[实用新型]一种实时监测卤水中钾浓度的仪表

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钾浓度的检测仪表，具体说涉及一种用于现场进行实时检测卤水中钾浓度(g/kg)的仪表。

背景技术

在盐湖卤水生产钾肥的过程中，首先需要对浓缩池中的湖水日晒蒸发浓缩为钾浓度在一定范围内的卤水，因此能够对浓缩池中的卤水的钾浓度进行实时监测，对提高生产效率，节约能耗具有重要的意义。

另外，从海水中提取淡化水后，剩余部分盐分浓度增加，被称之为“浓盐水”。目前1万立方米的海水可以产出5千立方米的淡化水，剩余浓盐水含盐量比普通海水要高出一倍。浓盐水经再提炼可用于生产原盐使用，剩余的卤水部分还可再用于提取钾、镁等元素，而这些成分可以作为化学肥料的原料应用于农业。目前我国仅青岛一市，2010年海水淡化的规模就达到每天18万至20万立方米，到2020年海水淡化规模将达到每天35万至40万立方米。

因此，对卤水开发利用过程中的卤水钾浓度的实时监测，有着重要的意义。但是目前常用的分析卤水中钾浓度的方法多为重量法、容量法或用离子选择电极、原子吸收等仪表进行分析，但是这些方式都需要把卤水取样带回实验室后才能进行分析，手续烦琐，获得结果时间长，不能满足对卤水中钾浓度的实时监测。

发明内容

针对现有卤水中钾浓度的仪表及检测方法存在的缺陷，本实用新型提供一种检测速度快、检测精度高的实时监测卤水中钾浓度的仪表。

解决上述技术问题所采取的具体技术措施是：一种实时监测卤水中钾浓度的仪表，其特征是：在探测腔体(1)的中间位置安装有NaI(Tl)闪烁体探测器(2)，在NaI(Tl)闪烁体探测器(2)的周围均匀对称置有四个β盖革-弥勒计数器，分别为：第一β盖革-弥勒计数器(4)、第二β盖革-弥勒计数器(5)、第三β盖革-弥勒计数器(6)、第四β盖革-弥勒计数器(7)，在NaI(Tl)闪烁体探测器(2)上装有一端封闭圆筒状的铅制屏蔽(3)，在探测腔体(1)的前端，装有温度传感器(8)，在探测腔体(1)的后端，装有防水接头(9)，防水接头引出电缆，电缆另一端连接仪表主机(10)。

本实用新型的有益效果：由于自然界中存在着大量的高能宇宙射线以及环境辐射本底，这些都会对单独的γ射线或β射线检测带来干扰，影响测量精度。

而本实用新型则采用一定厚度的铅板对NaI(Tl)闪烁体探测器进行屏蔽，使得NaI(Tl)闪烁体探测器探测到的γ射线主要来自探测腔体前方的卤水，减少了宇宙高能射线以及环境辐射本底对测量的影响。

同样地，由于需要分析的β射线为最高能量为1.33MeV的连续能谱β射线，因此对β探测器的射线能量分辨能力要求不是很高，仅要求计数即可，故此选用造价便宜的β盖革-弥勒计数器便可以满足应用的要求，降低仪表的造价。

并且本实用新型所选用的β盖革-弥勒计数器对γ射线不敏感，仅对带电粒子敏感，而α射线在固体物质中的射程一般只有几微米，完全可以被探测腔体屏蔽，保证了自然界中α射线对本仪表的测量没有影响；而且最高能量为1.33MeV的连续能谱β射线的穿透能力要大大低于能量为1.46MeV的γ射线，因此当探测腔体完全浸入卤水后，即便不用铅对β盖革-弥勒计数器屏蔽，也可保证β盖革-弥勒计数器所测量到的射线计数主要来自于卤水中K-40所辐射出的β射线，达到了减少宇宙高能射线以及环境辐射本底对测量影响的目的。

采用聚四氟乙烯材质来制作探测腔体，则能更好地避免了卤水对仪表表面的腐蚀，延长仪表的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的仪表结构示意图；

图2是图1的A-A视图及与仪表主机的连接示意图；

图3是采用两个β盖革-弥勒计数器的仪表结构示意图。

图中：1探测腔体；2NaI(Tl)闪烁体探测器；3铅制屏蔽；4第一β盖革-弥勒计数器；5第二β盖革-弥勒计数器；6第三β盖革-弥勒计数器；7第四β盖革-弥勒计数器；8温度传感器；9防水接头；10主机。

具体实施方式

结合附图详细说明本实用新型的仪表结构。

目前，金属钾已发现的同位素从K-32到K-55一共有25种同位素，但是在自然条件下存在的钾，有三种同位素，分别是K-39、K-40、K-41。其中K-39和K-41为稳定性同位素，不具有放射性。而K-40则是非稳定性同位素，能够通过衰变放射出最高能量为1.33MeV的连续能谱β射线和能量为1.46MeV的γ射线。而K-40在天然钾中的丰度为0.012％，是一个恒定的量。这样我们可以通过测量卤水中的K-40的多少，进而推断出卤水中钾元素的浓度来。