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.