книги из ГПНТБ / Радиоизотопные приборы в промышленности строительных материалов

§ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНИМОСТИ МЕТОДА

ПРОСВЕЧИВАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ ФУТЕРОВКИ

щать в ее внутреннюю полость какие-либо части изме­ рительного устройства практически нельзя. При реали­ зации метода приняли единственно возможное направ­

устройство перемещается вдоль нее с определенной ско­ ростью.

измерения. Эта схема удовлетворяет основным требова­ ниям, предъявляемым к точности контроля изменения состояния обмазки в зоне спекания.

Машиниста вращающейся печи прежде всего интере­ сует сечение, в котором обнаружен дефект, относитель­ ная величина дефекта по сравнению с нормальной тол­ щиной и протяженность дефекта вдоль продольной оси печи. Эти данные ему необходимы для принятия опре­ деленных технологических мер по восстановлению об­ мазки без остановки печи.

Схема регистрации состоит из приемника излучения, интенсиметра и самопишущего потенциометра, на диа­ граммной ленте которого непрерывно фиксируются ре­ зультаты измерений. В качестве приемника используют детектор сцинтилляционного типа, выполненный на фо­ тоэлектронном умножителе в сочетании с монокристал­ лом йодистого цезия.

Применение сцинтилляционного детектора обеспечи­ вает высокую эффективность регистрации излучения, что позволяет использовать источник излучения мини­ мальной активности.

В установке в качестве излучателя применен радио­ активный изотоп Со 6 0 , обладающий достаточно жестким излучением при вполне приемлемом периоде полурас­ пада.

Известно [13—15], что для проникающих излучений различной энергии облучаемая среда является поглоти­ телем. При энергии у-излучения С о 6 0 массовые коэффи­ циенты поглощения почти всех химических элементов, в том числе и основных составных частей обмазки и фу­

гающегося просвечиванию.

При определении толщины методом непосредствен­ ного измерения потока излучения одноканальной схемой используют основное уравнение толщиномера [16].

Под основным уравнением понимают уравнение, свя­

ная величина относительной погрешности измерения за счет статистического характера излучения.

Уравнение (1.1) характеризует статический режим измерения. При контроле состояния футеровки вращаю­ щейся печи в это уравнение необходимо ввести поправ­ ку, учитывающую взаимные перемещения, имеющие место в реальных условиях, величину минимального заданного дефекта и скорость вращения печи.

Практика эксплуатации цементнообжигательных пе­ чей показывает, что износ обмазки и футеровки в зоне спекания носит относительно плавный характер. Прога­ ры имеют значительную протяженность вдоль оси печи.

На рис. 1.4 условно показаны дефект и закон измене­ ния напряжения на интеграторе при пересечении де­ фектом пучка излучения. При правильно выбранном соотношении I и т можно обеспечить стационарный ре­

Аналогичные рассуждения для случая, когда дефект имеет протяженность вдоль оси печи, приводят к выра­ жению

ностью вдоль оси печи.

Когда прибор перемещается вдоль зоны спекания па­

тора, определяемая выражением (1.5), должна быть меньше, чем постоянная времени, определяемая выра­ жением (1.6), для одного и того же значения протяжен­ ности дефекта. Поэтому постоянную времени интегра­ тора измерительного устройства установки выбирают в соответствии с выражением (1.5), что с большим за­ пасом обеспечивает требуемую избирательность прибора по дефектам, имеющим протяженность вдоль оси печи.

Приравнивая выражения (1.5) и (1.6), можно полу­ чить выражение для избирательности прибора к дефек­ там, протяженным вдоль оси печи, и связь размеров дефектов вдоль оси и по окружности между собой:

точечного источника после массивного поглотителя скла­ дывается как из первичных, так и из рассеянных кван­ тов. Уже при сравнительно небольших толщинах погло­ тителя (4—6 длин свободного пробега у-квантов) число рассеянных квантов в 3—10 раз превосходит число пер­

разработано несколько методов повышения чувствитель­

Уравнение (1.8) справедливо для узкого пучка, при широком пучке необходимо ввести в это уравнение со­ ответствующие поправки.

В общем виде скорость счета (широкого пучка) из­ лучения после прохождения им слоя поглотителя толщи­

трального состава излучения и его изменения при рас­ сеянии, состава и размеров поглотителя, поглощения рассеянного излучения и т. п. В настоящее время пред­ ложено несколько приближенных методов расчета рас­

интенсивностью широкого и узкого пучков у-излучения после прохождения через слой поглотителя определен­ ной толщины.

Закон ослабления широкого пучка у-излучения мож­ но выразить аналогично закону ослабления для узкого

При контроле состояния футеровки значение ^ ш оп­ ределяли экспериментально-аналитическим путем по приведенной выше методике.

По результатам предварительных испытаний на экс­ периментальном стенде ориентировочно определили ве­ личину активности источника излучения для надежного просвечивания зоны спекания печи № 5 диаметром 3,3 м Бекабадского ордена Трудового Красного Знамени це­ ментного комбината им. Ф. Э. Дзержинского.

Затем во время калибровки прибора на печи сняли экспериментальную кривую ослабления широкого пучка излучения реальными поглотителями. Значение интен­ сивности /о рассчитали теоретически, исходя из геомет­ рии измерения и параметров детектора. Полученные данные позволили по формуле (1.11) определить значе­ ние [Аш, которое оказалось равным

цш = 0,103 смгх .

По значениям линейных коэффициентов ослабления узкого пучка излучения для футеровки и обмазки, най­ денным экспериментально,

ц ф = 0,13 см ' , |ло б м = 0,08 см~1 ,

а также другим данным определили коэффициент ослаб­ ления узкого пучка излучения всего объекта в целом, он оказался равным

ц = 0,13 см~1 ;

полученный результат находится в полном соответст­ вии с теорией, т. е.

М - ш < ц.

Общее уравнение прибора с учетом геометрии изме­ рения и широкого пучка излучения принимает оконча­ тельный вид:

Это выражение и является основным уравнением ра­ диоизотопного измерителя толщины футеровки.