DE2425113A1

DE2425113A1 - Vorrichtung zur verschleissmessung mit radioaktiven isotopen

Info

Publication number: DE2425113A1
Application number: DE19742425113
Authority: DE
Inventors: Gerd Schmidt
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1974-05-24
Filing date: 1974-05-24
Publication date: 1975-12-04
Also published as: DE2425113B2; DE2425113C3

Description

Vorrichtung zur Verschleißmessung mit radioaktiven Isototen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verschleißmessung mit radioaktiven Isotopen, bei der der Radioisotope enthaltende Abrieb eines vorher radioaktiv markierten Naschinenteils durch ein Medium, vornehmlich Ö1, zu einem ein Szintillations-Kristall aufweisenden Meßkopf transportiert wird.
Moderne Verfahren, bei denen niedrige Aktivitäten und empfindliche, zuverlässige Meßgeräte verwendet werden1 erlauben einen vorteilhaften Einsatz von Radioisotopen in der Verschleißmessung. Beim modernen Dünnschicht-Aktivierungaverfahren, bei dem beliebige sichtbare oder freigelegte Zonen eines Maschinenteils mit schweren geladenen Teilchen aus einem Beschleuniger bestrahlt werden, entstehen Radioisotope nur in einer dünnen Schicht unter der Oberfläche. Die Aktivität der so behandelten Maschinenteile liegt etwa um einen Faktor Iooo unter derjenigen, die bei früher benutzten Verfahren mit thermischen Neutronen hervorgerufen wurde. Durch Verwendung verschiedener Arten und Energien von bestrahlenden Teilchen kann man selbst in Teilen aus dem gleichen Material deutlich unterscheidbare Radioisotope erzeugen. Damit wird es sogar möglich, verschiedene Verschleißkomponenten gleichzeitig zu messen.
Die Aufgabe der Erfindung bezieht sich nun darauf, die Durchflußmeßanordnung zu verbessern sowie sie gleichzeitig zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß in einem NaJ-Kristall ein Querloch vorgesehen ist, das ein gerades Rohrstück durchdringt, das vom Öl mit den radioaktiven Verschlußpartikeln durchströmt wird. Das Rohrstück kann dabei vertikal verlaufen und an seinem oberen Ende einen Zufluß sowie an seinem unteren Ende einen Abfluß für das Öl mit den radioaktiven Partikeln aufweisen. Außerdem kann am oberen Ende des Rohrstücks ein weiterer Rohranschluß zur Entlüftung vorgesehen sein, dessen über besondere Ventile ins Freie mündendes Ende oberhalb des Rohrstückes liegt oder der in den Ölkreislauf zurückführt.
Zur Kühlung der Vorrichtung kann zwischen der Innenfläche des Querloches und der Außenfläche des Rohrstücks im Bereich des NaJ-Kristalls ein im Querschnitt ringförmiger Mantel angeordnet sein, der von Kühlwasser durchströmt wird. Schließlich können der NaJ-Kristall, der ihn umgebende Kühiwassermantel und wenigstens ein Teil des Rohrstücks von einer Bleiabschirrung umgeben sein.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung zur Verschleißmessung mit radioaktiven Isotopen hat die Vorteile, daß die aufwendig herzustellende Meßkammer durch ein einfaches Rohr mit Anschlüssen ersetzt werden kann. Dadurch erreicht man eine höhere Verschleißpartikelkonzentration und damit eine bessere Neßempfindlichkeit.
Dabei ist die Geometrie zur Erfassung der Strahlung gleich oder noch besser als bei der früher bekannten Meßkammer. Im übrigen kann bei der erfindungsgemäßen Ausführung die Bleiab9chirmung wesentlich kleiner dimensioniert werden, was zu Kostenersparnis und besserer Handhabung führt. Außerdem wird die Kontaktfläche zwischen dem eventuell heißen Medium und dem Meßbehälter gegenüber der früheren },meßkammer wesentlich vermindert. Weiterhin wird die Kühlung des Detektors weniger aufwendig. Das Transportmedium kann ferner das erfindungsgemaße gerade Rohrstück leichter, d.h. mit geringerem Strömungswiderstand durchströmen. Dadurch werden das Transportmedium und damit dic Betriebsbedingungen nur unwesentlich beeinflußt. Schließlich bringt eine solche Ausgestaltung des Rohrstückes den weiteren Vorteil mit sich, daß sich in dem Durch£lußrohr keine Verschleißpartikel absetzen können.
Die erfindungsgemäße Verschleißmeßsonde erschließt neue Einsatzgebiete für die Verschleißmessung, z.B. den Einsatz im mobilen Meßsystem für Pkw's, was nun erst durch die Gewichtsersparnis möglich wird. Außerdem können Verschleißmessungen an Maschinen mit geringerem ölvolumen durchgeführt werden.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das einer bisher verwendeten Meßvorrichtung gegenübergestellt wird, in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten der Erfindung entnommen werden können. Es zeigen Fig. 1 eine Durchflußmeßanordnung mit einer MeX-vorrichtung nach der bisherigen Ausführung, Fig. 2 eine erfindungsgemäße Neßvorrichtung.
In Fig. 1 ist eine Durchflußmeßanordnung dargestellt, die an eine Verbrennungskraftmaschine 1 angeschlossen ist. In der Verbrennungskraftmaschine 1 ist die zu messende Fläche mit schweren geladenen Teilchen aus einem Beschleuniger bestrahlt worden. An dieser bestrahlten Fläche, die einem Verschleiß ausgesetzt ist, wtd ein Ölstrom vorbeigeführt, der der Verbrennungskraftmanchine 1 durch eine Zuleitung 2 zugeführt wird. Während des Versuchslaufs werden die abgeriebenen radioaktiven Verschleißteilchen durch das in der Leitung 3 rückströmende Öl huber die Pumpe 4 zu einem Meßgerät 5 gebracht, das mit einer Bleiabschirmung 6 umgeben ist. Der eigentliche Meßkopf 7 besteht aus einem NaJ-Kristall, der von einem Kühlwassermantel 8 und einem weiteren Hantel 9 umgeben intu von dnen der eine mit Kühlwasser und der andere vom Öl durchströmt wird.
An den NaJ-Kristall schließt sich ein sogenannter Multiplier 11 an, der mit einer Meßelektronik 12 verbunden ist.
Anstelle des Meßgerätes 5 wird bei der erfindungsgemässen Ausführung das Meßgerät 5a eingesetzt. Es weist ein vertikal verlaufendes Rohrstück 13 auf, das von dem von der Verbrennungskraftmaschine herkommenden Öl durchströmt wird, das die Radioisotope mit sich führt.
Am oberen Ende des Rohrstücks 13 befindet sich ein Zufluß 14 und am unteren Ende ein Abfluß 15, die mit den in Fig. 1 dargestellten Ölleitungen 3 bzw. 2 verbunden sind.
Am oberen Ende des Rohrstücks 13 ist außerdem ein weiterer Rohranschluß 16 zur Entlüftung vorgesehen, dessen ins Freie mündendes Ende 17 oberhalb des Rohrstücks 13 liegt.
Weiterhin ist zwischen der Innenfläche des Querlochs 18, das vom Rohrstück 13 durchdrungen wird, und der Außenfläche des Rohrstücks 13 im Bereich des NaJ-Kristalls 7a ein im Querschnitt ringförmiger Mantel 19 angeordnet, der von Kühlwasser durchströmt wird. Das Ganze ist in ähnlicher Weise wie bei der Ausführung nach Fig. 1 von einer Bleiabschirmung 20 umgeben, die jedoch im vorliegenden Falle durch die gemäß der Erfindung einfachere Form kleiner als bisher ausgeführt sein kann.

Claims

Ansprüche

Vorrichtung zur Verschleißmessung mit radioaktiven Isotopen, bei der der Radiosiotope enthaltende Abrieb eines vorher radioaktiv markierten Elaschinenteils durch ein Medium, vornehmlich Öi, zu einem ein Szintillations-Kristall aufweisenden Meßkopf transportiert wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in einem NaJ-Kristall (7) ein Querloch vorgesehen ist, das ein gerades Rohrstück (13) durchdringt, das von dem radioaktive Verschleißpartikel enthaltenden Öl durchströmt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Rohrstück (13) vertikal verläuft und an seinem oberen Ende einen Zufluß (14) sowie an seinem unteren Ende einen Abfluß (15) für das Öl mit den radioaktiven Partikeln aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß am oberen Ende des Rohrstücks (13) außerdem ein weiterer Rohranschluß (16) zur Entlüftung vorgesehen ist, dessen über besondere Ventile ins Freie mündendes Ende (17) oberhalb des Rohrstückes liegt oder der in den Ölkreislauf zurückführt.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen der Innenfläche des querlochs (18) und der Außenfläche des Rohrstückes (13) im Bereich des NaJ-Kristalls (7a) ein im Querschnitt ringförmiger >lantel (19) angeordnet ist, der von Kühlwasser durchströmt wird.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der NaJ-Kristall (7a), der ihn umgebende Kühlwassermantel (19) und wenigstens ein Teil des Rohrstückes (13) von einer Bleiabschirmung (20) umgeben sind.