專利名稱：插入式濕度密度聯(lián)合測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種插入式濕度密度聯(lián)合測量儀。
公知的濕度密度測量儀是由測量單元和兩個探頭構(gòu)成的，一個探頭用中子源測量濕度，另一個探頭用γ源測量密度，如ZG－1型水份密度計。這種儀器需兩個探頭測量兩次才能得出結(jié)果，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用不方便。
本實用新型的目的是提供一種只需一個探頭測量一次即可給出濕度密度兩個參數(shù)的測量儀器。
和公知的濕度密度測量儀器一樣，本實用新型包括測量單元、連接電纜和測量探頭，測量探頭包括外殼、射極跟隨器、光電倍增管、探測元件、放射源和鉛屏蔽。本實用新型的特征在于探測元件采用鋰玻璃鑲嵌式探測元件，放射源包括一個中子源和一個γ源，鉛屏蔽包括中子源鉛屏蔽和γ源鉛屏蔽；測量單元采用雙單道脈沖幅度分析儀。
本實用新型有如下附圖

圖1聯(lián)合測量儀結(jié)構(gòu)示意圖圖2圓柱形鋰玻璃鑲嵌式探測元件結(jié)構(gòu)示意圖圖3圓柱形鋰玻璃鑲嵌式探測元件剖面圖圖4圓筒形鋰玻璃鑲嵌式探測元件結(jié)構(gòu)示意圖圖5圓筒形鋰玻璃鑲嵌式探測元件剖面圖
以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細(xì)說明。
圖1是插入式濕度密度聯(lián)合測量儀結(jié)構(gòu)示意圖。和公知的濕度密度測量儀器一樣，本實用新型包括測量單元12、連接電纜11和測量探頭18，測量探頭18包括外殼2、射極跟隨器10、光電倍增管9、探測元件8、放射源和鉛屏蔽。本實用新型的特征在于探測元件采用鋰玻璃鑲嵌式探測元件12，放射源包括一個中子源6和一個γ源4，鉛屏蔽包括中子源鉛屏蔽7和γ源鉛屏蔽5；測量單元采用雙單道脈沖幅度分析儀12。
本實用新型給出了二種不同結(jié)構(gòu)的探測元件，一種采用圓柱形鋰玻璃14鑲嵌在圓柱形光導(dǎo)13中，為了保證測量的均勻性和足夠的靈敏度，鋰玻璃柱至少要三根，以對稱均布為最佳(參見圖2、圖3)。另一種采用圓筒狀鋰玻璃17鑲嵌在圓柱形光導(dǎo)13中，至少要兩層鋰玻璃，與光導(dǎo)13同軸為最佳(參見圖4、圖5)。鋰玻璃中6Li的豐度可選在85％～100％之間。光導(dǎo)13采用光學(xué)有機玻璃制成，外殼16可以采用鋁或不銹鋼制成。光導(dǎo)13與外殼16之間夾有0.5～1mm厚的氧化鎂粉制成的光漫反射層15。
為了同時進(jìn)行濕度和密度測量，本實用新型的探頭中裝有中子源和γ源兩種放射源及與之相應(yīng)的鉛屏蔽。中子源6可以選用Am－Be中子源、Po－Be中子源或252Cf中子源，本實用新型選用產(chǎn)額為104～105中子／秒的Am－Be中子源。γ源4可以選用137Csγ源或60Coγ源，本實用新型選用3.7×107Bq的137Csγ源。γ源4的鉛屏蔽5可以做成圓臺形的，其大直徑一端與中子源6相連，小直徑一端與γ源4相連。γ源4放置在探頭18的最前端，按γ源4、鉛屏蔽5、中子源6、鉛屏蔽7的順序依次排列。探頭18可以做成兩部分，前半部為放射源室3，后半部為探測元件室1，兩部分緊密連接，置于外殼2內(nèi)。
為了分別測量中子和γ計數(shù)，測量單元12采用雙單道脈沖幅度分析儀。
由于鋰玻璃對中子和γ射線都靈敏，所以通常不能直接用于同時測量中子和γ計數(shù)。但本實用新型給出的鋰玻璃鑲嵌式探測元件和測量探頭結(jié)構(gòu)，不但可以同時高效探測中子和γ射線，而且具有極好的慢(熱)中子、137Csγ信號幅度甄別特性，幅度較低的γ計數(shù)用于密度測量，幅度較高的中子計數(shù)用于濕度測量。
使用時，先將一直徑比插入式濕度密度聯(lián)合測量儀探頭略大的鋁管插入待測物料中，然后將探頭插入鋁管內(nèi)進(jìn)行測量。中子計數(shù)與物料的溫度有關(guān)，γ計數(shù)與物料的密度有關(guān)，兩個單道脈沖幅度分析儀分別給出中子計數(shù)和γ計數(shù)，按事先的刻度值即可求出被測物料的濕度和密度。濕度測量誤差優(yōu)于1％，密度測量誤差優(yōu)于0.1g／m3。
本實用新型與現(xiàn)有儀器相比具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用方便等優(yōu)點，可用于1.公路路基、鐵路路基與機場跑道基礎(chǔ)濕度與密度測量；2.水利土壩、河堤深層濕度與密度測量以監(jiān)測滲水漏水；3.玻璃、混凝土、焦炭燒結(jié)料等的濕度密度監(jiān)測與控制；
4.農(nóng)田墑情測定及自動灌溉應(yīng)用；5.其他粉、粒堆料濕度與密度的測定。
權(quán)利要求1.一種插入式濕度密度聯(lián)合測量儀，包括測量單元12、連接電纜11和測量探頭儀18，測量探頭18包括外殼2、射極跟隨器10、光電倍增管9、探測元件8、放射源和鉛屏蔽，本實用新型的特征在于探測元件8采用鋰玻璃鑲嵌式探測元件，放射源包括一個中子源6和一個γ源4，鉛屏蔽包括用于屏蔽中子源6的鉛屏蔽7和用于屏蔽γ源4的鉛屏蔽5，測量單元12采用雙單道脈沖幅度分析儀。
2.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)合測量儀，其特征在于所說的鋰玻璃鑲嵌式探測元件8是由外殼16、反射層15、光導(dǎo)13和鑲嵌在光導(dǎo)13中的至少三根圓柱形鋰玻璃14組成的。
3.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)合測量儀，其特征在于所說的鋰玻璃鑲嵌式探測元件8是由外殼16、反射層15、光導(dǎo)13和鑲嵌在光導(dǎo)13中的至少兩層圓筒形鋰玻璃17組成的。
4.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的聯(lián)合測量儀，其特征在于所說的鉛屏蔽5是圓臺形的，其大直徑一端與中子源6相連，小直徑一端與γ源4相連，按γ源4、圓臺形鉛屏蔽5、中子源6、圓柱形鉛屏蔽7的順序排列。
專利摘要本實用新型公開了一種插入式濕度密度聯(lián)合測量儀，包括測量單元、連接電纜和測量探頭。探測元件采用鋰玻璃鑲嵌式。用一個探頭插入待測物料，可同時給出濕度、密度兩個參數(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用方便等優(yōu)點，可用于路基的密實度測量、水壩的滲漏測量、土壤墑情測量及其他粉粒堆料的濕度密度測量。
文檔編號G01N23/02GK2032716SQ8820653
公開日1989年2月15日 申請日期1988年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月9日
發(fā)明者汲長松, 夏清蓮, 代主得, 張建國 申請人:核工業(yè)部北京核儀器廠