專利名稱：免標(biāo)定中子水分測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中子水分測量方法，尤其是免標(biāo)定中子水分測量方法。
背景技術(shù)：
中子水分測量是一種常用的方法，但現(xiàn)有的中子水分測量需要經(jīng)常進(jìn)行標(biāo)定，使用中不夠方便。
如CN00107525.X是一種核子水份密度測量儀，包括殼體、顯示器、發(fā)射源、檢測器，顯示器裝在殼體表面，發(fā)射源、檢測器均位于殼體內(nèi)，放射源包括γ源和中子源，γ源位于裝源桿的下端部內(nèi)，該下端部伸入到鉛包內(nèi)，中子源也位于鉛包內(nèi)，鉛包裝在位于殼體中的底架內(nèi)，在鉛包內(nèi)裝有可橫向滑動的滑塊，在滑塊的側(cè)頂端具有斜面與裝源桿的下端部相接觸，在滑塊的另一側(cè)裝有彈簧，彈簧的一端抵在滑塊上，另一端抵在擋板上。本測量儀可測量地面及地面以下土壤的密度及含水量，其放射源的屏蔽充分，其顯示屏為單項(xiàng)大字無需近看就能看清，本測量儀適于道路施工使用。但這種測量方法在物料成分變化時，需重新實(shí)驗(yàn)標(biāo)定才可以得到水分測量參數(shù)。
CN00109761.X一種涉及表面型核子水分密度儀包括其上裝有把手(2)的γ一源定位桿(1)及源桿(3)均固定于機(jī)殼(4)上，γ射線源(5)置于源桿(3)底端部，中子射線源(6)固定于機(jī)殼(4)底部，γ射線探測器(7)和中子射線探測器(8)均置于機(jī)殼(4)底部，裝有顯示屏和操作鍵盤的面板(9)置于機(jī)殼(4)面板上，其內(nèi)裝有有線控制電路或無線控制電路的遙測掌上控制器通過接口與水分密度儀的鍵盤相連，電腦及打印機(jī)通過接口連于水分密度儀鍵盤相連。本水分密度儀，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控、遙測、遙讀，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理；可供多人在遠(yuǎn)處同時監(jiān)控和查清儀器實(shí)時測量情況，提高了測量水平；還可以大大減少放射源對工作人員的輻射，確保了人身安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種免標(biāo)定中子水分測量方法，這種測量方法在物料成分變化時，無需重新實(shí)驗(yàn)標(biāo)定就可以得到水分測量值。可供需外購原料的冶金和建材等企業(yè)在輸送皮帶上在線實(shí)時檢測散裝物料的水分，同時檢測物料堆密度，用來修正物料堆密度變化對測量水分值的影響。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括利用快中子和γ射線在輸送帶上在線同時檢測物料的水分和堆密度。當(dāng)物料成分變化時，不需重新實(shí)驗(yàn)標(biāo)定就可以得到水分測量值。測物料水分是用快中子透射的方法。測堆密度是用γ射線透射的方法。本發(fā)明用測堆密度的參數(shù)對水分值測量進(jìn)行校正，對有物料和無物料時都用快中子和γ射線進(jìn)行測量，得到如下數(shù)據(jù)N1-被物料吸收后快中子計(jì)數(shù)；N10-無物料時快中子計(jì)數(shù)；N2-被物料吸收后γ射線計(jì)數(shù)；N20-無物料時γ射線計(jì)數(shù)；先計(jì)算參數(shù)L1、L2、的數(shù)值L1＝Ln(N10)-Ln(N1) (1)L2＝Ln(N20)-Ln(N2) (2)按下列關(guān)系確定水分值m，堆密度ρ和修正后的水分值m＝(L1-B)/A，ρ＝(L2-D)/C，M＝[(Cρ+D)L1/L2-B]/A；參數(shù)A、B、C、D是常數(shù)。
測物料水分是用快中子透射，測堆密度是用γ射線透射，測堆密度目的是用來補(bǔ)償物料堆積形狀變化所引起水分測量值的變化。
本發(fā)明特點(diǎn)是測物料水分是用快中子透射，測堆密度是用γ射線透射，測堆密度目的是用來補(bǔ)償物料堆積形狀變化所引起水分測量值的變化?？晒┬柰赓徳系囊苯鸷徒ú牡绕髽I(yè)在輸送皮帶上在線實(shí)時檢測散裝物料的水分，同時檢測物料堆密度，用來修正物料堆密度變化對測量水分值的影響，以利結(jié)算扣除水分后來料的實(shí)際數(shù)量。


圖1為免標(biāo)定中子水分計(jì)現(xiàn)場在線測量的示意2為快中子束發(fā)射裝置示意3為γ射線束發(fā)射裝置示意1中1快中子束發(fā)射裝置、2γ射線束發(fā)射裝置、3物料及其傳輸帶、4快中子束探測裝置、5γ射線束探測裝置、6中子水分計(jì)變送器、7γ射線堆密度計(jì)變送器、8免標(biāo)定中子水分計(jì)主機(jī)、9物料凈價計(jì)算系統(tǒng)；圖2、3中11快中子源、12中子束增強(qiáng)器、13屏蔽準(zhǔn)直體、14γ射線源具體實(shí)施方式
本發(fā)明免標(biāo)定中子水分計(jì)的方法是利用快中子和γ射線在輸送帶上在線同時檢測物料的水分和堆密度。當(dāng)物料成分變化時，該水分計(jì)不需重新實(shí)驗(yàn)標(biāo)定。測物料水分是用快中子透射，測堆密度是用γ射線透射，測堆密度目的是用來補(bǔ)償物料堆積形狀變化所引起水分測量值的變化。
本發(fā)明采用快中子源(Am-Be或Pu-Be)和快中子探測器，使用ZnS(Ag)+GDB光電倍增管。γ射線測試采用γ射線源(Cs-137)和γ射線探測器NaI(Tl)或BGO+GDB光電倍增管。所述的快中子源(Am-Be或Pu-Be)的中子源的外形為圓柱狀，直徑為17.4mm，高度為19.2mm，活度選用為(100-300)mci，即(1.11-3.33)×1019Bq。
使用的快中子探測器[ZnS(Ag)+GDB光電倍增管是可拆裝的密封探頭，它有配套的電纜與測水分變送器連接。使用的γ射線源為圓柱狀，直徑為5.0mm，高度為5.0mm，活度為(4-8)mci，即(1.18-2.36)×108Bq。
NaI(Tl)或BGO+GDB光電倍增管構(gòu)成的γ探測器使用可拆裝的密封探頭，它有配套的電纜與測堆密度變送器連接。
上述測水分變送器為快中子探測器提供穩(wěn)定的電源(高壓和低壓)、訊號放大及計(jì)數(shù)等單元，它有配套的電纜與主機(jī)連接。上述測堆密度變送器為γ探測器提供穩(wěn)定的電源(高壓和低壓)、訊號放大及計(jì)數(shù)等單元，它有配套的電纜與主機(jī)連接。
綜上所述，本發(fā)明免標(biāo)定中子水分計(jì)適用于輸送帶上在線檢測物料的水分和堆密度，最后確定經(jīng)堆密度修正的物料水分值，并在物料成分變化時不需要重新標(biāo)定的目的。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的免標(biāo)定中子水分計(jì)已經(jīng)試用，適用于大型工業(yè)外購原料(例如煤)進(jìn)廠時在傳輸帶上在線檢測來料水分，以利于去水物料的計(jì)價。
常數(shù)ABCD的取值與測量系統(tǒng)的放射源的強(qiáng)度、皮帶的材料、探測器系統(tǒng)有關(guān)，一經(jīng)標(biāo)定，可以在相當(dāng)長的時間不變。
權(quán)利要求
1.免標(biāo)定中子水分測量方法包括利用快中子和γ射線在輸送帶上在線同時檢測物料的水分和堆密度，測堆密度是用γ射線透射的方法，其特征是用測堆密度的參數(shù)對水分值測量進(jìn)行校正，對有物料和無物料時都用快中子和γ射線進(jìn)行測量，得到如下數(shù)據(jù)N1-被物料吸收后快中子計(jì)數(shù)；N10-無物料時快中子計(jì)數(shù)；N2-被物料吸收后γ射線計(jì)數(shù)；N20-無物料時γ射線計(jì)數(shù)；先計(jì)算參數(shù)L1、L2、的數(shù)值L1＝Ln(N10)-Ln(N1)(1)L2＝Ln(N20)-Ln(N2)(2)按下列關(guān)系確定水分值m，堆密度ρ和修正后的水分值m＝(L1-B)/A，ρ＝(L2-D)/C，M＝[(Cρ+D)L1/L2-B]/A；參數(shù)A、B、C、D是常數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免標(biāo)定中子水分測量方法免標(biāo)定中子水分計(jì)，其特征是采用Am-Be或Pu-Be作為快中子源，ZnS(Ag)+GDB光電倍增管為快中子探測器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的免標(biāo)定中子水分測量方法快中子透射原理測物料水分的儀表，其特征是采用Cs-137為γ射線源NaI(Tl)或BGO+GDB光電倍增管為γ射線探測器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的免標(biāo)定中子水分測量方法用γ射線透射原理測物料堆密度的儀表，其特征是中子源的活度為100-300mci。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的免標(biāo)定中子水分測量方法，其特征是γ射線源活度為4-8mci。
全文摘要
免標(biāo)定中子水分測量方法包括利用快中子和γ射線在輸送帶上在線同時檢測物料的水分和堆密度，測堆密度是用γ射線透射的方法，用測堆密度的參數(shù)對水分值測量進(jìn)行校正，對有物料和無物料時都用快中子和γ射線進(jìn)行測量，得到如下數(shù)據(jù)N1－被物料吸收后快中子計(jì)數(shù)；N10－無物料時快中子計(jì)數(shù)；N2－被物料吸收后γ射線計(jì)數(shù)；N 20－無物料時γ射線計(jì)數(shù)；可以計(jì)算水分值m，堆密度ρ和修正后的水分值。該免標(biāo)定中子水分計(jì)是由水分和堆密度聯(lián)合測量組成的裝置，適用于輸送帶上在線測量物料經(jīng)堆密度修正后的水分值。有利于物料凈價的計(jì)算。
文檔編號G06F19/00GK1773267SQ200510095348
公開日2006年5月17日 申請日期2005年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日
發(fā)明者劉圣康 申請人:南京大學(xué)