[发明专利]智能式闪烁核子秤

说明书

本发明属于在线连续测量技术领域，具体地说是一种智能式闪烁核子秤。

在各行业散装物料的输送中，需要对物料质量进行自动累计计量。过去，常采用压电传感式电子皮带秤。随着核科学技术的推广应用，近几年出现了核子秤，它利用射线被物料吸收的原理进行非接触式测量，测量不受皮带机状态的影响，但以电离室为传感器存在主要问题是输出信号太弱，只有10^-11A，由此带来如下问题：

a.电离室结构材料的漏电流对信号的干扰大，对材料的绝缘性能要求非常高;

b.对弱电流信号进行放大时，直流放大器的零点漂移、噪声等对测量的影响较大，造成仪器的漂移;

c.探测效率低，需要放射源的活度高，一般在10¹⁰Bq以上;

d.信号弱、放射性统计涨落大。为减小统计涨落，采用了较大的积分时间常数，一般为60-100秒，使得对物料的变化响应不灵敏;

f.信号远传困难，一般只能传送30米左右。

采用闪烁探测器可以克服上述缺点，但存在以下问题：

a.闪烁探测器长度太小，不能适应皮带和物料的宽度。

b.稳定性较差，为提高稳定性一般采用下述几种自动稳峰技术：

一是微分稳峰技术，微分稳峰技术的稳定能力较差，一般为3%;有两个稳定状态，易跑峰而引起测量错误;探测器分辨率改变时，测量结果也发生变化。

二是积分稳峰技术，积分稳峰技术的稳定性和精度也较差，约为2%;测量的线性度差，待测计数率变化时，引起超阈计数变化，使稳定状态发生变化，造成高计数率的结果偏高，低计数率的测量结果偏低。

三是标准光源稳峰法，其缺点是只能对光电倍增管以后的增益漂移进行补偿，对闪烁晶体发光效率及分辨率的变化都无能为力。

闪烁探测器当前的稳定性和重复性指标最好的为1～2%。

本发明的目的在于设计一种结构简单、成本低、工作可靠、稳定性好的智能式闪烁核子秤，以克服上述缺点。

首先，本发明采用了线状放射源取代常用的点状源，这就有可能配用长度较小的闪烁探测器仍能适应较宽的皮带和物料。

同时，本发明采用了谱面积比例积分稳谱技术，这一技术的简单设计思想是：

在能谱曲线上选取两点，设置上、下两个甄别阈，测量上、下两个甄别器的输出积分计数率，两个计数率之间存在一个比值K，以“保证比值K不变”作为稳定条件。当闪烁体光电倍增管、放大器等部件参数变化引起能谱曲线偏移时，导致比值K发生变化，对K值进行检测，其变化量生成偏差信号，把此偏差量经放大后去调整高压电源，从而改变光电倍增管的增益，把谱线调回。这种设计原则可以适用于各种探测器件（例如闪烁计数器、正比计数管等）的能谱稳定。按照上述设计思想，本发明给出的这种闪烁核子秤是一种智能式闪烁核子秤，包括放射源1、闪烁探测器2和智能化主机3，闪烁探测器2包括外壳4、闪烁体5、光电倍增管6和放大器7，其特征在于放射源1采用线状放射源，闪烁探测器2的外壳4内还设有高压产生器8和用于稳定、调整闪烁探测器输出能谱的稳谱电路9，探测器2和主机3经单芯电缆10相连接。

由于采用拼装式线状源，其线性度、均匀性都较好;本稳谱电路有如下特点：

a.对光电倍增管、放大器的参数变化、闪烁体发光效率和分辨率的变化以及外界温度变化对上述部件的影响产生的漂移均可进行补偿;

b.不会产生跑峰现象;

c.线性度好于0.1%;

d.射线计数率的长期稳定性好于0.05%。

本发明具有结构简单、成本低、工作可靠、稳定性好、线性好等优点。

本发明有如下附图：

图1    闪烁核子秤结构示意图

图2    闪烁探测器结构示意图

图3    线状源结构示意图

图4    线状源剖面示意图

图5    源棒结构示意图

图6    稳谱电路示意图

图7    另一种稳谱电路示意图

图8    主机面板示意图

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

附图1为闪烁核子秤结构示意图，包括放射源1、闪烁探测器2和智能化主机3。放射源1两端各有一块安装板26，安装板26上开有槽孔30，固定勾27、螺母29将安装板26连同放射源1一起固定在皮带机支撑架的槽钢28（或角钢）上，A形支架31固定在放射源1的两端，闪烁探测器2安装在支架31的顶部。放射源1的射线经物料后到达探测器被计数，根据物料吸收射线的多少和皮带运行的速度，可称出物料的重量。上述结构可参见图9。