Urządzenie do ciągłego oznaczania składu chemicznego szlamów.
Transkrypt
Urządzenie do ciągłego oznaczania składu chemicznego szlamów.
POLSKU RZECZPOSPOLITA LUDOWA OPISPATENTOWYI 92358 Patent dodatkowy do patentu CZ Y i' r.LN! A \ Zgłoszono: Urzędu receptowego 11.10.74 (P. 174783) Int. Cl*. GO 1N 23/02 Pierwszeństwo: URZĄD PATENTOWY PRL Falskie) mmw\i^ ej lV...bj MKP Zgłoszenie ogłoszono: G01n 23/02 01.10.75 Opis patentowy opublikowano: 30.10.1978 Twórcy wynalazku: Marta Wasilewska, Jerzy Ostachowicz, Tadeusz Owsiak, Robert Walewski, Monika Lankosz, Weronika Mołodyńska Uprawniony z patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków Instytut Przemysłu Wiążących Materiałów Budowlanych, Kraków (Polska) Urządzenie do ciągłego oznaczania składu chemicznego szlamów Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do ciągłego radiometrycznego oznaczania składu chemicznego szlamów, zwłaszcza zawartości wapnia i żelaza w szlamach wapiennych do produkcji cementu, dla umożliwienia bieżącej kontroli procesu technologicznego. Znane urządzenie do ciągłego radiometrycznego oznaczania zawartości jednego lub dwóch pierwiastków w zawiesinie lub roztworze zawiera we wspólnej obudowie komorę przepływową z głowicą fluorescencyjną i sondą gęstościową. Komora przepływowa ma kształt walca, w którym na dwóch przeciwległych ścianach usytuowane są symetrycznie dwa okienka. Analizowane medium jest doprowadzane i odprowadzane przewodami o średnicach kilkakrotnie mniejszych od średnicy komory. W osi obu okienek znajduje się z jednej strony komory licznik proporcjonalny, natomiast po drugiej stronie komory, za źródłem promieniowania X i wkładką z filtrami, jest usytuowany podwójny licznik proporcjonalny. Urządzenie ma wymienne standaryzatory w postaci płytek, których grubość i materiał są zależne od rodzaju medium analizowanego. Komora przepływowa i standaryzator umocowane są w jednej płaszczyźnie, a źródło promieniowania wraz z licznikiem przemieszcza się ruchem postępowym od pozycji pomiaru analizowanego medium do pozycji pomiaru standaryzatora. Sonda gęstościową składa się z licznika scyntylacyjnego, źródła radioizotopowego, którym jest Cs137 i umieszczonej między nimi rurki z przepływającym przez nią mierzonym medium. Niedogodnością opisanego urządzenia jest to, że kształt komory przepływowej i sposób doprowadzenia do niej próbki powoduje burzliwy przepływ analizowanego medium. W przypadku zawiesin gęstych, takich jak szlamy cementowe, burzliwy przepływ jest przyczyną selektywnego osadzania się jego składników na okienku komory przepływowej. Powoduje to znaczny błąd analizy, a często ją uniemożliwia. Również niedogodnością urządzenia jest dokonywanie pomiaru promieniowania charakterystycznego analizowanych pierwiastków oraz pomiaru gęstości, w różnych miejscach badanej strugi, co jest powodem zwiększenia błędu analizy. Celem wynalazku jest umożliwienie prowadzenia radiometrycznego oznaczania, w sposób ciągły, składu chemicznego badanego szlamu. Istota wynalazku polega na opracowaniu urządzenia pomiarowego, w którym komora przepływowa analizowanego szlamu ma kształt prostokątnej rury, a głowica pomiarowa i standaryzator są osadzone w niezależ- 2 92358 nych uchwytach, mimośrodowo względem osi obrotu tych uchwytów, przez co zachowuje się identyczną geometrię pomiaru standaryzator jak i próbki szlamu przepływającego przez komorę przepływową. Komora przepływowa składa się z trzech segmentów, przy czym środkowy segment, zawierający okienko pomiarowe jest wymienny. Standaryzator, wypełniony próbką proszkową o składzie chemicznym, zależnym od rodzaju analizowanego szlamu, jest wymienny i ma kształt identyczny jak segment wymienny komory przepływowej. Zaletą urządzenia do ciągłego radiometrycznego oznaczania zawartości np. wapnia i żelaza w szlamach wapiennych według wynalazku jest zastosowanie jednej głowicy pomiarowej do jednoczesnego pomiaru natężeń promieniowania charakterystycznego serii K wapnia i żelaza oraz natężenia rozproszonego w analizowanym szlamie promieniowania X, emitowanego przez źródło radioizotopowe, co między innymi zmniejsza zagrożenie radiologiczne obsługi urządzenia. Urządzenie odznacza się również łatwością wymiany segmentu komory prze¬ pływowej, zawierającego zużywające się okienko pomiarowe. Ponadto przez zastosowanie układu napędu głowicy uzyskuje się precyzyjną i odtwarzalną geometrię pomiaru. Przedmiot wynalazku jest uwidocznionyw przykładowym rozwiązaniu, na którym fig.,1 przedstawia urządzenie w widoku z boku, fig. 2 — urządzenie w przekroju poprzecznym, afig..3 —rzut aksone $ryczny urządzenia w pozycji pomiaru próbki. jj? Urządzenie zawiera pionowo usytuowaną, komorę przepływową 1, wykonaną w postaci prostokątnej rury, składającej się z trzech segmentów 2, 3, 4, złączonych śrubami, umożliwiającymi szybkie rozłączenie tych segmentów (fig. 1). Segment górny 2 zawiera lej, a segment dolny 4 wylot komory 1. Natomiast segment środkowy 3 jest wymienny i zawiera okienko pomiarowe 5. Głowica pomiarowa 6, zawierająca detektor proporcjonalny 7 i źródło radioizotopowe 8, jest umieszczona w prowadnicy uchwytu detektora 9 na podkładce dystansowej detektora 10 (fig. 1, fig. 2). Uchwyt detektora 9 jest osadzony na wale detektora 11, umożliwiają¬ cym obrót uchwytu detektora 9 wokół osi geometrycznej wału 11. Standaryzator 12 jest umieszczony w prowadnicy uchwytu standaryzatora 13, na podkładce dystansowej standaryzatora 14. Uchwyt standaryzatora 13 jest osadzony na wale standaryzatora 15, umożliwiającym obrót uchwytu 13 wokół osi geometrycznej wału 15. Całe urządzenie jest umieszczone w pyłoszczelnej obudowie 16. Działanie urządzenia do ciągłego radiometrycznego oznaczania składu chemicznego szlamu według wynalazku polega na tym, że szlam o granulacji poniżej 80 ^m przesuwa się w sposób ciągły w komorze przepływowej, zaopatrzonej w okienko z materiału słabo absorbującego wzbudzone promieniowanie charakte¬ rystyczne, w stałej odległości od głowicy pomiarowej rejestrującej promieniowanie charakterystyczne serii K wapnia i żelaza oraz rozproszone w szlamie promieniowanie X o energii od 12 keV do 25keV. Pomiar natężenia promieniowania serii X wapnia i żelaza oraz promieniowania rozproszonego wykonuje się zapomocą znanego zestawu trójkanałowego spektrometru gamma. Na podstawie zmierzonych natężeń promieniowania wylicza się i rejestruje przy pomocy znanych urządzeń typu analogowego lub cyfrowego, zawartości wapnia i żelaza na podstawie uogólnionych krzywych kalibracji. Poniżej przedstawiono przykładowo równanie krzywej kalibracji dla wapnia i żelaza: zawartość CaO = natężenie serii KCa X const 1 + const 2 /! natężenie serii KFe + const 3 X natężenie promieniowania rozproszonego + const 4 zawartość Fe205 serii KFe 25 = nat+^enie natęż, promień, rozpr. X Zastrzeżenia t ^ + const 2 patentowe 1. Urządzenie do ciągłego, radiometrycznego oznaczania składu chemicznego szlamów, zawierające zespół do pobierania próbek szlamu oraz pyłoszczelną i bryzgoszczelną obudowę, w której znajduje się komora przepływowa, mająca okienko pomiarowe i głowica pomiarowa, złożona ze źródła radioizotopowego, umiesz¬ czonego na liczniku proporcjonalnym a obok licznika proporcjonalnego jest umieszczony standaryzator, zna¬ mienne tym, że komora przepływowa (1) ma kształt prostokątnej rury, a głowica pomiarowa (6) i standaryzator (12) wypełniony próbką proszkową o składzie chemicznym, zależnym od rodzaju analizowanego szlamu, są osadzone w niezależnych uchwytach (9, 13), mimośrodowo względem osi obrotu tych uchwytów (11, 15), przez co zachowuje się identyczną geometrię pomiaru standaryzatora jak i próbki szlamu, przepływającego przez komorę przepływową (1). 3 92358 2. Urządzenie według- zastrz. 1, z n a m i e n n e tym, źe komora przepływowa (1) składa się z trzech segmentów (2, 3, 4), przy czym środkowy segment (3) zawierający okienko pomiarowe (5) jest wymienny. 3. Urządzenie według zastrz. 1,znamienne tym, że standaryzator (12) jest wymienny i ma kształt identyczny jak segment wymienny (3) komory przepływowej (1). Fig.l Fiq.2. Fig. 3.