核辐射工业检测仪表教学课件PPT.ppt

核辐射工业检测仪表;第四章 核辐射工业检测仪表;料位检测（料位计） 密度检测（密度计） 厚度检测（厚度计） （辐射型工业检测仪表中的“老三计”： 料位计、密度计、厚度计） 成份检测（煤炭灰分分析仪、水份仪）;1、辐射型工业检测仪表的特点 1）非接触式测量。 2）环境因素对核辐射的来源无影响。 3）实现在线测量。 4）对被测对象无损伤和破坏。 5）能实现同时多个参量测量。;2、工作原理 1）吸收效应-- ?、?、? 2）电离效应-- ?、? 3）散射效应-- ?、? 、 n ;3、常用仪表 1）电离效应 ?、?静电消除器， ?、?烟雾报警器， ?放射性避雷针。 2）吸收效应 ?透射式厚度计，气体压力计,密度计， ?同位素透射仪表， ?密度，料位及称重。 3）散射效应 ?同位素反散射仪表， ?测井， n测井及水分计。;4、基本结构 1）有防护屏蔽的辐射源 2）有适当几何布置的辐射灵敏探测装置 3）处理探测器输出信号的电子学线路 4）用于贮存和分析结果的仪器;二、核辐射穿透式厚度计;对于β射线：;2、β穿透式厚度计;11;1）单电离室β厚度计;2）双电离室β厚度计;3、γ穿透式厚度计;三、核反射式厚度计;反散射强度和厚度的关系;Ip0-当Xn=0时的反散射辐射强度 Ipn-当Xn大于等于XH时的反散射辐射强度 ρn-覆盖材料的密度;对于γ射线：;2、β反射式厚度计;3、γ反射式厚度计;四、核辐射式密度计;五、核辐射式物位计;2）利用物质对射线的吸收程度测量物位;24;25;2、固定式物位计;3、随动式物位计;;六、核辐射式成分分析仪 ;30;2）β散射法;3）能谱分析法;2、成分分析的重要应用—煤灰分仪;煤灰分 煤在一定温度下充分、完全灼烧后，氧化物残留 (主要由SiO2,Al2O3组成)所占灼烧前煤的质量分数； 煤灰分与煤的发热量密切相关，是煤的品质的重 要指标。 通用方法 化学检验法，缺点是存在着比较大的滞后性，无法 在线检验。 ;鉴别煤中所含的树木化石含灰量,分析传送带上的煤品质; 设近似按窄束平行γ射线考虑，又设探测器是线性响 应。则探测器的输出信号： I0 ：皮带空载???无煤）时的信号； ?t ：煤对某种能量γ射线总的质量吸收系数； （??x）：γ射线所穿透煤层的质量厚度；; 按对复合材料质量吸收系数的计算规则： ?w ：所要测的元素或化合物（灰分）的质量吸收系数 Fw ：所要测的元素或化合物（灰分）的含量（百分重量） ?m ：基体碳的质量吸收系数 Fm ：基体碳的含量（百分重量） 由 式对中能γ射线，煤的质量吸收系数：; ; 通过推导最后得到 其中： ：碳对低能γ射线的质量吸收系数，是已知的； ：碳对中能γ射线的质量吸收系数，也是已知的； ：灰份物质对低能γ射线的质量吸收系数；只要灰份的组成已知，或是固定不变的， ?1w就可求； ; 为求得I’0 、I’、I” 0、I”，采用NaI闪烁探测器，得到下面的能谱图。相应有2个能量区间，分别得到相应的记数率。;1、核子称;核子秤原理分析图;工作原理： m为单位长度的物料质量，a为皮带宽度 ;核子秤应用的现场图;核子秤应用的现场图;核子秤应用的现场图;2、物件探伤（?辐射探伤仪） 工作原理：一束平行?射线射向被检测物件，在物件的另一侧放置探测器，如下图;?射线在正常物件的衰减 当存在缺陷时 两者比值为 缺陷物质常是空气 ;常用方法：强度测量法 辐射探伤常用 ? 源： 60Co,137Cs 辐射探伤常用源活度：1011 Bq ～1012 Bq 示意图：;3、中子水分计 工作原理： 快中子与原子核弹性碰撞，散射后的平均动能E2为： ;插入型中子水分计 快中子源241Am-Be，活度为4～10GBq。探测器为锂玻璃探测器（对慢中子灵敏）;探头装有中子源和探测器;核子密度仪外观---国产;核子密度仪外观----美国核子密度湿度仪;4、α，β辐射式仪表 （1）核辐射静电中和器 工作原理：核辐射粒子与空气分子作用，产生正负离子对,在一定的空间范围内形成高密度的离子云。带静电荷的物体靠近中和器，离子对中带相反电荷的离子向带电体迁移,与之中和，而剩余离子则由中和器接地被泄