книги из ГПНТБ / Радиоизотопные приборы в промышленности строительных материалов

[33] (см. рис. 6.1,6). В качестве протяженного детек­ тора используют счетчики Гейгера, их преимущества: простота, невысокая стоимость, сравнительно низкая ве­ личина питающего напряжения и меньшая чувствитель­ ность к нестабильности последнего. Интенсиметрический метод измерения уровня с точки зрения его практиче­ ского осуществления значительно проще метода автома­ тического слежения, так как для его осуществления ни­ чего, кроме источника и детектора, не требуется. Но по точности интенсиметрические уровнемеры могут конку­ рировать со следящими только в очень ограниченном диапазоне измерения.

Высота слоя материала в бункере h при использова­

материал берется от одного сечения агрегата, где плот­ ность материала частиц всех фракций в среднем одина­

с противоположной стороны бункера как протяженный детектор.

При попадании в бункер выделенная фракция будет постепенно заполнять объем в течение времени отбора и рассева. Все бункера изготавливают одинакового раз­ мера, поэтому отношение количества фракций опреде­ ляется отношением высот слоев материала в бункерах. В рассматриваемом случае рабочая высота бункера рав­ на 100 мм, сам бункер несколько больше.

Выбор места расположения радиоизотопного источ­ ника обусловлен тем, что ход лучей в нижней части бун­ кера будет наиболее коротким, следовательно, чувстви­ тельность к малым количествам материала выше.

высота слоя материала в бункере, см

Рис. 6.5. Зависимость скорости счета у-излучения от высоты слоя материала в бункере:

1 — опытная кривая; 2 — теоретическая кривая.

проходящего через свободную от материала часть бун­ кера; Х\ и х2 — определяются через значения d, R, h, И; R — расстояние от источника до детектора.

По формуле (6.7) построили теоретическую Кривую 2 (рис. 6.5), ее сравнивали с кривой /, полученной экспе­ риментально.

Для увеличения чувствительности регистрации и уменьшения статистической погрешности в устройстве используют три параллельно включенных счетчика.

Это также снижает возможные погрешности измере­ ния уровня из-за неодинаковой конфигурации поверх­ ности насыпаемого в бункер материала.

Описываемую методику проверяли при измерении фракционного состава цементного клинкера, аглопорита, керамзита, шамота, щебня. Материал, измельчали и про­ сеивали ситами с диаметром ячеек 1, 3, 5, 7, 9, 10 мм. В процессе измерения бункер заполняли равными частя­

По результатам записи составлена табл. 6.3, где приве­ дены значения скоростей счета (тыс. имп/сек) в зависи­ мости от количества материала и его фракционного со­ става.

Из табл. 6.3 видно, что для одной и той же высоты различных материалов в бункере измеренные значения скорости счета прошедшего через слой материала, бу­ дут различными. Отличаются они и от фракции к фрак­ ции. Это объясняется тем, что плотность насыпного слоя материала зависит как от плотности частиц, составляю­ щих измеряемый слой, так и от порозности этого слоя соответствующей фракции. Этот факт необходимо учи­ тывать при градуировке аппаратуры.

Измерительная схема размещена в пробоотборнике и на измерительной стойке. Она включает в себя спе­ циально разработанные транзисторные блоки и серий­ ные приборы (см. рис. 6.4). Число контролируемых фрак­ ций может быть любым в зависимости от специфики производства. В случае необходимости их увеличения по сравнению с рассматриваемым вариантом в пробоотбор­ нике следует увеличить число бункеров и соответственно число измерительных схем.

Сигналы со счетчиков (СГ) СИ-22Г поступают на эмиттерные повторители ЭПЗ и но соединительным ка­ белям подаются на вход формирующих каскадов СФ. Формирующие каскады — запертые блокинг-генераторы, которые формируют узкие (1—2 мксек) отрицательные импульсы, что необходимо для уменьшения числа совпа­

дений в схеме суммирования. Сформированные импуль-

сы от трех счетчиков поступают па три эмиттерных по­ вторителя с общей нагрузкой, где и происходит их сум­ мирование. Затем импульсы усиливаются по амплитуде с тем, чтобы обеспечить условия нормальной работы последующих приборов и схем.

Все описанные блоки располагаются внутри пробоот­ борника. Усиленные импульсы по кабелю поступают на измерительную стойку или пульт, где находятся интенсиметры ИСС2 и самопишущие потенциометры СП2. Импульсы преобразуются интенсиметрами в постоянное напряжение, соответствующее средней скорости счета. Запись результатов производится отдельными потенцио­ метрами после предварительной калибровки.

там измерений насыпной объемной массы, которые при­ водятся в табл. 6.1, где даны средние значения масс. При. взвешивании материалов результаты для одной фракции отличались не хуже чем на ± 1 % . В погреш­ ность измерения входила погрешность за счет измене­ ния порозности.

Ли может быть обеспечено равным 102, тогда форму­ ла (6.8) значительно упростится:

[id (1 — є 0 )

Таким образом, существует прямая зависимость раз­ ности плотностей от разности скорости счета, регистри­ руемой приборами. Шкалу можно отградуировать непо­ средственно в процентах степени готовности материала. Для нахождения этой зависимости построено электрон­ ное устройство, структурная схема которого приведена на рис. 6.4. Со сцинтилляционных счетчиков СС1 через эмиттерные повторители ЭП1 сигналы поступают на уси­ лители импульсов СУ1, которые смонтированы в кожухе пробоотборника, и затем по кабелю передаются на схе­ мы логарифмических интенсиметров ЛИ1. Последние преобразуют частоту следования импульсов в постоян­ ное напряжение, изменяющееся по логарифмическому закону. Сигналы с выходов логарифмических интенси­ метров ЛИ1 подаются на разностную схему РС1. На второй вход схемы РС1 приходит сигнал с ЛИҐ— ло­ гарифмического интенсиметра, стоящего в другом сече­ нии агрегата. Выход ее соединен с самопишущим по­ тенциометром СПЗ, шкала которого градуируется в про­ центах степени готовности материала.

В качестве логарифмических интенсиметров и разно­ стных схем применяют те же блоки, что и при измере­ нии порозности. Разностные каскады отличаются тем, что на оба входа подаются сигналы с детекторов, уста­ новленных в различных сечениях агрегата, соответствую­ щих началу и концу технологического процесса.

Погрешности измерения степени готовности слага­ ются из погрешностей измерения насыпной объемной массы (плотности гранул) материала:

Основной вклад в погрешность вносят погрешности измерения скорости счета у-излучения, связанные с не­ стабильностью работы аппаратуры и флуктуациями при радиоактивном распаде источника излучения. Соответ­ ствующим выбором активности источника излучения ста­ тическую погрешность можно сделать меньше ± 1 % , ап­ паратурная погрешность не превышает ± 1 , 2 % , следова­ тельно, относительная погрешность измерения степени готовности материала согласно формуле (6.10) будет не хуже ± 5 , 5 % .

§ 9. СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Схема управления обеспечивает согласованную авто­ матическую работу всей установки в целом. Она обес­ печивает цикличность работы пробоотборника, а также управляет измерительной схемой, т. е. механическими и электрическими процессами. Цикличность работы уста­ новки обусловливается цикличностью работы пробоот­ борника. Цикл состоит из четырех ступеней: отбора про­

работы всей установки. Во время первой ступени цикла включается система пробоотборника UP, которая при­ водит его в рабочее положение. Одновременно включа­ ется питание СП сцинтилляционного счетчика СС2, установленного на печи, и к схеме измерения ослабления излучения слоем подключается через переключатель за­ держки ПЗ схема запоминания СЗ. Измеряется ослаб­ ление слоем, запоминание этого сигнала и отбор пробы для измерения плотности материала. Затем реле вре­ мени РВ переключается на работу второй ступени цикла, во время второго периода продолжается рассев, который начался сразу же с отбором материала, и от­ ключается схема запоминания СЗ.

Третья ступень измерительная. В этот промежуток времени контейнер СПР, стоящий в анализаторе пробо­ отборника, приводится в рабочее положение, подается напряжение питания блоком ВСГ на счетчики СИ-22Г (СГ) и схема запоминания СЗ подключается к

схеме измерения порозности РСЗ.

В течение третьей ступени цикла проводится запись результатов измерений плотности частиц материала, гра­ нулометрического состава пробы, порозности слоя, сте­

В продолжении всего времени работы установки си­ стема рассева и система вывода материала из пробоот­ борника не выключаются. Как уже говорилось выше, время ступеней цикла и сам цикл могут меняться в за­ висимости от конкретных условий: типа печи, особенно­

что время всего цикла может быть сделано равным при­ мерно 3 мин.

Время отбора определяется сечением пробоотборни­ ка, непосредственно соприкасающимся со слоем материа­ ла, скоростью частиц в слое, необходимым объемом про­ бы, размером печи, порозностью слоя в контролируемом сечении. В рассматриваемом случае оно равно пример­

писи. Учитывая эти требования, время, необходимое для измерения, получается равным примерно 30 сек. Для очистки бункеров достаточно также 30 сек.

§ 10. ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ХАРАКТЕРИСТИК КИПЯЩЕГО СЛОЯ

При выборе источника излучения необходимо учи­ тывать его параметры: вид и энергию излучения, радиа­ ционный выход и период полураспада, размеры источни­ ка, а также его стоимость и доступность. Графики и ре­ комендации по выбору излучателей приведены в рабо­ те [38] .

Для измерения насыпной объемной массы радиоизо­ топным методом необходим источник у-излучения: излу­ чение должно проникать через стальные стенки бунке-