[发明专利]一种中子测水仪探测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种水份检测仪，具体是对高炉入炉前的焦炭进行水分检测的一种中子测水仪探测器。 

背景技术

在钢厂高炉冶炼过程中，由于投入使用的焦炭通常含有一定的水分，往往会造成入炉炭含量的变化，导致炉温波动，影响出炉产品的质量。通常在生产过程中，为了更为准确地控制高炉入炉炭的含量，需对入炉前的焦炭进行水分检测，以便更好地稳定炉温，提高产品的质量。 

中子测水技术起源于80年代中期，目前已普遍应用于钢厂冶炼等工业环境中。它利用了快中子易与水分子发生非弹性碰撞转变为慢中子的特性，使用BF₃或³He计数管采集慢中子，输出信号经电子学单元处理后，交由计算机进行计算统计，再通过标定物料水分含量与计数管输出信号频率的函数关系式，从而计算出物料的实际水分含量值。目前，中子测水装置在国内外已经有成熟产品，其探头有多种，如：公开号为CN87206967 的中国专利描述了一种“中子测水仪探头”，该中子测水仪探头采用了一维阵列方式围绕中子源两侧排列计数管，其缺陷在于： 

1. 由于反射板高度较低，降低了辐射防护的安全性；

2. 由于物料的慢化散射作用，在装置与物料的接触面上，可能会产生较多的不能被装置屏蔽到的外漏中子束，从而对周围环境造成污染。

3. 装置横截面积较小，探测面积及测量深度有局限。 

  

发明内容

本发明的目的在于：提供一种可提高放射源源强利用率的一种中子测水仪探测器。

本发明是这样实现的： 

一种中子测水仪探测器，包括有外壳、包裹在外壳外侧壁面上的镉板层、设置在外壳腔体竖直中心部位的中子源，其特征在于：在外壳腔体内水平设置有与壳体内侧壁及中子源外壁相密合的背面反射板；在外壳腔体的底部，设置有主要由高压模块和信号处理模块组成的电子学单元；在背面反射板下面的外壳腔体的剩余空间装满屏蔽层；在背面反射板上面的壳体空间，围绕着中子源的头部，自里向外对称地排列有多组根部固定在背面反射板上的计数管支架，以及安装在支架上呈矩形阵列布局的计数管，支架上计数管的高度由里向外递次增高呈阶梯分布；围绕着这些支架上计数管，设置有侧壁固定在壳体侧壁上、底部固定在背面反射板的环廊内斜面反射板。

附加技术特征在于： 

所述自里向外递次增高排列的每组计数管，通过计数管夹连成一组，安装在各自的支架上。 

所述计数管共有4组，每组各有自里向外递次增高排列的3支计数管排列成矩形阵列。 

所述的计数管采用BF₃或³He管。 

所述屏蔽层采用多层板结构的聚乙烯板，通过贯穿螺栓将其固定于外壳内壁上。 

本发明的优点在于：与现有技术相比，本发明的计数管呈矩形阵列方式对称的围绕着中子源排列，毎组计数管中各计数管的高度围绕着中子源自里向外依次增高呈价梯分布，使计数管更充分地收集来自探测器前方的慢化散射中子（在使用300mCiAm-Be中子源时每1%的水分含量变化对应约20~45cps的变化，测量精度0.5%），提高了放射源源强的利用率。同时增大了探测器的截面积(截面直径φ=40cm)，提高了探测器的测量面积及测量深度，降低了由物料慢化散射而泄露的中子束数目，大大提高了设备的整体安全性。聚乙烯板除了对放射源向后方泄漏的快中子进行慢化吸收，还能对快中子慢化过程中产生的γ射线进行辐射屏蔽，有效降低了探测器表面的剂量水平，使设备更安全。 

图1是本发明的结构示意图。 

图2是图1的俯视图。 

图中标记：1.中子源；2.计数管；3.支架；4.计数管夹；5.环廊反射板、6背面反射板；7.屏蔽层；8.外壳；9.镉板层；10.电子学单元。 

具体实施方式