專利名稱：閃爍體式核子秤的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用γ射線探測器和測速裝置測量物體重量，特別是在皮帶輸送機或管道等連續(xù)運輸裝置中傳送物體重量的核子秤，及其用于這類核子秤的γ射線探測器。本發(fā)明由放射源、支架(這里的支架指固定式支架或放射源在其上位置可調(diào)的活動支架)、γ射探測器、測速傳感器及二次儀表或微處理機構(gòu)成。本發(fā)明是利用γ射線被物體吸收而減弱的規(guī)律，用γ射線探測器接收透過被測物體的γ射線，并將γ射線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，利用二次儀表或微處理機顯示所測量值或(和)輸出有關探信號。
已有的核子秤依其所用γ射線探測器不同，可分為下述四種1.電離室型此型核子秤以美國專利3.541.322為代表。其缺點是電離室靈敏度低、輸出電流小，且溫度變化系數(shù)過大。為解決此弊病，美國專利3.610.925所公開的核子秤，以及清華大學核能所、華海公司生產(chǎn)的核子秤和美國Kay-Ray公司制造的核子秤，均采用了溫度控制器。盡管如此，這類核子秤對使用環(huán)境溫度要求仍顯苛刻。這類核子秤的另一個缺點是所用放射源活度大，因此嚴重影響其推廣使用。
2.正比計數(shù)管型如中國發(fā)明專利申請91102590.1(專利公開號CN1055994A)公開的《低輻射高穩(wěn)定的皮帶核子秤》。這種核子秤是用長正比計數(shù)管作為核輻射探測器，在正比計數(shù)管內(nèi)放置了用于產(chǎn)生標準脈沖源的單能α源，在二次儀表中，使用了穩(wěn)峰技術。此類核子秤雖具有許多優(yōu)點，但其計數(shù)管制作較困難，對工作電壓的穩(wěn)定性要求嚴格。
3.G-M計數(shù)管型這類核子秤如美國專利3.361.911、或中國發(fā)明專利申請89109044.4(公開號CN1052372A)及中國實用新型專利申請89214452.1(公開號CN2071333V)所公開的內(nèi)容。此類核子秤雖具有環(huán)境特性好、輸出信號幅度大、線路簡單的優(yōu)點，但其所用的G-M計數(shù)管壽命較短，需經(jīng)常更換，這就要有停機維修時間，因此將影響其使用。
4.NaI(Ti)閃爍體型例如石家莊404廠輻射開發(fā)中心使用線狀137Csγ源和一個NaI(Ti)點閃爍體制成核子秤，其優(yōu)點是靈敏度高、所用源活度小。但其線狀源制作困難，也不易防護。美國專利3.541.332是使用多個閃爍體和多個源分別置于傳送皮帶上方和下方的方法布置。但由于點源和點閃爍體間都有間隙，致使部分料未被照射，造成較大誤差。NaI(Ti)閃爍體型的另一缺點是易潮解，而且制作大尺寸的晶體非常困難。
本發(fā)明的目的是提供一種可克服上述現(xiàn)有技術不足，降低放射源活度、消除環(huán)境溫度影響，提高長期穩(wěn)定性、造價較低的核子秤和制造較容易，特別是能制作較大尺寸的不發(fā)生潮解的閃爍晶體。
本發(fā)明是用塑料閃爍晶體、作為核子秤的γ射線探測器。
本發(fā)明的塑料閃爍晶體置于金屬制的外殼內(nèi)。金屬外殼內(nèi)壁可涂有氧化鋁涂層，或者在外殼與塑料間爍晶體之間襯一層反光層，如襯一層鋁箔;或者在塑料閃爍晶體的外表面上直接涂上氧化鋁涂層，塑料閃爍體與光電倍增管間涂有甲基硅油。
本發(fā)明的優(yōu)點如下1.塑料閃爍晶靈敏度高，溫度穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性好，用于核子秤時可不需要恒溫器;2.所用的放射源活度可比現(xiàn)有技術采用的放射源活度更低;3.塑料閃爍晶體的制造要比正比計數(shù)管、電離室及尺寸較大的NaI晶體等的制造更為容易，特別是用于寬運輸皮帶的長γ射線探測器，如長度1-2米，及特殊形狀的(如弧型)探測器;4.無晶體潮解的弊病。


圖1是本發(fā)明一個實施例的電路示意圖，其中1是塑料閃爍晶體，2是光電倍增管，3是射極輸出器，4是線性放大器，5是單道分析器，6是穩(wěn)峰電路，7是調(diào)整電路，8是線性化電路，9是微處理機，10是測速傳感器，11是低壓電源，12是記錄儀，13是高壓電源，14是顯示裝置。
γ射線穿過輸送物質(zhì)和皮帶打在探測器上。由于射線和塑料晶體[1]中物質(zhì)發(fā)生光電效應和康普頓散射結(jié)果產(chǎn)生次級電子，次級電子又與塑料晶體物質(zhì)繼續(xù)作用，損失能量，使塑料閃爍體中物質(zhì)分子激發(fā)處于激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)分子退激時發(fā)出熒光光子，熒光光子打在光電倍增管[2]上產(chǎn)生光電子，電子經(jīng)倍增后在陽極上產(chǎn)生電壓信號，電壓信號經(jīng)射極輸出器[3]，線性放大器[4]單道分析器[5]和線性化電路[8]后進入微處理機[9]同時測速傳感器也把信號送入微處理機[9]，經(jīng)微機計算分析即可得出傳送物體的重量或配料控制方案，并通過記錄儀[12]記錄，或通過顯示裝置[14]顯示。低壓電源[11]，高壓電源[13]穩(wěn)峰電路[6]和調(diào)整電路[7]是為了保證線路正常工作而必須設置的。
圖2是本發(fā)明實施例中塑料閃爍晶體1與支架15、放射源16及速度傳感器17安裝示意圖。其中支架15既可以是固定支架，也可以是源16位置可調(diào)的活動支架。
圖3是塑料閃爍晶體的一種封裝示意圖。本圖亦用作摘要附圖。其中1為塑料閃爍晶體，在其外包裹一層鋁箔18，鋁箔18外為鋁質(zhì)外殼19。晶體1的兩端面上裝有光電倍增管20，在光電倍增管20與晶體的兩端面間涂有甲基硅油21。
實施例本發(fā)明的一個實施例是由前述附圖所述的裝置組成。其中放射源為3.7×107貝可的137Csγ點狀源，γ射線探測器為Φ120mm×1500mm的圓柱型塑料閃爍晶體，系統(tǒng)中的穩(wěn)峰電路、高壓電源、線性放大器、單道分析器等均采用市售商品。測連傳感器采用電磁鐵旋轉(zhuǎn)輪式。采用微處理機進行數(shù)據(jù)處理顯示。該實施例適用的工作環(huán)境溫度為-20℃-+70℃。不使用恒溫設備其長期穩(wěn)定性可達1‰。本例中微處理機也可改為二次儀表。
權(quán)利要求
1.一種由放射源、支架、γ射線探測器、測速傳感器及二次儀表或微處理機組成的核子秤，其特征是所述的γ射線探測器為塑料閃爍晶體。
2.一種用于核子秤的γ射線探測器，其特征在于這種γ射線探測器是塑料閃爍晶體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核子秤，或權(quán)利要求2所述的γ射線探測器，其特征在于塑料閃爍晶體置于金屬材料制成的外殼內(nèi)，在所述的外殼內(nèi)壁或塑料閃爍晶體的外表面有光反射材料，在塑料閃爍體與光電倍增管間涂有甲基硅油。
全文摘要
一種用γ射線探測器和測速裝置測量物體重量，特別是在皮帶輸送機或管道等，輸送裝置中傳送物體重量的核子秤，及其用于這種核子秤的γ射線探測器。本發(fā)明特征是用塑料閃爍體作為γ射線探測器。這種核子秤具有功能全、放射源活度小、價格低、環(huán)境溫度適應性強、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。特別適于寬皮帶運輸計量及生產(chǎn)過程中配料控制。
文檔編號G01T1/16GK1078046SQ92103019
公開日1993年11月3日 申請日期1992年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月22日
發(fā)明者孔祥忠, 李公平 申請人:蘭州大學