[发明专利]一种管道内混合三物质的质量含量分析方法

说明书

本发明公开了一种管道内混合三物质的质量含量分析方法，包括如下步骤，分别测量放射源穿透三物质的单种物质的数据和反散射三物质单种物质的数据，得到一组6个数据N11、N12、N13、N21、N22、N23；分别测量放射源穿透混合三物质的数据和反散射混合三物质的数据，得到一组2个数据N、N_反；根据穿透变化的三物质之后的射线强度建立数据模型，分析计算得出混合三种物质的百分比质量含量，可以准确分析出混合的三种物质的质量含量，且操作简单，适用性广泛。

技术领域

本发明涉及物质成分、含量的分析方法技术领域，尤其涉及一种管道内混合三物质的质量含量分析方法。

背景技术

现阶段的常采用穿透式测量和反散射测量的技术手段只能精准分析出混合物和水之间或者粉状物料与气体之间等两种物质之间的含量关系，而对于三种物质混合的含量就无能为力。穿透式测量介绍：

γ射线与物质相互作用形式主要有光电效应、康普顿散射和电子对效应三种。射线通过物质时，沿射线入射方向，一部分射线通过光电效应被吸收，一部分通过康普顿效应被散射，穿过物质后的γ射线的强度就降低了，这一现象称为强度衰减。强度衰减的程度与射线的能量有关，也与所通过物质的原子序数有关。一束准直的强度为I0的γ射线水平穿过吸收物质，在入射深度为x处强度变为I，再通过薄层dx后强度减少了dI，设吸收物质的原子密度为N，吸收截面为σ，则有

-dI＝σNIdx

令μ＝σN，变形积分可得：

I＝I₀e^-μx (1)

射线强度是通过探测器计数检测的，有

反散射测量介绍：由于光子与电子的相互作用的散射截面体现的是相互作用发生的几率，因而可以想见，在一单位体积范围内，如果入射的光子数一定，那么在某一散射角方向出射的散射相对光子数就对应了发生康普顿散射的次数，而这个次数与该单位体积范围内的电子数有关，散射相对光子数与单位体积内的电子数是成正比的，即康普顿散射相对光子数与电子密度成正比关系。

鉴于以上所述，实有必要提供一种新型的管道内混合三物质的质量含量分析方法以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种管道内混合三物质的质量含量分析方法，可以准确分析出混合的三种物质的含量，且操作简单，适用性广泛。

为了实现上述目的，本发明提供一种管道内混合三物质的质量含量分析方法，包括如下步骤，

S1：分别测量放射源穿透三物质的单种物质的数据和反散射三物质单种物质的数据，得到一组6个数据N11、N12、N13、N21、N22、N23；

S2：分别测量放射源穿透混合三物质的数据和反散射混合三物质的数据，得到一组2个数据N、N_反；

S3：根据穿透变化的三物质之后的射线强度建立数据模型，穿透变化的三种物质之后的射线强度可以根据下式(5)计算得出：

N＝N0_exp[-d(μ1W1+μ2W2+μ3W3)] (5)，

W1+W2+W3＝1 (6)；

其中，exp为指数函数，N为穿透三物质混合物后的强度，N0为射线自身的强度，d为穿透厚度，μ1为第一种物质的衰减系数，μ2为第二种物质的衰减系数，μ3为第三种物质的衰减系数，w1为第一种物质的质量百分比含量，w2为第二种物质的质量百分比含量，w3为第三种物质的质量百分比含量；

第一探测器(1)、第二探测器(2)通过标定来实现测量精度，通过探测器内部的单片机设定混合的三物质各自的衰减系数乘以各自百分比含量的总和来确定混合后的衰减系数，得：