Радіоізотопний густиномір

Радіоізотопний густиномір, що містить зону контролю у вигляді трубопроводу з постійним по довжині діаметром, капсулу з джерелом γвипромінювання, встановлену на диску, що обер 3 24156 4 перетину з постійним діаметром по всій довжині, якого могли вбудовува тися металеві трубки - "канали просвічування» під будь - яким кутом, покаприймач g - випромінювання, преобразуючий зали, що у разі орієнтації джерела випромінюванблок, фазочутливий підсилювач, реверсивний двиня - освітлювача в необхідному положенні при гун, компенсаційний клин, вихідний перетворювач і проходженні його над каналами просвічування вторинний прилад. забезпечуються: Густиномір має два канали «просвічування» g 1) однакові умови проходження світлового по- випромінюванням, перший з яких проходить четоку в першому і др угому каналах просвічування; рез трубопровід з контрольованим середовищем, 2) проходження потоків світла в першому і другий канал - через компенсаційний клин і трубодругому каналах через рівні проміжки часу; провід з контрольованим середовищем. При цьому 3) мінімальна відстань між джерелом світла і довжина першого каналу Р1 в межах зони контроприймачем - фотоелементом і мінімальні відстані лю більше довжини l2 другого каналу від поверхні трубопроводу і джерела світлового (l 1 - l 2= ) D l » 2 d , де d - діаметр трубопрово3 ду), а товщина стінок трубопроводу у межах першого і другого каналів ідентична. Недоліками відомого радіоактивного густиноміра є: - значна відстань між джерелом і приймачем g - випромінювання, між джерелом випромінювання і трубопроводом з досліджуваним середовищем і між приймачем випромінювання і трубопроводом, при яких вдається забезпечити однакову товщину стінок трубопроводу в каналах просвічування при нерухомій капсулі з джерелом випромінювання, закріпленій на диску, що істотно збільшує і габарити густиноміра, і ускладнює біологічний захист, вимагає більшої кількості матеріалу, що захищає персонал від g - випромінювання, істотно ускладнює забезпечення рівноцінних умов проходження потоків випромінювання в першому і др угому каналах просвічування; - незабезпечення умови повної синхронізації потоків g - випромінювання, що проходять в першому і другому каналах просвічування - проходження потоків в каналах просвічування через рівні проміжки часу, що приводить до збільшення погрішності вимірювання. Тривимірне графічне моделювання показало, що при нерухомій капсулі з джерелом g - випромінювання (стаціонарно закріпленої на поверхні диска, що обертається) складно забезпечити ідентичність проходження g - випромінювання в каналах просвічування, проходження g - випромінювання в першому і другому каналах через рівні проміжки часу і точне розташування джерела випромінювання і приймача на осях першого і другого каналів при мінімальній відстані між джерелом і приймачем g - випромінювання, а також мінімальні відстані між джерелом, приймачем і поверхнею трубопроводу. Вказане пояснюється неоднаковістю кутів нахилу до поверхні трубопроводу першого і другого каналів просвічування. Але перераховані недоліки можуть бути виключені, якщо капсула «автоматично» орієнтуватиметься в просторі при проходженні її над каналами просвічування, капсула «автоматично» підстроюватиметься під напрям осей першого і другого каналів просвічування. «Фізичне» моделювання, при якому як g джерела використовувався осві тлювач з концентруючою лінзою, як приймач - фотоелемент, як канали просвічування - тонкостінні металеві трубки, а як трубопровід - циліндр з пінопласту, в стінки потоку, і приймача, розташованих з протилежних сторін трубопроводу. Враховуючи, що закони розповсюдження світлового потоку і потоку g - випромінювання описуються рівнянням ідентичними, але потік g - випромінювання жорсткіший і могутніший, можна стверджувати, що результати моделювання можуть бути перенесені на реальний об'єкт дослідження, в якому джерело формує g - випромінювання, а приймачем є іонізаційна камера або галогенний лічильник. Завданням передбачуваної корисної моделі є зменшення габаритів густиноміра, скорочення відстаней між джерелом і приймачем g - випромінювання, синхронізація потоків випромінювання і забезпечення рівнозначних умов їх проходження в першому і в другому каналах просвічування і зменшення погрішності вимірювання. Вказане завдання досягається новим технічним рішенням, що має винахідницький рівень, за рахунок того, що у відомому густиномірі капсула з джерелом g - випромінювання жорстко закріплена на поверхні диска, що обертається, а згідно корисної моделі капсула з джерелом випромінювання встановлена на плоскій пружині, верхній кінець якої закріплений на поверхні диска, під диском за допомогою Г - подібних кронштейнів встановлені два стаціонарні направляючі лекальні елементи, орієнтуючі капсулу з джерелом g - випромінювання так, що при проходженні її над каналами просвічування джерело випромінювання і приймач знаходяться на осях каналів просвічування при мінімальній відстані між джерелом випромінювання і приймачем, забезпечується повна синхронізація потоків випромінювання в каналах просвічування і повна ідентичність умов їх проходження в першому і другому каналах. Пропоноване технічне рішення формує у розробленого радіоізотопного густиноміра нові властивості: 1) забезпечується мінімальна відстань між джерелом і приймачем g - випромінювання, а також між трубопроводом і джерелом g - випромінювання і трубопроводом і приймачем g - випромінювання; 2) забезпечується ідентичність умов проходження g - випромінювання в каналах просвічування трубопроводу з контрольованим середовищем g - випромінюванням і проходження потоків g - випромінювання в каналах через рівні проміжки часу, унаслідок чого зменшуються загальні га 5 24156 6 барити густиноміра, маса речовини, використовубопроводі, але не залежить від товщини його стівана для біологічного захисту обслуговуючого пенок, що змінюється в процесі їх стирання абразивними частинками в часі. рсоналу від g - випромінювання, і підвищується Початкове значення діапазону вимірювання точність вимірювання. задається початковим положенням компенсаційноНа Фіг. зображена схема пропонованого радіого клину 13. Якщо щільність середовища в трубоізотопного густиноміра. Радіоізотопний густиномір проводі 16 рівна значенню початкового діапазону, містить синхронний двигун 1, на валу 2 якого встановлений диск 3, джерело g - випромінювання 4, то I1 = I2 і вимірювальна схема збалансована. поміщений в капсулу 5, закріплену на плоскій пруЯкщо щільність середовища зростає, то I1 зменжині 6, жорстко сполучену з диском 3, що лекальні шується більшою мірою, чим I2 , тому на ви ході направляють 7, стаціонарно встановлені під диском за допомогою Г - подібних кронштейнів 8, приприймача 9 виникає сигнал розбалансу, який детектує преобразуючим блоком 10, посилюється ймач g - випромінювання 9, преобразуючий блок фазочутли вим підсилювачем 11, приводить в дію 10, фазочутливий підсилювач 11, реверсивний реверсивний двигун 12. двигун 12, компенсаційний клин 13, вихідний переДвигун переміщає компенсаційний клин 13, творювач 14, вторинний прилад 15. Робота радіоізотопного густиноміра здійснюзабезпечуючи зменшення сигналу I2 , до тих пір, ється таким чином. Двигун 1 безперервно обертає поки що поступають на приймач 9 по першому і із заданою постійною швидкістю закріплений на другому каналах просвічування потоки g - випройого валу 2 диск 3, на якому за допомогою плоскої мінювань не стануть рівними, після чого вимірюпружини 6 закріплена капсула 5 з поміщеним в неї вальна схема врівноважується. Реверсивний двиджерелом g - випромінювання 4. При проходженні гун 12, переміщаючи компенсаційний клин 13, одночасно впливає на чутливий елемент вихідного над першим (з l 1) і другим (з l 2 ) каналами проперетворювача 14, який виробляє сигнал, пропорсвічування капсула 5 лекальними направляючими ційний переміщенню клину. Цей сигнал поступає елементами 7, встановленими під диском 3 стаціна вхід вторинного приладу 15 з шкалою, про граонарно за допомогою Г - подібних кронштейнів 8, дуйованої в одиницях щільності. орієнтується в просторі таким чином, що джерело Конструкція пропонованого радіоізотопного гуg - випромінювання 4 і приймач випромінювання 9 стиноміра дозволяє: знаходяться поперемінно на осях першого і друго1) зменшити габарити густиноміра, а також гаго каналів просвічування, забезпечується ідентичбарити і масу речовини, за допомогою якої здійсність умов проходження g - випромінювання в нюється біологічний захист обслуговуючого персоканалах просвічування і синхронність чергування налу від g - випромінювання; потоків випромінювання в каналах при мінімальній 2) максимально наблизити джерело і приймач відстані між приймачем і джерелом випромінюg - випромінювання до трубопроводу і максимавання. льно зменшити відстань між джерелом і приймаВказане реалізується унаслідок того, що лекачем випромінювання; льні направляючі 7, встановлюють капсулу 5 з 3) забезпечити ідентичність проходження g розміщенням в ній джерелом g - випромінювання випромінювання вканалах просвічування і син4 в строго задане положення при проходженні капхронність проходження через ці канали потоків g сули над каналами просвічування. Цьому сприяє і випромінювання, що забезпечує підвищення точпрофіль лекальних направляючих елементів 7 і відцентрова сила, що притискує капсулу 5 до їх ності вимірювання щільності контрольованого сеповерхні. редовища рухомої безперервно в трубопроводі. Джерела інформації: Оскільки умови проходження g - випроміню1. Авторське свідоцтво №1081411 G01В15/00; вання в каналах просвічування рівнозначні, g G01N9/14 з пріоритетом від 5 березня 1983р. випромінювання поперемінно (з постійною часто2. Бюлетень №1, 2005р. Деклараційний патент тою) проходить через перший і другий канали прона корисну модель UA 4574 U7G01N9/14. свічування, товщина стінок трубопроводу в каналах просвічування однакова, то на приймач випромінювання 9 поперемінно прямують потоки випромінювання I1 і І2, різниця яких описується формулою DI = I1 - I2 = I0e-mrDl де Dl = l 1 - l 2 , а DI тому залежить тільки від щільності r контрольованого середовища в тру 7 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 24156 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601