1983-07-26 | General Mining Union Corporation, Limited | Displacement error correction in sorting systems |
| RU2138339C1 (en) * | 1998-04-06 | 1999-09-27 | Омский государственный университет | Method of preparing coal-combustion fly ash for utilization in manufacture of building materials |
| RU2339463C1 (en) * | 2007-04-11 | 2008-11-27 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии | Method of automatic sorting of soils, contaminated with radioactive nuclides, and device for its realisation |
-
2016
- 2016-06-02 RU RU2016121904A patent/RU2606414C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4394907A (en) * | 1979-12-04 | 1983-07-26 | General Mining Union Corporation, Limited | Displacement error correction in sorting systems |
| RU2138339C1 (en) * | 1998-04-06 | 1999-09-27 | Омский государственный университет | Method of preparing coal-combustion fly ash for utilization in manufacture of building materials |
| RU2339463C1 (en) * | 2007-04-11 | 2008-11-27 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии | Method of automatic sorting of soils, contaminated with radioactive nuclides, and device for its realisation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Durusoy et al. | Determination of radioactivity concentrations in soil samples and dose assessment for Rize Province, Turkey | |
| Baykara et al. | Assessments of natural radioactivity and radiological hazards in construction materials used in Elazig, Turkey | |
| Akkurt et al. | Radiation dose estimation: an in vitro measurement for Isparta-Turkey | |
| Lu et al. | Determination of natural radioactivity and associated radiation hazard in building materials used in Weinan, China | |
| Papaefthymiou et al. | Natural radioactivity and associated radiation hazards in building materials used in Peloponnese, Greece | |
| Mohammed et al. | Natural radioactivity in soil and water from Likuyu village in the neighborhood of Mkuju uranium deposit | |
| Gezer et al. | Natural radionuclide content of disposed phosphogypsum as TENORM produced from phosphorus fertilizer industry in Turkey | |
| Agbalagba et al. | Comparative assessment of natural radionuclide content of cement brands used within Nigeria and some countries in the world | |
| Gören et al. | Environmental evaluation of natural radioactivity in soil near a lignite-burning power plant in Turkey | |
| Khan et al. | Norm and associated radiation hazards in bricks fabricated in various localities of the North-West Frontier Province (Pakistan) | |
| Vukanac et al. | A comparison of alpha-particle and gamma-ray spectrometry methods for determination of 235U, 238U and 226Ra activity concentration in samples of coal, slag and fly-ash | |
| dos Santos Júnior et al. | Measurement of natural radioactivity and radium equivalent activity for pottery making clay samples in Paraíba and Rio Grande do Norte–Brazil | |
| Judge et al. | Radionuclide metrology research for nuclear site decommissioning | |
| Đurašević et al. | Natural radioactivity in lignite samples from open pit mines “Kolubara”, Serbia–risk assessment | |
| Gong et al. | Minimum detectable activity for NaI (Tl) airborne γ-ray spectrometry based on Monte Carlo simulation | |
| Calin et al. | Chemical characterization and radiation exposure from the natural radioactivity in Romanian building materials | |
| RU2606414C1 (en) | Method of monitoring and control over construction materials radiometric parameters | |
| Sankaran Pillai et al. | Radioactivity in building materials and assessment of risk of human exposure in the Tiruchirappalli District of Tamil Nadu, India | |
| Kasumović et al. | Natural radioactivity in some building materials and assessment of the associated radiation hazards | |
| Turhan et al. | Assessment of the radiological impacts of utilizing coal combustion fly ash as main constituent in the production of cement | |
| Oladunjoye et al. | Assessment of Radiation Hazard Indices Caused by Naturally Occurring Radionuclides in Granite Samples from Selected Quarry Site in Kano State, Northwest Nigeria | |
| CN110412643B (en) | Design method of composite element model of main standard device for aviation radioactivity measurement | |
| Todorović et al. | Assessment of radiological significance of building materials and residues | |
| Mohapatra et al. | On the radiological assessment of natural and fallout radioactivity in a natural high background radiation area at Odisha, India | |
| Vukanac et al. | Preparation and validation of laboratory radioactive standards for experimental calibration in gamma ray spectrometry |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20171018 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200603 |