JPS6259252B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6259252B2 JPS6259252B2 JP57223937A JP22393782A JPS6259252B2 JP S6259252 B2 JPS6259252 B2 JP S6259252B2 JP 57223937 A JP57223937 A JP 57223937A JP 22393782 A JP22393782 A JP 22393782A JP S6259252 B2 JPS6259252 B2 JP S6259252B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carrier
- neutrons
- powder
- detector
- moisture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
- G01N23/12—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the material being a flowing fluid or a flowing granular solid
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ベルトコンベア等の搬送体で搬送さ
れる粉粒体の水分含有率を測定する水分測定装置
に関する。
れる粉粒体の水分含有率を測定する水分測定装置
に関する。
各種の粉粒体処理を対象とするプロセスにおい
て、原料の水分含有率が、造粒、焼成等の工程に
及ぼす影響は極めて大きく、その水分管理は原料
処理工程における最重要課題となつている。水分
管理は、水分測定装置により水分含有率を測定
し、計算機及び調節計で添加水量制御を行なうも
のであるが、この添加水量の制御性を左右するポ
イントは、水分測定装置であり、種々の方法が試
みられている。その中でもつとも実用例の多い方
法は、中性子の水分による減速能を利用した中性
子水分計である。
て、原料の水分含有率が、造粒、焼成等の工程に
及ぼす影響は極めて大きく、その水分管理は原料
処理工程における最重要課題となつている。水分
管理は、水分測定装置により水分含有率を測定
し、計算機及び調節計で添加水量制御を行なうも
のであるが、この添加水量の制御性を左右するポ
イントは、水分測定装置であり、種々の方法が試
みられている。その中でもつとも実用例の多い方
法は、中性子の水分による減速能を利用した中性
子水分計である。
第１図は純乱法を用いた水分測定装置を示すも
ので、粉粒体原料１０がベルトコンベア等の搬送
体１２で搬送される。高速中性子源１４（例えば
241Am―Be線源）から発したエネルギーの高い
高速中性子が、粉粒体原料１０で散乱、減速され
る。このエネルギーの低下する減速能は、水素が
もつとも大きく、単位質量あたりの減速能が他の
元素に比較し100倍以上となる。したがつて、高
速中性子は粉粒子原料１０に含有する水を構成す
る水素核と衝突し、18回前後の衝突でエネルギー
が0.025eV程度の熱中性子となる。この減速され
た熱中性子を熱中性子検出器（例えばBF3または
He計数管）１６で検出し、計数する。したがつ
て、この原理の水分計では、粉粒体原料１の固体
成分中に水素が含まれていないこと、粉粒体原料
１０のかさ密度が一定であることが、水分測定が
可能な条件である。また、この方法では、水分含
有率で測定対象エリアが変化し、水分含有率が高
いほど被測定物の表面附近で散乱された熱中性子
のみが検出されることとなり、昨今の粉粒体原料
の水分制御には適さない。
ので、粉粒体原料１０がベルトコンベア等の搬送
体１２で搬送される。高速中性子源１４（例えば
241Am―Be線源）から発したエネルギーの高い
高速中性子が、粉粒体原料１０で散乱、減速され
る。このエネルギーの低下する減速能は、水素が
もつとも大きく、単位質量あたりの減速能が他の
元素に比較し100倍以上となる。したがつて、高
速中性子は粉粒子原料１０に含有する水を構成す
る水素核と衝突し、18回前後の衝突でエネルギー
が0.025eV程度の熱中性子となる。この減速され
た熱中性子を熱中性子検出器（例えばBF3または
He計数管）１６で検出し、計数する。したがつ
て、この原理の水分計では、粉粒体原料１の固体
成分中に水素が含まれていないこと、粉粒体原料
１０のかさ密度が一定であることが、水分測定が
可能な条件である。また、この方法では、水分含
有率で測定対象エリアが変化し、水分含有率が高
いほど被測定物の表面附近で散乱された熱中性子
のみが検出されることとなり、昨今の粉粒体原料
の水分制御には適さない。
第２図は、中性子の透過法によるもので、粉粒
体原料１０と搬送体１２の一方に中性子源１４を
配置し、これから発した高速中性子が、搬送体１
２と粉粒体原料１０を透過し、検出器１６に入射
する。検出器１６は、入射した高速中性子を減速
し熱化する減速材フイルターと、熱中性子検出器
より構成されている。したがつて、熱中性子の検
出計数から、水分含有率を知ることが出来る。こ
の方法では、粉粒体原料１０が厚みをもつたもの
であつても、水分含有率に依存せずにトータルの
水分を測定できる利点はあるが、かさ密度の影
響、原料厚さの影響を受け、さらに、搬送体１２
の質量変化の影響を受けることとなり、プロセス
制御などを目的とした粉粒体原料の水分測定には
適さない。
体原料１０と搬送体１２の一方に中性子源１４を
配置し、これから発した高速中性子が、搬送体１
２と粉粒体原料１０を透過し、検出器１６に入射
する。検出器１６は、入射した高速中性子を減速
し熱化する減速材フイルターと、熱中性子検出器
より構成されている。したがつて、熱中性子の検
出計数から、水分含有率を知ることが出来る。こ
の方法では、粉粒体原料１０が厚みをもつたもの
であつても、水分含有率に依存せずにトータルの
水分を測定できる利点はあるが、かさ密度の影
響、原料厚さの影響を受け、さらに、搬送体１２
の質量変化の影響を受けることとなり、プロセス
制御などを目的とした粉粒体原料の水分測定には
適さない。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解
決し、搬送体で搬送中の粉粒体原料の水分含有率
を、高精度で測定する装置を提供することにあ
る。
決し、搬送体で搬送中の粉粒体原料の水分含有率
を、高精度で測定する装置を提供することにあ
る。
このため本発明は、搬送体により搬送される粉
粒体、中性子とγ線の２種類を２方向に放射する
線源、前記搬送体および粉粒体を透過した中性子
とγ線を検出する第１の検出器、前記線源と搬送
体との間に設けられた減速フイルター、この減速
フイルターを介して前記搬送体に放射され散乱し
た中性子とγ線とを検出する第２の検出器、前記
第１、第２の検出器からの出力によつて前記粉粒
体の水分を求める演算装置とより水分測定装置を
構成したものである。
粒体、中性子とγ線の２種類を２方向に放射する
線源、前記搬送体および粉粒体を透過した中性子
とγ線を検出する第１の検出器、前記線源と搬送
体との間に設けられた減速フイルター、この減速
フイルターを介して前記搬送体に放射され散乱し
た中性子とγ線とを検出する第２の検出器、前記
第１、第２の検出器からの出力によつて前記粉粒
体の水分を求める演算装置とより水分測定装置を
構成したものである。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
第３図において、高速中性子とγ線を同時に放
射する線源（例えばCf―252）２０を線源容器２
２に装填し、その放射線をイとロの２方向に放射
するように設定する。イ方向に放射した高速中性
子とγ線は、搬送体２４と粉粒体原料２６を透過
し、検出器２８に入射する。この検出器２８は、
１個の有機シンチレータからなるシンチレーシヨ
ン検出器で、高速中性子とγ線を同時に検出す
る。この検出信号を前置増巾器３０で増巾し、パ
ルス波形弁別回路３２で高速中性子とγ線の波形
弁別を行い、高速中性子成分とγ線成分に分離す
る。この結果を中性子カウンター３４とγ線カウ
ンター３６で計数し、計数値をそれぞれ演算装置
３８に入れる。
射する線源（例えばCf―252）２０を線源容器２
２に装填し、その放射線をイとロの２方向に放射
するように設定する。イ方向に放射した高速中性
子とγ線は、搬送体２４と粉粒体原料２６を透過
し、検出器２８に入射する。この検出器２８は、
１個の有機シンチレータからなるシンチレーシヨ
ン検出器で、高速中性子とγ線を同時に検出す
る。この検出信号を前置増巾器３０で増巾し、パ
ルス波形弁別回路３２で高速中性子とγ線の波形
弁別を行い、高速中性子成分とγ線成分に分離す
る。この結果を中性子カウンター３４とγ線カウ
ンター３６で計数し、計数値をそれぞれ演算装置
３８に入れる。
今、粉粒体原料２６に含まれる水素量の水換算
質量厚さをＭaw、固体成分の質量厚さをＭaと
し、搬送体２４に含まれる水素量の水換算質量厚
さをＭbw、固体成分の質量厚さをＭbとする。ま
た、粉粒体原料１と搬送体２４のトータルの水換
算質量厚さをＭw、固体成分の質量厚さをＭcとす
ると、その透過式は次のように表わすことができ
る。
質量厚さをＭaw、固体成分の質量厚さをＭaと
し、搬送体２４に含まれる水素量の水換算質量厚
さをＭbw、固体成分の質量厚さをＭbとする。ま
た、粉粒体原料１と搬送体２４のトータルの水換
算質量厚さをＭw、固体成分の質量厚さをＭcとす
ると、その透過式は次のように表わすことができ
る。
Ｉo＝Ｉopｅ-(〓nwMw+〓ncMc) ………(1)
Ｉ〓＝Ｉ〓pｅ-(〓〓wMw+〓〓cMc)………(2)
ここにＩo，Ｉ〓：中性子、γ線の透過強度
Ｉop，Ｉ〓p：被測定物がない時の中性子γ線の
強度 μow，μoc：中性子の水と固体成分に対する質量
吸収係数（cm2／ｇ） μ〓w，μ〓c：γ線の水と固体成分に対する質量
吸収係数（cm2／ｇ） (1)，(2)式からＭw，Ｍcは次のように求まる。
強度 μow，μoc：中性子の水と固体成分に対する質量
吸収係数（cm2／ｇ） μ〓w，μ〓c：γ線の水と固体成分に対する質量
吸収係数（cm2／ｇ） (1)，(2)式からＭw，Ｍcは次のように求まる。
Ｍw＝μ〓ｃ ｏ（Ｉｏｐ／Ｉｏ）−μｏｃ ｏ（Ｉ〓ｐ／Ｉ〓）／（μｏｗμ〓ｃ−μｏｃμ〓ｗ） ……(3)
Ｍc＝μｏｗ ｏ（Ｉ〓ｐ／Ｉ〓）−μ〓ｗ ｏ（Ｉｏｐ／Ｉｏ）／（μｏｗμ〓ｃ−μｏｃμ〓ｗ） ………(4)
一方、線源２０からロ方向に発した高速中性子
とγ線は、搬送体２４の質量厚さを測定するた
め、次の構成とする。
とγ線は、搬送体２４の質量厚さを測定するた
め、次の構成とする。
高速中性子は、線源容器２２に配置された減速
フイルター４０で減速する。中性子の減速は次式
で表わされる。
フイルター４０で減速する。中性子の減速は次式
で表わされる。
＝Ｅ０／２｛１＋（Ａ−１／Ａ＋１）｝………(5
) ここに、：１回衝突後のエネルギー E0：衝突前のエネルギー Ａ：ターゲツト元素の質量数 したがつて、Ａが１に近いほどは小さくな
り、減速効果が大となる。例えば、3MeVの高速
中性子が0.025eVの熱中性子になるまでに必要な
衝突回数は、Ｈで18回、Ｃで118回、Feで531回
となり、Ｈの減速能が他の元素に比べ極端に大き
い。
) ここに、：１回衝突後のエネルギー E0：衝突前のエネルギー Ａ：ターゲツト元素の質量数 したがつて、Ａが１に近いほどは小さくな
り、減速効果が大となる。例えば、3MeVの高速
中性子が0.025eVの熱中性子になるまでに必要な
衝突回数は、Ｈで18回、Ｃで118回、Feで531回
となり、Ｈの減速能が他の元素に比べ極端に大き
い。
中性子のこの性質を利用し、水素の多く含まれ
たパラフインあるいは、ポリエチレンを減速フイ
ルター１５の材料に用い、エネルギーを適当に下
げて搬送体２４に照射する。このようにしておく
と比較的うすいベルトなどにおいても、ベルトの
みの水素で熱化された熱中性子が後方に散乱して
熱中性子検出器４２に入射し検出される。この信
号を中性子カウンター４４で増巾計数し、演算装
置３８へ入れる。この計数値は、搬送体２４の水
換算質量厚さＭbwに比例したものであり、したが
つてＭbwを求めることができる。
たパラフインあるいは、ポリエチレンを減速フイ
ルター１５の材料に用い、エネルギーを適当に下
げて搬送体２４に照射する。このようにしておく
と比較的うすいベルトなどにおいても、ベルトの
みの水素で熱化された熱中性子が後方に散乱して
熱中性子検出器４２に入射し検出される。この信
号を中性子カウンター４４で増巾計数し、演算装
置３８へ入れる。この計数値は、搬送体２４の水
換算質量厚さＭbwに比例したものであり、したが
つてＭbwを求めることができる。
また、ロ方向に放射したγ線は、次の方法で搬
送体の固体分の質量厚さを測定する。
送体の固体分の質量厚さを測定する。
γ線の散乱による厚さ測定の原理は、γ線と物
質を構成する原子とのコンプトン散乱に基づくも
ので、物質を構成する原子の核外電子と衝突作用
を行い、入射γ線のエネルギーの一部を電子に与
え、自らはある角度で散乱される。
質を構成する原子とのコンプトン散乱に基づくも
ので、物質を構成する原子の核外電子と衝突作用
を行い、入射γ線のエネルギーの一部を電子に与
え、自らはある角度で散乱される。
この散乱γ線の強度は、散乱体の厚さ、密度す
なわち質量厚さと次式で示す関係となる。
なわち質量厚さと次式で示す関係となる。
Ｉ〓＝Ｉ〓∞（１−ｅ-〓oMb） ………(6)
ここに、Ｉ〓：後方に散乱されるγ線強度
Ｉ〓∞：散乱の質量厚さが∞のときの
飽和散乱γ線強度 μc：実効質量吸収係数（cm2／ｇ） したがつて、後方散乱γ線強度からベルト質量
厚さＭbを求めることができる。
飽和散乱γ線強度 μc：実効質量吸収係数（cm2／ｇ） したがつて、後方散乱γ線強度からベルト質量
厚さＭbを求めることができる。
この散乱γ線を検出する検出器４６は、無機シ
ンチレータからなるシンチレーシヨン検出器で、
この信号をγ線カウンター４８で、増巾計数し演
算装置３８へ入れる。
ンチレータからなるシンチレーシヨン検出器で、
この信号をγ線カウンター４８で、増巾計数し演
算装置３８へ入れる。
(3)，(4)式で求めたＭw，Ｍcと、後方散乱された
熱中性子検出およびγ線検出の結果から求められ
るＭbw，Ｍbより、粉粒体原料２６のみの水換算
質量厚さと固体成分の質量厚さは Ｍaw＝Ｍw−Ｍbw ………(7) Ｍa＝Ｍc−Ｍb ………(8) となるから、粉粒体原料の水分重量含有率Ｍは、
次式で求められる。
熱中性子検出およびγ線検出の結果から求められ
るＭbw，Ｍbより、粉粒体原料２６のみの水換算
質量厚さと固体成分の質量厚さは Ｍaw＝Ｍw−Ｍbw ………(7) Ｍa＝Ｍc−Ｍb ………(8) となるから、粉粒体原料の水分重量含有率Ｍは、
次式で求められる。
Ｍ＝（Ｍａｗ／Ｍａｗ＋Ｍａ）×100（wt％）……(
9) 以上本発明は、同一線源から発せられる２種類
の放射線を２方向に放射させ、一方は搬送体およ
び粉粒体を透過させ、他方は減速フイルターを介
して搬送体にて散乱させるように構成したため、
かさ密度の影響のない、しかも搬送体の質量変化
も補正した正確な水分を求めることができる。
9) 以上本発明は、同一線源から発せられる２種類
の放射線を２方向に放射させ、一方は搬送体およ
び粉粒体を透過させ、他方は減速フイルターを介
して搬送体にて散乱させるように構成したため、
かさ密度の影響のない、しかも搬送体の質量変化
も補正した正確な水分を求めることができる。
第１図および第２図は従来の水分測定装置を示
す概略図、第３図は本発明になる水分測定装置を
示す概略図である。 ２０…線源、２２…線源容器、２４…搬送体、
２６…粉粒体、２８…検出器、３０…前置増巾
器、３２…パルス波形弁別回路、３４，４４…中
性子カウンター、３６，４８…γ線カウンター、
３８…演算装置、４０…減速フイルター、４２…
熱中性子検出器、４６…γ線検出器。
す概略図、第３図は本発明になる水分測定装置を
示す概略図である。 ２０…線源、２２…線源容器、２４…搬送体、
２６…粉粒体、２８…検出器、３０…前置増巾
器、３２…パルス波形弁別回路、３４，４４…中
性子カウンター、３６，４８…γ線カウンター、
３８…演算装置、４０…減速フイルター、４２…
熱中性子検出器、４６…γ線検出器。
Claims (1)
- １ 搬送体より搬送される粉粒体、中性子とγ線
の２種類の放射線を２方向に放射する線源、前記
搬送体および粉粒体を透過した中性子とγ線を検
出する第１の検出器、前記線源と搬送体との間に
設けられた減速フイルター、この減速フイルター
を介して前記搬送体に放射され散乱した中性子と
γ線とを検出する第２の検出器、前記第１、第２
の検出器からの出力によつて前記粉粒体の水分を
求める演算装置とより構成したことを特徴とする
粉粒体の水分測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57223937A JPS59114447A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 粉粒体の水分測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57223937A JPS59114447A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 粉粒体の水分測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59114447A JPS59114447A (ja) | 1984-07-02 |
| JPS6259252B2 true JPS6259252B2 (ja) | 1987-12-10 |
Family
ID=16806038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57223937A Granted JPS59114447A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 粉粒体の水分測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59114447A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2736955B2 (ja) * | 1994-05-13 | 1998-04-08 | 非破壊検査株式会社 | 金属材料中の水素量測定方法及び測定装置 |
| PL1882929T3 (pl) * | 2006-07-28 | 2012-04-30 | Sage Innovations Inc | System detekcji i sposób detekcji oparty na pulsacyjnych cząstkach energetycznych |
| US9389191B2 (en) | 2012-10-22 | 2016-07-12 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Conveyor system and measuring device for determining water content of a construction material |
-
1982
- 1982-12-22 JP JP57223937A patent/JPS59114447A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59114447A (ja) | 1984-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5514870A (en) | Fast CsI-phoswich detector | |
| US4884288A (en) | Neutron and gamma-ray moisture assay | |
| US8058624B2 (en) | Method of detection of fast neutrons | |
| JP7085964B2 (ja) | 放射線検出器 | |
| EP3811066B1 (en) | System and method for moisture measurement | |
| CN113238270B (zh) | 铀矿石的检测方法、装置、系统、设备及介质 | |
| JPS5832150A (ja) | 試料中の一つの元素の濃度を測定する測定装置及び方法 | |
| JPS6259252B2 (ja) | ||
| Mannhart et al. | Absolute calibration of well-type NaI-detector to an accuracy of 0.3-0.1% | |
| JP2006337136A (ja) | 中性子線量測定装置 | |
| JP2552414B2 (ja) | 中性子測定装置 | |
| CN1029706C (zh) | 检测炸药的方法和装置 | |
| RU2034263C1 (ru) | Способ определения плотности вещества | |
| JPS59114446A (ja) | 粉粒体の水分測定装置 | |
| Venkataraman et al. | The gamma to neutron ratios for Pu Be and Am Be neutron sources | |
| Park et al. | A neutron induced prompt gamma-ray spectroscopy system using a 252Cf neutron source for quantitative analysis of aqueous samples | |
| Thompson | Neutron effects in a 2 ″× 2 ″NaI (Tl) scintillation spectrometer | |
| AU600461B2 (en) | Neutron and gamma-ray moisture assay | |
| JPS5977346A (ja) | 物質元素組成分析装置 | |
| McGinley | The photon sensitivity of a moderated activation neutron detector | |
| Ermis et al. | A different Way to Determine the Gamma-ray Linear Attenuation Coefficients of Materials | |
| JPS59230146A (ja) | 粉粒体の水分測定法 | |
| Mechinsky et al. | Reducing neutron counting background with binary thin detecting elements on a base of6Li2O∗ 2SiO2: Ce/7Li2O∗ 2SiO2: Ce glass and Gd1, 5Y1, 5Al2. 5Ga2. 5O12: Ce, Mg/Y3Al2. 5Ga2. 5O12: Ce, Mg ceramic scintillators | |
| RU100270U1 (ru) | Фотоядерное устройство с комбинированым гамма-нейтронным детектором для обнаружения ядерных материалов | |
| JPS62287177A (ja) | ヨウ素１２９モニタ |