专利名称：移动式检测卤水中钾浓度的仪表的制作方法
技术领域：
移动式检测卤水中钾浓度的仪表技术领域[0001]本实用新型涉及一种钾浓度的检测仪表及检测方法，具体说涉及一种便于携带 的移动式快速检测卤水中钾浓度的仪表。
背景技术：
[0002]在盐湖卤水生产钾肥的过程中，首先需要对浓缩池中的湖水日晒蒸发浓缩为钾 浓度在一定范围内的卤水，因此能够对浓缩池中的卤水的钾浓度进行定期或不定期检 测，对提高生产效率，节约能耗具有重要的意义。[0003]另外，从海水中提取淡化水后，剩余部分盐分浓度增加，被称之为“浓盐 水”。目前1万立方米的海水可以产出5千立方米的淡化水，剩余浓盐水含盐量比普通 海水要高出一倍。浓盐水经再提炼可用于生产原盐使用，剩余的卤水部分还可再用于提 取钾、镁等元素，而这些成分可以作为化学肥料的原料应用于农业。目前我国仅青岛一 市，2010年海水淡化的规模就达到每天18万至20万立方米，到2020年海水淡化规模将 达到每天35万至40万立方米。[0004]因此，对卤水开发利用过程中的卤水钾浓度进行检测，有着重要的意义。[0005]但是目前常用的分析卤水中钾浓度的方法多为重量法、容量法或用离子选择电 极、原子吸收等仪表进行分析，但是这些方式都需要把卤水取样带回实验室后才能进行 分析，手续烦琐，获得结果时间长，不能满足对卤水中钾浓度的实时监测。[0006]目前尚没有一种便于携带的，能够移动式快速检测卤水中钾浓度的仪表。发明内容[0007]针对现有卤水中钾浓度的仪表及检测方法存在的缺陷，本实用新型提供一种便 于携带、检测速度快、检测精度高的检测卤水中钾浓度的仪表。[0008]解决上述技术问题所采取的具体技术措施是一种移动式检测卤水中钾浓度的 仪表，其特征是[0009]在壳体(1)上部开有凹槽0)，在凹槽O)的壁上制有溢流孔(8)，在凹槽(2) 下方置有BGO晶体(3)，在BGO晶体(3)的下方，置有第一光电倍增管，在BGO 晶体(3)与第一光电倍增管的外侧，装有一端封闭的圆筒状铅质屏蔽(18)，在凹槽 O)的壁中制有环绕凹槽呈圆筒状的空腔，在空腔内置有圆筒形塑料闪烁体(5)，在塑料 闪烁体(5)的下端连接有机玻璃光导(6)，有机玻璃光导(6)的下端连接第二光电倍增管 (7)，在壳体(1)的上方，装有带挂钩的提手(9)，在提手(9)下端装有第一拉力传感器[10]和第二拉力传感器(11)，第一拉力传感器(10)和第二拉力传感器(11)的下端与壳 体⑴相连接，在壳体⑴内位于屏蔽(18)的下方，装有仪表电路(12)及电池(13)，在 壳体(1)的外壁上装有电源开关(14)、空态测量按钮(1 、卤水测量按钮(16)及液晶显 示屏(17)。[0010] 本实用新型的有益效果由于自然界中存在着大量的高能宇宙射线以及环境辐射本底，这些都会对单独的Y射线或β射线检测带来干扰，影响测量精度。[0011]采用对Y射线具有较高探测效率的BGO晶体，可以大幅度减少晶体的厚度，同 时将塑料闪烁体制成圆筒状，环绕在卤水样品的周围，使得仪表的整体结构更加紧凑。 而采用聚四氟乙烯材质来制作仪表壳体，则能更好的避免了卤水对仪表表面的腐蚀，延 长仪表的使用寿命。[0012]由于α射线在固体物质中的射程一般只有几微米，完全可以被仪表壳体屏蔽， 并且塑料闪烁体成较薄的圆筒状，使得塑料闪烁体对Y射线的敏感度大大降低，保证了 塑料闪烁体接收到的几乎全部都是β射线，减少了不相干的α射线及Y射线对测量带 来的干扰，提高了测量精度。[0013]在BGO晶体和第一光电倍增管的外面设有铅质屏蔽，能够很好的降低宇宙高能 射线以及环境辐射本底对测量的影响，使得BGO晶体接收到的Y射线主要来自探测腔体 前方的卤水。
[0014]图1是本实用新型的结构示意图。[0015]图2是本实用新型中有机玻璃光导的外形示意图。[0016]图中1仪表壳体，2凹槽，3BGO晶体，4第一光电倍增管，5塑料闪烁体，6 有机玻璃光导，7第二光电倍增管，8溢流孔，9提手，10第一拉力传感器，11第二拉力 传感器，12仪表电路，13电池，14电源开关，15空态测量按钮，16卤水测量按钮，17 液晶显示屏，18铅质屏蔽。
具体实施方式
[0017]结合附图详细说明本实用新型的仪表结构和使用方法。[0018]目前，金属钾已发现的同位素从Κ-32到Κ-55 —共有25种同位素，但是在自然 条件下存在的钾，有三种同位素，分别是Κ-39、Κ-40、Κ-41。其中Κ-39和Κ-41为稳 定性同位素，不具有放射性。而Κ-40则是非稳定性同位素，能够通过衰变放射出最高能 量为1.33MeV的连续能谱β射线和能量为1.46MeV的、射线。而K_40在天然钾中的 丰度为0.012%，是一个恒定的量。这样我们可以通过测量卤水中的Κ-40的多少，进而 推断出卤水中钾元素的浓度来。[0019]一种移动式检测卤水中钾浓度的仪表如图1所示[0020]仪表壳体1采用聚四氟乙烯制成，整体呈圆柱形。在壳体的顶部，制有一圆柱 形凹槽2，凹槽2的内容积为直径10cm、深度为13cm。在凹槽2的壁上距离仪表壳体顶 部1.5cm的地方，开有一直径为Icm的溢流孔8。[0021]在壳体内部凹槽2的下方，置有BGO晶体3，BGO晶体3的直径为10cm，厚 度为5cm。在BGO晶体3的下方，置有第一光电倍增管4，在第一光电倍增管4与BGO 晶体3之间涂有光学硅油并紧密相接。在BGO晶体3、第一光电倍增管4的外围，依照 常规方式，由内到外依次包裹有镜面反光(或白色漫反射)薄膜以及黑色遮光薄膜。[0022]在BGO晶体3、第一光电倍增管4的外侧，安装有3mm厚的铅质屏蔽18，该铅 质屏蔽为一端封闭的圆筒状，除了 BGO晶体3正对凹槽2的方向是敞开的之外，铅质屏蔽18完全包裹住BGO晶体3和第一光电倍增管4。[0023]在溢流孔8的下面位置，在凹槽2的壁中制有环绕凹槽呈圆筒状的空腔；在空 腔之内，置有塑料闪烁体5，塑料闪烁体5通过铸造的工艺固化成圆筒形，圆筒内径为 11cm、厚度为10mm、长度为10cm，嵌于壳体内部环绕着凹槽2。在塑料闪烁体的下端 接有有机玻璃光导6，如图2所示，有机玻璃光导6的上端成圆环状，其内径、厚度与塑 料闪烁体的内径、厚度相同；有机玻璃光导6的下端成圆柱状，半径为13mm，与第二光 电倍增管7的半径相同。有机玻璃光导6的下端接有第二光电倍增管7。在塑料闪烁体 5与有机玻璃光导6之间涂有光学硅油并紧密接触。在有机玻璃光导6与第二光电倍增管 7之间涂有光学硅油并紧密接触。在塑料闪烁体5、有机玻璃光导6、第二光电倍增管7 的外围，依照常规方式，由内到外依次包裹有镜面反光(或白色漫反射)薄膜以及黑色遮 光薄膜。[0024]在壳体1的上方，有一带挂钩的提手9，通过第一拉力传感器10、第二拉力传感 器11与壳体1相连。[0025]在壳体1内，位于屏蔽18的下方，装有仪表电路12及电池13，仪表电路12由 以下电子单元功能模块组成电源模块、时钟模块、第一光电倍增管信号处理模块、第 二光电倍增管信号处理模块、第一拉力传感器信号处理模块、第二拉力传感器信号处理 模块、数据存储模块、中央信息处理模块及液晶显示屏驱动模块。该各模块可以根据需 要实现的具体功能，由具有相关电子学知识的行业内人士所设计并生产。[0026]在壳体1的偏下部位置的外壁上，安装有电源开关14、空态测量按钮15、卤水 测量按钮16及液晶显示屏17。[0027]本仪表的工作原理是[0028]卤水中K-40所放射出的Y射线被BGO晶体接收到，使BGO晶体受激产生荧 光；该荧光经过反射薄膜的多次反射后最终被第一光电倍增管接收到并将之转化为电信 号；该电信号经过仪表电路中第一光电倍增管信号处理模块的作用下，最终转化为幅度 与入射Y射线能量成一定线性关系的脉冲信号，并被甄别出其中对应能量为1.46MeVY 射线的脉冲信号，进行累计计数。[0029]卤水中K-40所放射出的β射线被塑料闪烁体接收到，使塑料闪烁体受激而产生 荧光；该荧光经过有机玻璃光导和反射薄膜的引导和反射作用，最终被第二光电倍增管 接收到并转化为电信号；该电信号经过仪表电路中第二光电倍增管信号处理模块的作用 下，最终转化为脉冲信号并进行累计计数，该计数的多少，反映了塑料闪烁体接收到的 β射线个数的多少。[0030]第一拉力传感器将受到的拉力转化为电压信号输出，经过仪表电路中第一拉力 传感器信号处理模块的作用，将该电压信号通过常规的电压/频率变换电路转化为频率 与电压成正比关系的脉冲信号，并进行累计计数。[0031]第二拉力传感器将受到的拉力转化为电压信号输出，经过仪表电路中第二拉力 传感器信号处理模块的作用，将该电压信号通过常规的电压/频率变换电路转化为频率 与电压成正比关系的脉冲信号，并进行累计计数。权利要求1. 一种移动式检测卤水中钾浓度的仪表，其特征是在壳体(1)上部开有凹槽(2)， 在凹槽(2)的壁上制有溢流孔⑶，在凹槽(2)下方置有BGO晶体(3)，在BGO晶体(3) 的下方，置有第一光电倍增管(4)，在BGO晶体(3)与第一光电倍增管(4)的外侧，装 有一端封闭的圆筒状铅质屏蔽(18)，在凹槽(2)的壁中制有环绕凹槽呈圆筒状的空腔， 在空腔内置有圆筒形塑料闪烁体(5)，在塑料闪烁体(5)的下端连接有机玻璃光导(6)， 有机玻璃光导(6)的下端连接第二光电倍增管(7)，在壳体(1)的上方，装有带挂钩的提 手(9)，在提手(9)下端装有第一拉力传感器(10)和第二拉力传感器(11)，第一拉力传 感器(10)和第二拉力传感器(11)的下端与壳体⑴相连接，在壳体⑴内位于屏蔽(18) 的下方，装有仪表电路(12)及电池(13)，在壳体⑴的外壁上装有电源开关(14)、空态 测量按钮(15)、卤水测量按钮(16)及液晶显示屏(17)。
专利摘要一种移动式检测卤水中钾浓度的仪表，在壳体内置有BG0晶体，光电倍增管、塑料闪烁体，在塑料闪烁体连接有机玻璃光导，在壳体的上方，装有提手，在提手下端装有拉力传感器，在壳体上装有电源开关、空态测量按钮、卤水测量按钮及液晶显示屏。塑料闪烁体成圆筒状，降低γ射线的敏感度，在BGO晶体外面设有铅质屏蔽，降低宇宙高能射线及环境辐射本底对测量的影响，提高测量精度。
文档编号G01T1/203GK201803934SQ20102054354
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者于海明, 侯朝勤, 刘永超, 周洪军, 宋青锋, 尹兆余, 常微, 张伟, 张健, 李剑锋, 肖宪东, 蒋宝庆, 赵洪涛, 赵龙, 魏晓云, 龚亚林 申请人:丹东东方测控技术有限公司