DD209280A1

DD209280A1 - Verfahren und vorrichtung zur korrektur radiometrischer messungen an schuettguetern

Info

Publication number: DD209280A1
Application number: DD24209582A
Authority: DD
Inventors: Manfred Frenzel
Original assignee: Adw Der Ddr Zentralinstitut F
Priority date: 1982-07-30
Filing date: 1982-07-30
Publication date: 1984-04-25
Also published as: DD209280B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur radiometrischer Messungen an Schuettguetern mit schnell veraenderlicher Flaechenmasse. Waehrend jedes Meszzyklus der radiometrischen Meszstrecke wird die Flaechenmassehaeufigkeitsverteilung durch Gammastrahlungstransmission ermittelt und zur Korrektur des jeweiligen Meszwertes der radiometrischen Meszstrecke genutzt, wobei der Durchmesser des Gammastrahlenbuendels fuer die Messung der Flaechenmassehaeufigkeitsverteilung kleiner als die mittlere Korngroesze des Schuettgutes gewaehlt wird und wobei waehrend einer Einzelmessung zur Bestimmung der Flaechenmassehaeufigkeitsverteilung innerhalb eines Meszzyklus der radiometrischen Meszstrecke eine Relativbewegung zwischen Schuettgut und Gammastrahlenbuendel um maximal einen Betrag in der Groeszenordnung des Durchmessers des Gammastrahlenbuendels fuer die Messung der Flaechenmasssehaeufigkeitsverteilung stattfindet.{radiometrische Messungen; Schuettgueter; Korrektur; schnell veraenderliche Flaechenmasse; Flaechenmassehaeufigkeitsverteilung; Gammastrahlungstransmission}

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur radiometrischer Xvlessuzigeh an Schüttgütern . . . .......

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung-betrifft ein Verfahren und eine^: Vorrichtung zur Korrektur radiometrischer Messungen an Schüttgütern«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der praktischen Anwendung radiometrischer Meßmethoden liegen die zu untersuchenden Stoffe häufig als Schüttgut vor. Sie.sind also bezüglich der Dichte inhomogen. Als Folge davon ist die Flächeninasse auf einer bestimmten Weglänge in der Probe nicht konstant, sondern sehwankt" bei Änderungen von Richtung und Lage dieser Weglänge' mit einer Häufigkeitsverteilung um einen Mittelwert. Die Größe des. Meßsignals radiometri3cher Meßstrecken weicht dann von dem Wert ab, der sich bei konstanter Flächeninasse ergeben würde. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn bei der Messung ein größerer Teil der Probe erfaßt wird (z. B, Vorwärtsstreuung von Quantenstrahlung bereits bei stehender Probe, enggebündelte Transmission bei bewegter Probe, d. h. bei Messung am Transportband). Die Größe der genannten Abweichung hängt von der Form der Flächenmassehäufigkeitsverteilung ab. Der gleiche Stoff kann also bei gleicher Schüttdichte allein durch unterschiedliche Korngrößen unterschiedliche. Meßsignale liefern. Große Körner bewirken dabei eine breite Flächenmassehäufigkeit3verteilung, kleine Körner eine schmale Flächenmassehäufigkeitsverteilung.

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Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die Berücksichtigung des Einflusses der Flächeninassehäufigkeitsverteilung auf das Meßsignal radiotaetrischer Meßstrecken,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Korrektur des Meßsignals radiometrischer Meßstrecken bei Messungen an Schüttgütern sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens au entwickeln·

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Korrektur radiometrischer Messungen an Schüttgütern besteht darin, daß die Flächenmassehäufigkeitaverteilung mittels Gammatransmission durch Messungen an mehreren Stellen der Probe bestimmt und damit das Meßsignal der eigentlichen radiometrischen Meßstrecke korrigiert wird, wobei die Strahlenenergie bei der Gammatransmission so gewählt wird, daß der Massensehwächungskoeffizient nicht oder vernachlässigbar gering von der-Zusammensetzung der Probe abhängt, und der Durchmesser des Gammastrahlenbündels kleiner als der mittlere Korndurchmesser der Probe ist. Die Messung mit einem sehr feingebündelten Gammastrahl garantiert, daß nicht ein Mittelwert.-über einen bestimmten Bereich erfaßt wird« Bei einer ausreichenden Zahl von Meßstellen wird die Flächenmassehäufigkeits-.verteilung der Probe gewonnen.

Handelt es sich um eine bewegte Probe, z, B. um Kohle auf einem Transportband, muß die Meßaeit für eine Einse!messung so kurz sein, daß sich die Probe nur um einen Betrag, der in der Größenordnung des Strahlendurchmessers liegt, weiter, bewegt.

In Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit des Schüttgutes kann das zu Meßzeiten führen, die im ms-Bereich liegen. In diesen Fällen gewinnt die Statistik schon einen merklichen Einfluß, d.'-h,, der gesuchten Flächenmassehäufigkeitsverteilung ist ein merklicher Beitrag der Poisson-Verteilung überlagert,

Durch. Lösung eines entsprechenden Gleichungssystems ist .jedoch aus der gemessenen Zählratenhäufigkeitsverteilung die Flächenmassehäufigkeitsverteilung berechenbar.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus der Kombination der radiotaetriachen Meßstrecke, deren Meßsignal korrigiert v/erden soll, mit einer Gamma-Transtnissions-Meßstrecke zur Ermittlung der Flächenmassehäufigkeitsverteilung. Die Gamma-Transinissions-Meßstrecke wird mit einer Gammastrahlenquelle ausgerüstet, deren Gamrnaenergie 30 groß ist, daß der Masseschwächungskoeffizient nicht oder nur vernachlässigbar gering von der Zusammensetzung des Schüttgutes abhängt. Mit Hilfe eines Kollimators wird'der Durchmesser des Gammastrahlenbündels so eingestellt, daß er kleiner ist als der mittlere Korndurchmesser des 'Schüttgutes. Es ist günstig, die Vorrichtung mit einer Rechen-· einheit auszurüsten, die aus den Heßergebnissen der Transmissionsmeßstrecke die Flächenmassehäufigkeitsverteilung berechnet und damit den Meßwert der Vorwärtsstreumeßstrecke korrigiert.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch Einsatz einer zusätzlichen Gamma-Transmissions-Meßstrecke die Plächenmassehäufigkeitsverteilung der zu messenden Probe.ermittelt und damit das eigentliche Meßsignal einer radiometrischen Meßstrecke korrigiert werden kann.

Ausführungsbeispiel

Die Pigur zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. . ·

Die Vorrichtung zur Korrektur radiometrischer Messungen an Schüttgütern besteht aus einer bekannten Gamma-Vorwärtsstreu-Heßstrecke und einer Gamma-Transmissions-Meßstrecke, die an einem Transportband 1 angeordnet sind.

Zur Gamma-Vorwärtsstreu-Meßstrecke gehören:

- ein Am-241-Präparat als GanmastrahlenqueHe 4 (Ξ -ψ - βθ ke?) in einem Kollimator 3_f . ·

eine Meßsonde 5 zur'Registrierung der gestreuten Gammastrahlung,

- eine Blende 6 zwischen Quelle 4 und Sonde 5 zur Abschirmung der direkten Strahlung, .

- ein 7erstärker/Analysator 7 und

- ein Zähler 8.

Die Gamma-Transmissions-Meßstrecke besteht aus;

- einem Cs-137-Präparat als Gammastrahlenquelle 11 (^s-*· = 66G ke7) in einem Kollimator 10,

-. einer Meßsonde 12, um die zur Slimierung von Streustrahlung ein weiterer Kollimator 13 angeordnet ist,

- einem Yerstärker/Analysator 14, einem Zähler 15 und

einer Speichereinheit 16«

Die Vorrichtung wird durch einen·.-Rechner 9> an den die beiden ließstrecken angekoppelt sind, und eine Ausgabeeinheit 17 Tervollständigt.

Die Torrichtung dient zur Bestimmung des Aschegehaltes von stückiger Kohle 2, die mit einer Schütthöhe von etwa 15 cm auf dem Transportband 1 befördert wird. Während die Gamma-Vprwärtsstreu-Meßstrecke der Bestimmung des Äschegehaltes dient, wird die Transmissionsmeßstrecke für die Korrektur von Schwankungen der Flächenmassehäufigkeitsverteilung eingesetzt. Zu diesem Zweck wird Cs-I37 als Strahlenquelle gewählt, da die Schwächung von Gammastrahlung dieser Energie (660 keT) fast nicht von der Zusammensetzung der Probe, sondern nur noch von deren Flächenmasse abhängt. Da der mittlere Korndurchmesser der Kohle 20 mm beträgt, wird der Durchmesser des Strahlenbündels mit' Hilfe des Kollimators 10 auf 4 mm eingestellt. Bei einer 'laufgeschwindig-.

4. H L U 3 D J

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keit des Transportbandes 1 von 1 m/s wird die Meßzeit zu 3 ms gewählt. Damit ist gewährleistet, daß sich das Transportband während einer Messung um nicht mehr als einen Durchmesser des Strahlenbündels fortbewegt. Die von der Meßsonde 12 registrierten Impulse werden über den Verstärker/Analysator 14 dem Zähler 15 zugeführt.. Die vom Zähler 15 ermittelten Impulszahlen werden an die Speichereinheit 16 abgegeben· Die Speichereinheit 16 besteht aus einem Teil, der die vom Zähler übernommene Impulszahl einer Größenklasse zuordnet, und einer Anzahl von Zahlenspeichern» E¹Ur jede Größenklasse ist ein Speicher vorgesehen, in dem. gezählt wird, wie oft eine Impulszahl der entsprechenden Größenklasse erreicht wird» Dieser Vorgang (Zählen Einordnen in Größenklassen - Abspeichern) wird so lange wiederholt, wie ein Zählzyklus der Gamma-Vorwärtsstreu-Meßstrecke dauert (z· B. 1 Minute). Danach steht in der Speichereinheit 16 eine Impulszahlenhäufigkeitsverteilung zur Verfügung, aus der die Rechnereinheit 9 die Plachenmassehäufigkeitsverteilung berechnet und damit die von der Vorwärtsstreu-Meßstrecke ermittelte Impulszahl, die im Zähler 8 ansteht, korrigiert, lach Weiterverarbeitung wird dann der Anzeigeneinheit 17 ein bezüglich des beschriebenen Störeinflusses korrigierter Wert für den Aschegehalt-der. Kohle zugeführt.

Claims

Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Korrektur· radiometrischer Messungen an Schüttgütern, dadurch.gekennzeichnet, daß mittels Gamma-Transniis-3ion die Plächenmassehäufigkeitsverteilung durch Messungen an mehreren Stellen der Probe bestimmt und damit das Meßsignal der eigentlichen radiotnetrischen Meßstrecke korrigiert wird, wobei die Strahlenenergie bei der Gamma-Transmissionsmessung so gewählt wird, daß der Massenschwächungskoeffizient nicht oder nur vernachlässigbar gering von der Zusammensetzung der Probe abhängt, und der Durchmesser des· Gammastrahlenbündels kleiner als der mittlere Korndurchmesser der Probe ist.

2. Vorrichtung zur Korrektur radiometrischer Messungen an Schüttgütern, dadurch gekennzeichnet, daß die radiometrische Meßstrecke mit einer Gamma-Transmissions-Meßstrecke zur Ermittlung der F'lächenmassehäufigkeitsverteilung kombiniert ist.

.3. Forrichtung nach Pkt. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gamma-Transmissions-Meßstrecke mit einer Gammaenergie arbeitet, bei der der Massenschwächungskoeffizient nicht oder nur vernachlässigbar gering von der Zusammensetzung des Schüttgutes abhängt,

4. Anordnung nach Pkt. 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Gammaenergie 660 keV beträgt.

5. Vorrichtung nach Pkt. 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Gammastrahlenbündels der Gamma-Transmissions-Meßstrecke durch einen Kollimator so eingestellt ist, daß er kleiner ist als der mittlere Korndurchmesser des Schüttgutes.

6* Torrichtung nach Pkt..'2,. .dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßstrecken über einen Rechner gekoppelt sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen. .