SU1556328A1 - Neutron humidity meter - Google Patents
Neutron humidity meter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1556328A1 SU1556328A1 SU884447526A SU4447526A SU1556328A1 SU 1556328 A1 SU1556328 A1 SU 1556328A1 SU 884447526 A SU884447526 A SU 884447526A SU 4447526 A SU4447526 A SU 4447526A SU 1556328 A1 SU1556328 A1 SU 1556328A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- gamma
- collimator
- cylinder
- source
- sensor
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение, относитс к радио- изотопному приборостроению, в частности к нейтронным влагомерам сыпучих материалов, примен емым, например , в черной металлургии. Цель изобретени - повышение точности измерени влажности. Нейтронный влагомер содержит датчик,контрольно-калибровочное устройство и устройство обработки и управлени . Датчик содержит ; корпус с биологической зачитой, внутри которой расположена подвижна каретка с установленными на ней источником быстрых и детекторами медленных нейтронов. Кроме того, в датчик введены источник гамма-излучени и детектор рассе нного гамма-излучени . Источник гамма-излучени помещен в коллиматор, выполненный в виде двух концентрически расположенных цилиндров из свинца. Внешний цилиндр имеет в направлении нормали к поверхности материала коллимационное отверстие, выполненное в виде щели, внутренний цилиндр снабжен приводом дл вращени и имеет на боковой поверхности равномерно расположенные целевые прорези, перпендикул рные направлению вращени цилиндра. Детектор рассе нных гамма-квантов св зан с устройством обработки и управлени и снабжен коллиматором в виде щели, параллельной щелевым прррез м внутреннего цилиндра коллиматора источника гамма.-из л учени , направлен- ным под углом к поверхности материала , 2 ил (Л CZ ел Сл О оо. N3 00The invention relates to radioisotope instrumentation, in particular to neutron moisture meters for bulk materials, used, for example, in ferrous metallurgy. The purpose of the invention is to improve the accuracy of moisture measurement. The neutron moisture meter contains a sensor, a control calibration device, and a processing and control device. Sensor contains; a body with a biological readout, inside of which there is a movable carriage with a source of fast sources and detectors of slow neutrons installed on it. In addition, a gamma-ray source and a scattered gamma-ray detector are introduced into the sensor. The gamma-ray source is placed in a collimator made in the form of two concentrically arranged cylinders made of lead. The outer cylinder has a collimation hole made in the form of a slit in the direction normal to the material surface, the inner cylinder is equipped with a drive for rotation and has uniformly spaced target slots on the side surface perpendicular to the direction of rotation of the cylinder. The detector of scattered gamma-quanta is connected with the processing and control device and is equipped with a collimator in the form of a slit parallel to the slit protrude of the internal cylinder of the source collimator gamma. С О О о. N3 00
Description
Иэобретение относитс к радиоизотопному приборостроению, в частности к нейтронным влагомерам сыпучих материалов , примен емым, например, в черной металлургии.The invention relates to radioisotope instrumentation, in particular to neutron moisture meters for bulk materials, used, for example, in ferrous metallurgy.
Целью, изобретени вл етс повышение точности измерени влажности.The purpose of the invention is to improve the accuracy of moisture measurement.
На фиг.-l изображен нейтронный влагомер в аксонометрии; на $мг,2 - раз- иез А-А ча Лиг.I„Fig. -L shows a neutron moisture meter in axonometry; on $ mg, 2 - razheyaz Aa cha Lig.I „
Нейтронный влагомер содержит датчик 1, контрольно-калибровочное устройство 2 и устройство 3 обработки и управлени . Датчик 1 содержит корпус 4 с биологической защитой 5, внутри которой расположены подвижна каретка 6 с установленными на ней источником 7 быстрых и детекторами 8 медленных нейтронов, снабженна приводом 9 дл перемещени из датчика 1 в контрольно-калибровочное уст3 ,1556328The neutron moisture meter contains sensor 1, control and calibration device 2, and processing and control device 3. Sensor 1 contains a housing 4 with biological protection 5, inside which there is a movable carriage 6 with 7 fast sources and slow neutrons detectors 8 mounted on it, equipped with a drive 9 for moving from sensor 1 to the calibration equipment 3, 1556328
ройство 2 и обратно, источник 10 гамма-излучени и детектор II рассе нных гамма-квантов. Источник 10 гамма-излучени помещен в коллиматор 12 выполненный в виде двух концентрически расположенных цилиндров из свинца , причем внутренний цилиндр снаб- / жен приводом 13 дл вращени , котоустройства 3 обработки и управлени включаетс привод 13 вращени внутреннего цилиндра 19 коллиматора 12 источника 10 гамма-излучени . Плоский пучок гамма-квантов от источника 10 гамма-излучени , формируемый щелевой прорезью 21 на боковой поверхности внутреннего цилиндра 19, при врарый , в свою очередь, снабжен датчиком ,0 щении последнего сканирует по поверх1А угла поворота цилиндра. Датчик 1 влагомера, механически св занный с контрольно-калибровочным устройством 2, располагаетс над конвейером 15 с контролируемым материалом 16.Элект- рическа св зь между элементами датчика 1 и устройством 3 обработки и управлени осуществл етс посредством кабел 17Solution 2 and vice versa, a source of 10 gamma rays and a detector II of scattered gamma rays. The gamma-ray source 10 is placed in a collimator 12 made in the form of two concentrically arranged cylinders made of lead, and the inner cylinder is equipped with a drive 13 for rotation, the processing and control unit 3 includes a drive 13 for rotating the inner cylinder 19 of the collimator 12 of the source 10 gamma radiation . A flat gamma-ray beam from the gamma-ray source 10, formed by a slit slot 21 on the side surface of the inner cylinder 19, is in turn equipped with a sensor, and the latter scans over the angle of rotation of the cylinder. The sensor 1 of the moisture meter, mechanically connected with the control and calibration device 2, is located above the conveyor 15 with the material being monitored 16. The electrical connection between the elements of the sensor 1 and the device 3 of processing and control is carried out by means of a cable 17
Коллиматор 12 содержит внещи й 18 20 и внутренний 19 цилиндры (фиг, 2), Внешний цилиндр 18 имеет коллимационное отверстие 20 с углом раскрыва d в плоскости основани цилиндра. Внутренний цилиндр 19 имеет щелевые25 прорези 21, равномерно-размещенные по окружности цилиндра. Детектор 11 рассе нных гамма-квантов снабжен коллиматором 22, выполненным в виде щелевой прорези, и направлен под углом j3 к поверхности исследуемого материала .Collimator 12 has external cylinders 18 20 and internal cylinders 19 (FIG. 2). External cylinder 18 has a collimation hole 20 with an opening angle d in the plane of the base of the cylinder. The inner cylinder 19 has slotted 25 slots 21 uniformly placed around the circumference of the cylinder. The detector 11 of scattered gamma quanta is equipped with a collimator 22, made in the form of a slit slot, and directed at an angle j3 to the surface of the material under study.
Кроме того, на фиг,2 L - рассто ние между источником и детектором гамма-излучени } ЬМИ(, hcp , h „Kt- соответственно минимальна , средн , максимальна толщины насыпного сло материала на ленте конвейера|,Нср- среднее рассто ние между источником гамма-излучений и поверхностью материала; г- угол поворота внутреннего цилиндра относительно внешнего0In addition, in FIG. 2 L is the distance between the source and the gamma-radiation detector} LMI (, hcp, h „Kt- respectively, minimum, average, maximum thickness of the bulk layer of material on the conveyor belt |, Hsr — average distance between the source gamma radiation and the surface of the material; d is the angle of rotation of the inner cylinder relative to the outer0
Нейтронный влагомер работает следующим образом.Neutron moisture meter works as follows.
При включении влагомера в работу по команде от устройства 3 обработ- ки и управлени включаетс привод 9, который перемещает подвижную каретку.When the moisture meter is switched on, a drive 9 is activated by a command from the processing and control device 3, which moves the movable carriage.
6с установленными на ней источником6 with the source installed on it
7быстрых и детекторами 8 медленных нейтронов в контрольно-калибровочное устройство 2, При этом в устройстве7 fast and detectors 8 slow neutrons in the control and calibration device 2, At the same time in the device
3 обработки и управлени определ ютс необходимые градуировочные коэффициенты . 3, the processing and control are determined by the necessary calibration factors.
Затем каретка 6 посредством приво да 9 перемещаетс в рабочее положение над конвейером 15 с контролируемым материалом 16 При этом по команде отThen the carriage 6 by means of the drive 9 is moved to the working position above the conveyor 15 with the controlled material 16
ности контролируемого материала 16 в пределах угла d , определ емого углом раскрыва коллимационного отверсти 20 внешнего цилиндра 18 коллиматора 12.,the monitored material 16 within the angle d defined by the opening angle of the collimation hole 20 of the outer cylinder 18 of the collimator 12,
Так как максимум интенсивности счета обратно рассе нных гамма-квантов (при однократном рассе нии) наблюдаетс при пересечении направлений максимумов первичного гамма-излучени и чувствительности детектора 11 рассе нных гамма-квантов на поверхности контролируемого материала 16, угол раскрыва d коллимационного отверсти 20 определ етс максимальной толщиной насыпного материала и из геометрических построений:Since the maximum of the counting intensity of backscattered gamma quanta (in single scattering) is observed when crossing the directions of the maxima of the primary gamma radiation and the sensitivity of the detector 11 scattered gamma quanta on the surface of the monitored material 16, the opening angle d of the collimation hole 20 is determined by the maximum thick bulk material and from geometric constructions:
3535
4040
5050
„55„55
с( 2 arctgwith (2 arctg
f- ctgpf- ctgp
нср4h 2nsr4h 2
Выражение дл определени толщины насыпного сло материала имеет видThe expression for determining the thickness of the bulk layer of the material is
+ +
НH
tfip- tg (-у-- -ум„кс ). I + tg Э tg TJ- -7м,,кеtfip-tg (-y-- -um „кс). I + tg E tg TJ- -7m ,, ke
где ,Kc угол поворота щелевой прорези 21 внутреннего цилиндра 19 коллиматора 12 относительно коллимационного отверсти 20 внешнего ци- 4«j линдра 18, при котором регистрируетс максимум обратно рассе нных гамма-квантов ,. Величина угла поворота щелевой прорези 21 относительно коллимационного отверсти 20 определ етс в устройстве 3 обработки и управлени по сигналу от датчика 14 угла поворота цилиндра 19. При этом в.устройстве обработки и управлени фиксируетс угол , при котором интен-. сивйость счета обратно рассе нных гамма-квантов I максимальна.where, Kc is the angle of rotation of the slit slot 21 of the inner cylinder 19 of the collimator 12 relative to the collimation orifice 20 of the outer cy-4 ' j lindra 18, at which the maximum of the backscattered gamma quanta is recorded,. The angle of rotation of the slotted slot 21 relative to the collimation hole 20 is determined in the processing and control device 3 by a signal from the sensor 14 of the angle of rotation of the cylinder 19. At the same time, the angle at which the intensity is controlled in the processing and control device. The intensity of the counting of backscattered gamma quanta I is maximal.
Дл однозначности результата необходимо , чтобы в любой момент времеустройства 3 обработки и управлени включаетс привод 13 вращени внутреннего цилиндра 19 коллиматора 12 источника 10 гамма-излучени . Плоский пучок гамма-квантов от источника 10 гамма-излучени , формируемый щелевой прорезью 21 на боковой поверхности внутреннего цилиндра 19, при вращении последнего сканирует по поверхности контролируемого материала 16 в пределах угла d , определ емого углом раскрыва коллимационного отверсти 20 внешнего цилиндра 18 коллиматора 12.,For the uniqueness of the result, it is necessary that at any time of the processing and control device 3, the drive 13 is turned of the rotation of the internal cylinder 19 of the collimator 12 of the source 10 of gamma radiation. A flat gamma-ray beam from the gamma-ray source 10, formed by a slit slot 21 on the side surface of the inner cylinder 19, rotates the latter over the surface of the test material 16 within an angle d defined by the opening angle of the collimation hole 20 of the outer cylinder 18 of the collimator 12. ,
Так как максимум интенсивности счета обратно рассе нных гамма-квантов (при однократном рассе нии) наблюдаетс при пересечении направлений максимумов первичного гамма-излучени и чувствительности детектора 11 рассе нных гамма-квантов на поверхности контролируемого материала 16, угол раскрыва d коллимационного отверсти 20 определ етс максимальной толщиной насыпного материала и из геометрических построений:Since the maximum of the counting intensity of backscattered gamma quanta (in single scattering) is observed when crossing the directions of the maxima of the primary gamma radiation and the sensitivity of the detector 11 scattered gamma quanta on the surface of the monitored material 16, the opening angle d of the collimation hole 20 is determined by the maximum thick bulk material and from geometric constructions:
2 arctg 2 arctg
f- ctgpf- ctgp
нср4h 2nsr4h 2
3535
Выражение дл определени толщины насыпного сло материала имеет видThe expression for determining the thickness of the bulk layer of the material is
+ +
НH
tfip- tg (-у-- -ум„кс ). I + tg Э tg TJ- -7м,,кеtfip-tg (-y-- -um „кс). I + tg E tg TJ- -7m ,, ke
00
00
5five
где ,Kc угол поворота щелевой прорези 21 внутреннего цилиндра 19 коллиматора 12 относительно коллимационного отверсти 20 внешнего ци- «j линдра 18, при котором регистрируетс максимум обратно рассе нных гамма-квантов ,. Величина угла поворота щелевой прорези 21 относительно коллимационного отверсти 20 определ етс в устройстве 3 обработки и управлени по сигналу от датчика 14 угла поворота цилиндра 19. При этом в.устройстве обработки и управлени фиксируетс угол , при котором интен-. сивйость счета обратно рассе нных гамма-квантов I максимальна.where Kc is the angle of rotation of the slit slot 21 of the inner cylinder 19 of the collimator 12 relative to the collimation hole 20 of the outer cy-j of the cylinder 18, at which the maximum of the back-scattered gamma quanta is recorded,. The angle of rotation of the slotted slot 21 relative to the collimation hole 20 is determined in the processing and control device 3 by a signal from the sensor 14 of the angle of rotation of the cylinder 19. At the same time, the angle at which the intensity is controlled in the processing and control device. The intensity of the counting of backscattered gamma quanta I is maximal.
Дл однозначности результата необходимо , чтобы в любой момент времени при вращении внутреннего цилиндра с коллимационным отверстием 20 совмещалась только одна щелева прорезь 21, Поэтому на количество деле- вых прорезей п накладываетс ограничениеFor the uniqueness of the result, it is necessary that at any time when the inner cylinder rotates with the collimation hole 20, only one slit of the slot 21 is aligned. Therefore, the number of divisional slots n is limited
.2Ј п.2Ј p
о( about(
Таким образом, в процессе перемещени контролируемого материала лентой конвейера устройством 3 обработки и управлени непрерывно фиксируютс интенсивности счета замедленных нейтронов 1Н, обратно рассе нных гамма- квантов I и угол У поворота внутреннего цилиндра (положение щелевой прорези ) коллиматора 12,Thus, in the process of moving the material under control, the conveyor belt 3 continuously processes the intensity of the counting of neutrons 1H, the backscattered gamma-quanta I and the angle Y of rotation of the inner cylinder (the position of the slit slot) of the collimator 12,
Устройством 3 обработки и управлени затем определ етс положение максимума -у „„ и интенсивность счетаThe processing and control device 3 then determines the position of the maximum -y „and the counting intensity
5 MW кс5 MW x
в области максимума обратно рассе нных гамма-квантов. На основании гмо,кс определ етс толщина насыпного сло материала h, и затем по известным Т т ... и h определ етс in the region of the maximum of backscattered gamma quanta. On the basis of gmo, xc, the thickness of the bulk material layer h is determined, and then, using known T t ... and h, it is determined
J fA W RCJ fA W RC
насыпна плотность контролируемого материала о , а по известным IH, h, о определ етс влажность контролируемого материалаthe bulk density of the controlled material is about, and by the known IH, h, o the humidity of the controlled material is determined
Дл измерени влажности коксовой мелочи на ленте конвейера среднее рассто ние датчик - контролируемый материал может быть НTo measure the moisture of coke breeze on a conveyor belt, the average distance sensor - controlled material can be H
срwed
15 см, средн толщина насыпного сло кокса hep 15 см. Диапазон изменени толщины насыпного сло кокса dh можно прин ть равным 10 см, а рассто ние между источником гамма-излучени и детектором гамма-квантов L в датчике 25 см. Отсюда угол /j составл ет примерно 30 , а угол d - 88 °, ii15 cm, the average thickness of the bulk coke hep layer is 15 cm. The range of variation of the thickness of the coke bulk layer dh can be taken equal to 10 cm, and the distance between the gamma radiation source and the gamma ray detector L in the sensor is 25 cm. Hence the angle / j is em is about 30, and the angle d is 88 °, ii
- Количество щелевых прорезей внутреннего цилиндра коллиматора источника гамма-излучени .- The number of slit slots in the inner cylinder of the collimator of the gamma radiation source.
Угол поворота внутреннего цилиндра коллиматора источника гамма-излучени , при котором регистрируетс максимум обратно рассе нных гамма- квантов, т. примерно составл ет The angle of rotation of the inner cylinder of the collimator of the gamma source, at which the maximum of the backscattered gamma quanta is recorded, is approximately
Если в нейтронном влагомере установлен источник гамма-излучени на основе Am 41 с активностью 0 1,6-10s с-1 и энергией первичных гамма-квантов Е 60 кэВ, то пог- решность измерени влажности во всем диапазоне изменени толщины насыпного сло кокса не превышает 0,5%.If a gamma radiation source based on Am 41 with an activity of 0 1.6-10s s-1 and an energy of primary gamma rays of E 60 keV is installed in the neutron moisture meter, the accuracy of measuring humidity over the whole range of variation of the thickness of the bulk coke layer does not exceed 0.5%.
Экспериментальные исследовани нейтронного влагомера показали, что он обеспечивает требуемые нормы точ- . ностн измерени влажности сыпучих материалов непосредственно в потоке на ленте конвейера. Использование влагомера в системе стабилизаци влажности шихты в агломерационном производстве позволит повысить производительность агломашин и качество готового агломератаExperimental studies of the neutron moisture meter showed that it provides the required standards. Measurement of moisture content of bulk materials directly in the stream on the conveyor belt. The use of a moisture meter in the system for stabilizing the moisture content of the charge in sintering production will improve the productivity of sintering machines and the quality of the finished sinter.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884447526A SU1556328A1 (en) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | Neutron humidity meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884447526A SU1556328A1 (en) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | Neutron humidity meter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1556328A1 true SU1556328A1 (en) | 1991-05-30 |
Family
ID=21384299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884447526A SU1556328A1 (en) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | Neutron humidity meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1556328A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014065930A1 (en) * | 2012-10-22 | 2014-05-01 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Conveyor system and measuring device for determining water content of a construction material |
-
1988
- 1988-05-20 SU SU884447526A patent/SU1556328A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Стройковский А„Кв и др, Нейтронный влагомер железорудного концентрата. Черна металлурги . Бюллетень института Черметинформаци , 1985, 6 (986), с. 45-57. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014065930A1 (en) * | 2012-10-22 | 2014-05-01 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Conveyor system and measuring device for determining water content of a construction material |
| US9389191B2 (en) | 2012-10-22 | 2016-07-12 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Conveyor system and measuring device for determining water content of a construction material |
| US10539415B2 (en) | 2012-10-22 | 2020-01-21 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Conveyer system and measuring device for determining water content of a construction material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2692951A (en) | Apparatus for measuring shaft rotation | |
| US3936638A (en) | Radiology | |
| KR20150083993A (en) | Luggage ct safety inspection system and detector device thereof | |
| US4494001A (en) | Detection of concealed materials | |
| US3243589A (en) | Backscatter flaw detection system | |
| SU1556328A1 (en) | Neutron humidity meter | |
| US3183351A (en) | Measurement of fluid density by detecting radiating scattered from selected portionsalong the primary beam path | |
| BR112016016805B1 (en) | inspection devices, inspection methods and inspection systems | |
| Wharton et al. | X‐ray measurements of a thermo scientific P385 DD neutron generator | |
| CN210323386U (en) | Ray monitor | |
| GB1255644A (en) | Method of determining the value of a mechanical property or properties of a fibre | |
| JPS601576B2 (en) | White X-ray stress measuring device | |
| US3440419A (en) | Dual purpose optical instrument capable of simultaneously acting as spectrometer and diffractometer | |
| US3427451A (en) | X-ray diffractometer having several detectors movable on a goniometer circle | |
| CN110568469A (en) | Ray monitor | |
| JPS5582006A (en) | Measuring method for thickness | |
| Akselsson et al. | A beam mapping method | |
| JPH08136698A (en) | Arc slider driving type goniometer and solid angle diffraction meter | |
| GB1176209A (en) | A Device for X-Ray Radiometric Determination of the Concentration of Elements in Test Specimes | |
| GB911201A (en) | An improved x-ray apparatus for determination of internal stresses in materials | |
| JPH1062365A (en) | Neutron scattering material inspecting device | |
| US4413182A (en) | Level detector | |
| US3631240A (en) | Apparatus for holding and orienting a crystal in x-ray instruments measuring the microstructure thereof | |
| US3612875A (en) | Mossbauer spectrometer | |
| CA1044380A (en) | Measuring system for a drill-hole probe |