性，從而提高了測量結果精確度。
[0033]優(yōu)選地，本實施例的閃爍體11的材料為塑料晶體;且所述閃爍體11的尺寸較大，為Φ 1.5mm(厚度)X Φ 100mm(直徑)。大尺寸的閃爍體11能夠提高測試精確度，降低誤差。
[0034]具體參照圖4，反射器12具有通孔121，且該通孔121的上下兩端分別具有一大一小兩個開口(圖中未示出)，其中所述光電倍增管13的光陰極131即設置于小開口處，而上述大尺寸的閃爍體11即設置于大開口處;通孔121的內壁表面上還設置有反射層122;也就是說，所述反射器12呈喇叭狀，該喇叭的小口對應光電倍增管13的光陰極131，而其大口對應閃爍體11。更為具體地，本實施例的反射層122為0.5mm厚的Ti02膜。如此，該反射器12即可對位于大開口處的閃爍體11發(fā)射的光子進行收集，并經其中發(fā)射層122的反射作用，均匯集至位于小開口處的光電倍增管13的光陰極131，從而光電倍增管13可將上述光子轉換為脈沖信號。從而上述大尺寸的閃爍體11所發(fā)射的光子均可進入光電倍增管13內而無損失，保證了測量的準確度。
[0035]具體參照圖5所示，本實施例的屏蔽室5包括相對的下屏蔽室51和上屏蔽室52、插設于所述下屏蔽室51靠近上屏蔽室52的端部的樣品室53、以及設置于所述上屏蔽室52頂部的屏蔽蓋54。
[0036]具體地，下屏蔽室51包括側壁具有第一安裝孔5111的基座511，以及插設于所述第一安裝孔5111處的屏蔽塊512;其中，所述下屏蔽室51用于容納反符合探測器2。
[0037]本實施例中，屏蔽塊512有四塊，當反符合探測器2經由第一安裝孔5111置入基座511內，將所述四塊屏蔽塊512依次疊層，即可將第一安裝孔5111完全填滿，基座511與屏蔽塊512拼接形成一整體。
[0038]上屏蔽室52由若干屏蔽環(huán)521依次疊層而成，本實施例中，屏蔽環(huán)521的個數為四個;所述上屏蔽室52的頂端具有第二安裝孔522。當四個屏蔽環(huán)521依次疊層后，主探測器1經由第二安裝孔522置于上屏蔽室52中，最后將屏蔽蓋54蓋合在第二安裝孔522上，使所述主探測器1完全被屏蔽。
[0039]優(yōu)選地，為了保證屏蔽室5對主探測器1以及反符合探測器2具有良好的屏蔽效果，屏蔽室5由厚度不小于2cm的鉛板制成。
[0040]所述測量控制單元3包括信號處理單元和單片機;信號處理單元用于將所述主探測器1探測生成的脈沖信號進行放大和甄別，測量并記錄所述本底輻射和脈沖計數率;所述單片機用于將記錄的本底輻射和脈沖計數率通過其內置的標準曲線計算并顯示鉀含量數值。
[0041]所述標準曲線根據測定若干已知鉀離子含量的標準樣品來確定;所述標準曲線的斜率的計算方法為:
[0042]K= (Nt-Nb )/C
[0043]其中，NT表示標準樣品中4()K的脈沖計數率，Nb表示所述本底輻射的本底計數率，C表示標準樣品中鉀離子的含量。
[0044]本發(fā)明的固定式塑料晶體測鉀儀基于對鉀的天然放射性同位素4\的特征β射線的測量，來實現對鉀含量的測定。伴隨核衰變發(fā)射的β射線進入閃爍體11內，與閃爍體11發(fā)生光電效應，使閃爍體11內的分子激發(fā)，在退激過程中產生光子，這些光子被收集到光電倍增管13的光陰極131上，發(fā)生光電效應，光子變?yōu)楣怆娮?，這些光電子通過光電倍增管13的倍增，最終在光電倍增管13的陽極(圖中未示出)得到一個幾毫伏到幾伏的脈沖信號，再通過前置放大器14，將所述脈沖信號放大，然后將該脈沖信號通過信號處理單元進行再次放大并進行甄別，并記錄測量本底輻射和脈沖計數率，由單片機控制該本底輻射和脈沖計數率的記錄，并通過其顯示測量得到鉀離子的含量。
[0045]本實施例的固定式塑料晶體測鉀儀，具有很好的探測效率和測量精度;儀器對工作環(huán)境要求低，可以適用于固體樣品的測量;儀器功能設計合理，人機界面友好，操作簡單，快速實時顯示測量結果。
[0046]值得說明的是，由于β射線的射程相對較小，所以通過調整閃爍體11的厚度，可以有效的去除γ射線對其的干擾，最終可得到被測樣品中鉀離子的含量。
[0047]本發(fā)明的固定式塑料晶體測鉀儀的主要技術指標與性能如下:
[0048](1)工作溫度:0°(3?35°(3，工作濕度:<95%；
[0049](2)被測樣品:鉀鹽生產過程中鹽田光鹵石礦、洗滌工段半成品鉀肥以及成品鉀肥；
[0050](3)測試范圍:0.9533%?100%(按KC1質量百分數計)；
[0051 ] (4)測試靈敏度:0.9533%(以KC1的質量百分數計)；
[0052](5)測試相對誤差:<1%。
[0053]雖然已經參照特定實施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領域的技術人員將理解:在不脫離由權利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在此進行形式和細節(jié)上的各種變化。
【主權項】
1.一種固定式塑料晶體測鉀儀，其特征在于，所述固定式塑料晶體測鉀儀包括:主探測器、反符合探測器、測量控制單元以及監(jiān)控計算機;所述主探測器用于即時取樣探測4()κ衰變時放射的1.32MeV的β射線，并生成脈沖信號;所述反符合探測器用于當所述主探測器探測β射線時，降低宇宙射線中μ子以及環(huán)境輻射所產生的本底輻射;所述測量控制單元用于將所述脈沖信號進行放大和甄別，測量并記錄所述本底輻射和脈沖計數率，并將所述本底輻射和所述脈沖計數率通過所述測量控制單元內置的標準曲線計算以顯示鉀離子的含量;所述標準曲線是指所述脈沖計數率與鉀樣品中鉀離子的含量的關系曲線;所述監(jiān)控計算機用于對所述測量控制單元進行操作與監(jiān)控。2.根據權利要求1所述的固定式塑料晶體測鉀儀，其特征在于，所述主探測器包括:閃爍體、反射器、光電倍增管以及前置放大器;所述閃爍體用于與射入其內的β射線發(fā)生光電效應后產生光子;所述反射器用于收集所述光子，并將所述光子匯集至所述光電倍增管的光陰極處;所述光電倍增管用于接收所述光子，并將所述光子轉換為所述脈沖信號;所述前置放大器用于放大所述脈沖信號。3.根據權利要求2所述的固定式塑料晶體測鉀儀，其特征在于，所述反射器具有通孔，所述通孔的內壁表面設置有反射層，所述通孔具有相對設置的大開口和小開口；其中，所述光電倍增管的光陰極設置于所述小開口處，所述閃爍體設置于所述大開口處。4.根據權利要求3所述的固定式塑料晶體測鉀儀，其特征在于，所述反射層的厚度為0.5mm，所述反射層的材料為T i〇2。5.根據權利要求3所述的固定式塑料晶體測鉀儀，其特征在于，所述閃爍體為厚度Φ1.5mm、直徑Φ 100mm的塑料晶體。6.根據權利要求1-5任一所述的固定式塑料晶體測鉀儀，其特征在于，所述固定式塑料晶體測鉀儀還包括:套設于所述主探測器和所述反符合探測器之外的屏蔽室。7.根據權利要求6所述的固定式塑料晶體測鉀儀，其特征在于，所述屏蔽室包括: 下屏蔽室，所述下屏蔽室包括側壁具有第一安裝孔的基座，以及插設于所述第一安裝孔處的屏蔽塊;其中，所述下屏蔽室用于容納所述反符合探測器； 上屏蔽室，所述上屏蔽室設置于所述下屏蔽室的上方，所述上屏蔽室由若干屏蔽環(huán)依次疊層而成，所述上屏蔽室的頂端具有第二安裝孔;其中，所述上屏蔽室用于容納所述主探測器； 樣品室，所述樣品室插設于所述下屏蔽室的鄰近于所述上屏蔽室的端部； 屏蔽蓋，所述屏蔽蓋設置于所述上屏蔽室上方，用于蓋合所述第二安裝孔。8.根據權利要求6所述的固定式塑料晶體測鉀儀，其特征在于，所述屏蔽室的厚度不小于2cm，所述屏蔽室的材料為鉛板。9.根據權利要求6所述的固定式塑料晶體測鉀儀，其特征在于，所述測量控制單元包括信號處理單元和單片機;所述信號處理單元用于將所述脈沖信號進行放大和甄別，測量并記錄所述本底輻射和所述脈沖計數率;所述單片機用于將記錄的所述本底輻射和所述脈沖計數率通過所述測量控制單元內置的標準曲線計算并顯示鉀離子的含量。10.根據權利要求1所述的固定式塑料晶體測鉀儀，其特征在于，所述標準曲線根據測定若干已知鉀離子的含量的標準樣品來確定;所述標準曲線的斜率的計算方法為: K=(Nt-Nb)/C 其中，Ντ表示標準樣品中4\的脈沖計數率，Νβ表示所述本底福射的本底計數率，C表示標準樣品中鉀離子的含量。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種固定式塑料晶體測鉀儀，包括：主探測器、反符合探測器、測量控制單元以及監(jiān)控計算機；其中，主探測器用于即時取樣探測40K衰變時放射的1.32MeV的β射線，并生成脈沖信號；反符合探測器用于當主探測器探測β射線時，降低宇宙射線中μ子以及環(huán)境輻射產生的本底輻射；測量控制單元用于將所述脈沖信號進行放大和甄別，測量并記錄所述本底輻射和脈沖計數率，并將記錄的本底輻射和脈沖計數率通過測量控制單元內置的標準曲線計算以顯示鉀離子的含量；標準曲線是指脈沖計數率與鉀樣品中鉀離子的含量的關系曲線；監(jiān)控計算機用于對所述測量控制單元進行操作與監(jiān)控。所述固定式塑料晶體測鉀儀具有測試下限更低、相對誤差更小的優(yōu)點。
【IPC分類】G01T1/203, G01T1/202
【公開號】CN105487100
【申請?zhí)枴緾N201511027364
【發(fā)明人】王相明, 李海民, 陳育剛, 楊海云, 侯殿保, 孟瑞英, 陳芳, 牛韓根
【申請人】中國科學院青海鹽湖研究所
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月31日