專利名稱：移動式檢測鹵水中鉀濃度的儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
移動式檢測鹵水中鉀濃度的儀表技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種鉀濃度的檢測儀表及檢測方法，具體說涉及一種便于攜帶 的移動式快速檢測鹵水中鉀濃度的儀表。
背景技術(shù)：
[0002]在鹽湖鹵水生產(chǎn)鉀肥的過程中，首先需要對濃縮池中的湖水日曬蒸發(fā)濃縮為鉀 濃度在一定范圍內(nèi)的鹵水，因此能夠?qū)饪s池中的鹵水的鉀濃度進行定期或不定期檢 測，對提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能耗具有重要的意義。[0003]另外，從海水中提取淡化水后，剩余部分鹽分濃度增加，被稱之為“濃鹽 水”。目前1萬立方米的海水可以產(chǎn)出5千立方米的淡化水，剩余濃鹽水含鹽量比普通 海水要高出一倍。濃鹽水經(jīng)再提煉可用于生產(chǎn)原鹽使用，剩余的鹵水部分還可再用于提 取鉀、鎂等元素，而這些成分可以作為化學(xué)肥料的原料應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。目前我國僅青島一 市，2010年海水淡化的規(guī)模就達到每天18萬至20萬立方米，到2020年海水淡化規(guī)模將 達到每天35萬至40萬立方米。[0004]因此，對鹵水開發(fā)利用過程中的鹵水鉀濃度進行檢測，有著重要的意義。[0005]但是目前常用的分析鹵水中鉀濃度的方法多為重量法、容量法或用離子選擇電 極、原子吸收等儀表進行分析，但是這些方式都需要把鹵水取樣帶回實驗室后才能進行 分析，手續(xù)煩瑣，獲得結(jié)果時間長，不能滿足對鹵水中鉀濃度的實時監(jiān)測。[0006]目前尚沒有一種便于攜帶的，能夠移動式快速檢測鹵水中鉀濃度的儀表。發(fā)明內(nèi)容[0007]針對現(xiàn)有鹵水中鉀濃度的儀表及檢測方法存在的缺陷，本實用新型提供一種便 于攜帶、檢測速度快、檢測精度高的檢測鹵水中鉀濃度的儀表。[0008]解決上述技術(shù)問題所采取的具體技術(shù)措施是一種移動式檢測鹵水中鉀濃度的 儀表，其特征是[0009]在殼體(1)上部開有凹槽0)，在凹槽O)的壁上制有溢流孔(8)，在凹槽(2) 下方置有BGO晶體(3)，在BGO晶體(3)的下方，置有第一光電倍增管，在BGO 晶體(3)與第一光電倍增管的外側(cè)，裝有一端封閉的圓筒狀鉛質(zhì)屏蔽(18)，在凹槽 O)的壁中制有環(huán)繞凹槽呈圓筒狀的空腔，在空腔內(nèi)置有圓筒形塑料閃爍體(5)，在塑料 閃爍體(5)的下端連接有機玻璃光導(dǎo)(6)，有機玻璃光導(dǎo)(6)的下端連接第二光電倍增管 (7)，在殼體(1)的上方，裝有帶掛鉤的提手(9)，在提手(9)下端裝有第一拉力傳感器[10]和第二拉力傳感器(11)，第一拉力傳感器(10)和第二拉力傳感器(11)的下端與殼 體⑴相連接，在殼體⑴內(nèi)位于屏蔽(18)的下方，裝有儀表電路(12)及電池(13)，在 殼體(1)的外壁上裝有電源開關(guān)(14)、空態(tài)測量按鈕(1 、鹵水測量按鈕(16)及液晶顯 示屏(17)。[0010] 本實用新型的有益效果由于自然界中存在著大量的高能宇宙射線以及環(huán)境輻射本底，這些都會對單獨的Y射線或β射線檢測帶來干擾，影響測量精度。[0011]采用對Y射線具有較高探測效率的BGO晶體，可以大幅度減少晶體的厚度，同 時將塑料閃爍體制成圓筒狀，環(huán)繞在鹵水樣品的周圍，使得儀表的整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。 而采用聚四氟乙烯材質(zhì)來制作儀表殼體，則能更好的避免了鹵水對儀表表面的腐蝕，延 長儀表的使用壽命。[0012]由于α射線在固體物質(zhì)中的射程一般只有幾微米，完全可以被儀表殼體屏蔽， 并且塑料閃爍體成較薄的圓筒狀，使得塑料閃爍體對Y射線的敏感度大大降低，保證了 塑料閃爍體接收到的幾乎全部都是β射線，減少了不相干的α射線及Y射線對測量帶 來的干擾，提高了測量精度。[0013]在BGO晶體和第一光電倍增管的外面設(shè)有鉛質(zhì)屏蔽，能夠很好的降低宇宙高能 射線以及環(huán)境輻射本底對測量的影響，使得BGO晶體接收到的Y射線主要來自探測腔體 前方的鹵水。


[0014]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0015]圖2是本實用新型中有機玻璃光導(dǎo)的外形示意圖。[0016]圖中1儀表殼體，2凹槽，3BGO晶體，4第一光電倍增管，5塑料閃爍體，6 有機玻璃光導(dǎo)，7第二光電倍增管，8溢流孔，9提手，10第一拉力傳感器，11第二拉力 傳感器，12儀表電路，13電池，14電源開關(guān)，15空態(tài)測量按鈕，16鹵水測量按鈕，17 液晶顯示屏，18鉛質(zhì)屏蔽。
具體實施方式
[0017]結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的儀表結(jié)構(gòu)和使用方法。[0018]目前，金屬鉀已發(fā)現(xiàn)的同位素從Κ-32到Κ-55 —共有25種同位素，但是在自然 條件下存在的鉀，有三種同位素，分別是Κ-39、Κ-40、Κ-41。其中Κ-39和Κ-41為穩(wěn) 定性同位素，不具有放射性。而Κ-40則是非穩(wěn)定性同位素，能夠通過衰變放射出最高能 量為1.33MeV的連續(xù)能譜β射線和能量為1.46MeV的、射線。而K_40在天然鉀中的 豐度為0.012%，是一個恒定的量。這樣我們可以通過測量鹵水中的Κ-40的多少，進而 推斷出鹵水中鉀元素的濃度來。[0019]一種移動式檢測鹵水中鉀濃度的儀表如圖1所示[0020]儀表殼體1采用聚四氟乙烯制成，整體呈圓柱形。在殼體的頂部，制有一圓柱 形凹槽2，凹槽2的內(nèi)容積為直徑10cm、深度為13cm。在凹槽2的壁上距離儀表殼體頂 部1.5cm的地方，開有一直徑為Icm的溢流孔8。[0021]在殼體內(nèi)部凹槽2的下方，置有BGO晶體3，BGO晶體3的直徑為10cm，厚 度為5cm。在BGO晶體3的下方，置有第一光電倍增管4，在第一光電倍增管4與BGO 晶體3之間涂有光學(xué)硅油并緊密相接。在BGO晶體3、第一光電倍增管4的外圍，依照 常規(guī)方式，由內(nèi)到外依次包裹有鏡面反光(或白色漫反射)薄膜以及黑色遮光薄膜。[0022]在BGO晶體3、第一光電倍增管4的外側(cè)，安裝有3mm厚的鉛質(zhì)屏蔽18，該鉛 質(zhì)屏蔽為一端封閉的圓筒狀，除了 BGO晶體3正對凹槽2的方向是敞開的之外，鉛質(zhì)屏蔽18完全包裹住BGO晶體3和第一光電倍增管4。[0023]在溢流孔8的下面位置，在凹槽2的壁中制有環(huán)繞凹槽呈圓筒狀的空腔；在空 腔之內(nèi)，置有塑料閃爍體5，塑料閃爍體5通過鑄造的工藝固化成圓筒形，圓筒內(nèi)徑為 11cm、厚度為10mm、長度為10cm，嵌于殼體內(nèi)部環(huán)繞著凹槽2。在塑料閃爍體的下端 接有有機玻璃光導(dǎo)6，如圖2所示，有機玻璃光導(dǎo)6的上端成圓環(huán)狀，其內(nèi)徑、厚度與塑 料閃爍體的內(nèi)徑、厚度相同；有機玻璃光導(dǎo)6的下端成圓柱狀，半徑為13mm，與第二光 電倍增管7的半徑相同。有機玻璃光導(dǎo)6的下端接有第二光電倍增管7。在塑料閃爍體 5與有機玻璃光導(dǎo)6之間涂有光學(xué)硅油并緊密接觸。在有機玻璃光導(dǎo)6與第二光電倍增管 7之間涂有光學(xué)硅油并緊密接觸。在塑料閃爍體5、有機玻璃光導(dǎo)6、第二光電倍增管7 的外圍，依照常規(guī)方式，由內(nèi)到外依次包裹有鏡面反光(或白色漫反射)薄膜以及黑色遮 光薄膜。[0024]在殼體1的上方，有一帶掛鉤的提手9，通過第一拉力傳感器10、第二拉力傳感 器11與殼體1相連。[0025]在殼體1內(nèi)，位于屏蔽18的下方，裝有儀表電路12及電池13，儀表電路12由 以下電子單元功能模塊組成電源模塊、時鐘模塊、第一光電倍增管信號處理模塊、第 二光電倍增管信號處理模塊、第一拉力傳感器信號處理模塊、第二拉力傳感器信號處理 模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、中央信息處理模塊及液晶顯示屏驅(qū)動模塊。該各模塊可以根據(jù)需 要實現(xiàn)的具體功能，由具有相關(guān)電子學(xué)知識的行業(yè)內(nèi)人士所設(shè)計并生產(chǎn)。[0026]在殼體1的偏下部位置的外壁上，安裝有電源開關(guān)14、空態(tài)測量按鈕15、鹵水 測量按鈕16及液晶顯示屏17。[0027]本儀表的工作原理是[0028]鹵水中K-40所放射出的Y射線被BGO晶體接收到，使BGO晶體受激產(chǎn)生熒 光；該熒光經(jīng)過反射薄膜的多次反射后最終被第一光電倍增管接收到并將之轉(zhuǎn)化為電信 號；該電信號經(jīng)過儀表電路中第一光電倍增管信號處理模塊的作用下，最終轉(zhuǎn)化為幅度 與入射Y射線能量成一定線性關(guān)系的脈沖信號，并被甄別出其中對應(yīng)能量為1.46MeVY 射線的脈沖信號，進行累計計數(shù)。[0029]鹵水中K-40所放射出的β射線被塑料閃爍體接收到，使塑料閃爍體受激而產(chǎn)生 熒光；該熒光經(jīng)過有機玻璃光導(dǎo)和反射薄膜的引導(dǎo)和反射作用，最終被第二光電倍增管 接收到并轉(zhuǎn)化為電信號；該電信號經(jīng)過儀表電路中第二光電倍增管信號處理模塊的作用 下，最終轉(zhuǎn)化為脈沖信號并進行累計計數(shù)，該計數(shù)的多少，反映了塑料閃爍體接收到的 β射線個數(shù)的多少。[0030]第一拉力傳感器將受到的拉力轉(zhuǎn)化為電壓信號輸出，經(jīng)過儀表電路中第一拉力 傳感器信號處理模塊的作用，將該電壓信號通過常規(guī)的電壓/頻率變換電路轉(zhuǎn)化為頻率 與電壓成正比關(guān)系的脈沖信號，并進行累計計數(shù)。[0031]第二拉力傳感器將受到的拉力轉(zhuǎn)化為電壓信號輸出，經(jīng)過儀表電路中第二拉力 傳感器信號處理模塊的作用，將該電壓信號通過常規(guī)的電壓/頻率變換電路轉(zhuǎn)化為頻率 與電壓成正比關(guān)系的脈沖信號，并進行累計計數(shù)。權(quán)利要求1. 一種移動式檢測鹵水中鉀濃度的儀表，其特征是在殼體(1)上部開有凹槽(2)， 在凹槽(2)的壁上制有溢流孔⑶，在凹槽(2)下方置有BGO晶體(3)，在BGO晶體(3) 的下方，置有第一光電倍增管(4)，在BGO晶體(3)與第一光電倍增管(4)的外側(cè)，裝 有一端封閉的圓筒狀鉛質(zhì)屏蔽(18)，在凹槽(2)的壁中制有環(huán)繞凹槽呈圓筒狀的空腔， 在空腔內(nèi)置有圓筒形塑料閃爍體(5)，在塑料閃爍體(5)的下端連接有機玻璃光導(dǎo)(6)， 有機玻璃光導(dǎo)(6)的下端連接第二光電倍增管(7)，在殼體(1)的上方，裝有帶掛鉤的提 手(9)，在提手(9)下端裝有第一拉力傳感器(10)和第二拉力傳感器(11)，第一拉力傳 感器(10)和第二拉力傳感器(11)的下端與殼體⑴相連接，在殼體⑴內(nèi)位于屏蔽(18) 的下方，裝有儀表電路(12)及電池(13)，在殼體⑴的外壁上裝有電源開關(guān)(14)、空態(tài) 測量按鈕(15)、鹵水測量按鈕(16)及液晶顯示屏(17)。
專利摘要一種移動式檢測鹵水中鉀濃度的儀表，在殼體內(nèi)置有BG0晶體，光電倍增管、塑料閃爍體，在塑料閃爍體連接有機玻璃光導(dǎo)，在殼體的上方，裝有提手，在提手下端裝有拉力傳感器，在殼體上裝有電源開關(guān)、空態(tài)測量按鈕、鹵水測量按鈕及液晶顯示屏。塑料閃爍體成圓筒狀，降低γ射線的敏感度，在BGO晶體外面設(shè)有鉛質(zhì)屏蔽，降低宇宙高能射線及環(huán)境輻射本底對測量的影響，提高測量精度。
文檔編號G01T1/203GK201803934SQ20102054354
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者于海明, 侯朝勤, 劉永超, 周洪軍, 宋青鋒, 尹兆余, 常微, 張偉, 張健, 李劍鋒, 肖憲東, 蔣寶慶, 趙洪濤, 趙龍, 魏曉云, 龔亞林 申請人:丹東東方測控技術(shù)有限公司