книги из ГПНТБ / Радиоизотопные приборы в промышленности строительных материалов

Рассмотрим аппаратурную погрешность интенсиметра. В аналоговых устройствах воздействие любого из дестабилизирующих факторов приводит к определенно­ му изменению нормализованного заряда, приносимого на интегратор. Стабильность заряда практически огра­ ничена величиной 1 % ; такую же погрешность могут вносить измерительный прибор и саморазряд конденса­ тора интегрирующего контура. Поэтому точность анало­ говых регистраторов, как правило, не превосходит не­ скольких процентов.

При измерении с повышенной точностью величин, лежащих в широком диапазоне динамических значений, приходится расширять динамический диапазон устрой­

ностей интенсиметрического и счетно-импульсного мето­ дов регистрации интенсивности позволяет сделать сле­ дующее заключение о целесообразности их применения

врасходомере сыпучих материалов.

1.Относительная среднеквадратичная погрешность счетно-импульсного метода меньше интенсиметрического.

2.Для получения минимальной аппаратурной по­ грешности предпочтительней также счетно-импульсный метод.

3.Погрешности за счет просчетов у обоих методов

сти в расходомере предпочтительнее использовать счет­ но-импульсный метод регистрации интенсивности излу­ чения.

§ 3. УСТРОЙСТВО РАСХОДОМЕРА

Использование счетно-импульсного метода предпола­ гает следующую схему работы расходомера. Поток сы­ пучего материала (например, песок) после формирова­ ния при помощи четырехугольной течки просвечивается в поперечном сечении пучком у-излучения, интенсив­ ность которого постоянно регистрирует детектор, распо­ ложенный с противоположной стороны течки, несколько ниже выходного отверстия. Для просвечивания исполь-

зустся равномерное поле, созданное системой специаль­

частота поступления импульсов, при этом обратно про­ порциональна количеству материала в потоке. Общее число импульсов, зарегистрированное прибором за все время измерения, не будет правильно характеризовать массу материала, прошедшего за это же время через контролируемое сечение течки.

Для обеспечения прямой зависимости числа зареги­ стрированных импульсов от количества материала, про­ шедшего через расходомер, в данном случае используют разностный метод регистрации интенсивности потока излучения.

Конечный результат получается в виде разности сче­ тов числа импульсов, приходящих от двух идентичных

детектор регистрирует неослабленное излучение от того

прямо пропорциональна количеству материала в потоке (расходу). Очевидно, вместо второго детектора можно использовать генератор импульсов, если это не увеличи­ вает погрешность измерения и оправдано экономически.

где Q — массовый расход, г/сек; у —скорость движения материала, см/сек; S — площадь поперечного сечения материала, см2; р— плотность материала в потоке, г/см3.

По ЯЯ

Рис. 8.5. Схема устройства расходомера:

Время измерения можно определить следующим об­ разом:

AN = N0 — N = пйТ — пТ;

AN = п0 (1 — е - ^ ) Т,

откуда

„0 ( l _ e - ^ )

Из этого выражения видно, что время набора задан­ ного числа импульсов зависит от величины плотности потока х, т. е. изменения плотности потока материала приводят к изменению времени набора заданного числа

чим аналитическое выражение для определения массы

Для проверки возможности регистрации расхода ма­ териала рассматриваемым способом необходимо иссле­

лебаниях величины х. Очевидно, рассматриваемый метод регистрации расхода окажется пригодным в том случае, если изменения величины х в процессе измерения приве­ дут только к соответствующим изменениям времени из­ мерения и не повлияют на конечный результат: одному и

Из формулы (8.21) видно, что количество материа­ ла Р будет оставаться постоянным, если различным зна­ чениям х будет соответствовать одно и то же значение

превышающие 0,045, исследуемое выражение не зависит от х, т. е. остается постоянным_ (с погрешностью 0,1%).

Таким образом, величина [їх ^0,045 является крити­ ческой при расчете параметров расходомера какого-либо конкретного материала. Назовем ее условием достовер­

песка (режим дозатора). Песок имеет следующие харак­ теристики: плотность 2,65 г/см3, средняя насыпная мас­

песка, во внимание не принимали, так как они пренебре-

при работе расходомера колебания поверхностной плот­

мерность которого г/имп.

Формула (8.22) показывает, что любое суммарное количество импульсов, зарегистрированное счетным уст­ ройством, однозначно определяет соответствующее коли­ чество материала, прошедшее через контролируемое сечение за время измерения. Коэффициент q для каж­ дого конкретного случая должен рассчитываться по при­ веденной формуле и уточняться окончательно при тари­ ровке прибора.

Проведенные в этой главе рассуждения и расчеты обосновывают реальную возможность осуществления ра­ диоизотопного расходомера повышенной точности.

Очевидно, данная разновидность расходомера, не являясь универсальной для всех видов сыпучих матери­ алов, все же сможет найти достаточно широкое приме­ нение во многих промышленных отраслях, в том числе и в промышленности строительных материалов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Гаузнер С. И., Михайловский С. С, Орлов В. В. Регистрирую­ щие устройства в автоматических процессах взвешивания. М., Машиностроение, 1966.

2.Карпин Е. Б. Расчет и конструирование весоизмерительных ме­ ханизмов и дозаторов. М., Машгиз, 1963.

3.Орлов С. П. «Испытательные машины, приборы автоматизации

взвешивания и дозирования», 1964, № 2 (13).

4.Видинеев Ю. Д. Автоматическое непрерывное дозирование ма­ териалов. М., «Энергия», 1965.

5.Луткин Н. И. Расходомеры для зерен и сыпучих материалов. М., «Колос», 1969.

6.Перцовский Ё. С. Применение радиоизотопных контрольно-изме­ рительных приборов в пищевой промышленности. М., 1962.

7.Клоптон К. Э. Широкие перспективы использования методов, ос­ нованных на поглощении и отражении излучений. Доклад на Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии. Доклад № 164 США (35—62). Изд-во А Н СССР М., 1956.

8.Пугачев А. В. Радиоизотопный контроль и автоматизация про­

цессов подготовки шихты. М., Атомиздат, 1965.

9.Сегалин В. Г. Применение радиоактивных изотопов для автома­ тизации в угольной промышленности. М., Госгортехиздат, 1960.

10.Берман М. Л. Канд. дис. Ин-т ядерной физики АН УзССР. Ташкент, 1969.

11.Лойцянский Л. Г., Лурье А. И. Теоретическая механика. Ч I I .

Динамика. М — Л . , Изд-во ГТТИ, 1933.

12.Репринцева С. М., Федорович Н. В. К вопросу движения дис­ персного материала в вертикальных замкнутых каналах. В сб.: «Тепло- и массообмен в сушильных и термических процессах». Минск, «Наука и техника», 1966.

13.Горн. Л. С, Хазанов Б. И. Регистраторы интенсивности излуче­ ний. М., Атомиздат, 1965.

14.Матвеев В. В., Хазанов Б. И. Приборы для измерения ионизи­ рующих излучений. Изд. 2-е. М., Атомиздат, 1972.

15.Санин А. А. Электронные приборы ядерной физики. М., Физмат-

гиз, 1961.

16. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике. М., Гостехтеориздат, 1967.

17.Кимель Л. Р., Машкович В. П. Справочник по защите от иони­ зирующих излучений. Изд. 2. М., Атомиздат, 1972.

18.Полевые ядерные геофизические методы. Под ред. В. И. Барано­ ва. М., «Наука», 1966.

Г Л А В А 9

А Н А Л ИЗ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА СЫРЬЕВОГО ШЛАМА

В условиях поточного производства всегда желатель­ но, а иногда необходимо иметь экспрессную информацию о количественном содержании основных составляющих элементов обрабатываемого продукта, наличие такой ин­

количества сырья, особое значение приобретает экспрес­ сивность аналитических методов.

§1. ЯДЕРНОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА

Впоследнее десятилетие в промышленном производ­ стве находят все большее применение ядернофизические методы анализа, так как они часто превосходят по экс­ прессное™ и чувствительности все другие методы и, кроме того, в большинстве случаев не требуют специаль­ ной подготовки проб.

К ядернофизическим методам анализа можно отне­ сти следующие.

1. Нейтронноактивационный анализ — один из наибо­ лее чувствительных и специфических методов, позво­ ляющий определять широкий круг элементов, содержа­ щихся в образцах в микрограммовых и в макрограммовых количествах. Этот метод получил широкое распро­ странение для анализа чистых, сверхчистых материалов

и в геологии. Метод использует явление искусственной радиоактивности в результате реакций (п, у), (п, р), (п, 2п), {п, а ) , (п, п') и других, возникающих при облу­ чении исследуемого материала потоком нейтронов. Се­ лективное измерение наведенной активности дает ин­ формацию о количестве определяемого элемента.

2. Анализ элементного состава по у-излучению, со­ провождающему захват нейтронов. Баланс энергий при реакциях радиационного захвата нейтрона с начальной энергией Еп можно записать следующим образом:

полная энергия возбуждения образующегося ядра. Ве­ личина энергии Q для большинства ядер лежит в пре­

у-Излучение радиационного захвата нейтрона характе­ ризует только данное ядро. Используя эту особенность, можно вести элементный анализ по у-излучению радиа­ ционного захвата, причем немедленное получение инфор­ мации позволяет в некоторых случаях вести анализ в потоке без отбора проб. Однако область применения данной методики очень ограниченна, ее применяют в основном для элементов с большим сечением радиацион­ ного захвата нейтронов или для элементов с ярко выра­ женным специфическим Y " c n e K T P 0 M радиационного за­ хвата.

3.Количественное определение некоторых элементов по поглощению нейтронов — так называемый нейтронноабсорбционный метод. Этот метод применяют для опре­ деления элементов с большим сечением поглощения нейтронов.

4.Для элементного анализа пЪ наведенной активно­ сти кроме нейтронов можно использовать и у-кванты

на использовании фотоядерных реакций, весьма ограни­ ченна, так как в большинстве случаев сечения фотоядер­ ных реакций очень малы. Однако следует отметить, что появление мощных и компактных источников у-излуче-