专利名称：放射性透射法物料识别分选仪的制作方法
技术领域：
本实用新型放射性透射法物料识别分选仪属于核技术领域。
已经公知，早在六十年代初，英国苏格兰国立农业工程学院的斯莱特和帕尔默两人，根据电磁辐射衰减理论，采用X光管发出的连续谱X射线，研制出一种从马铃薯中排除石头和土块的X射线分选装置并在大型马铃薯收割机中使用。后来英国D·E詹金斯等著文发表了《X射线选煤机》，也是利用X光管发出的连续谱X射线在煤和矸石中衰减程度度之差别来识别并分选煤和矸石。他们最初采用了一台由煤管局的苏格兰矿务局科学实验室制造的试验性装置进行了一系列实验，证实了在一定条件下可有效地分选煤和矸石以及无烟煤和烛煤，并给出了为获得不同块度识别分选最佳效果的波长能量选择结果。
尽管D·E詹金斯等人所获得的经验和所取得的实验数据表明，这类分选装置原理上是可行，但由于采用的是X光管发射的X射线，存在光电仪器部分结构庞大，耗能大，抗干扰能力也较差、成本高和X光管寿命不够长等问题。
本实用新型的目的是针对前述所采用X光管发射连续谱X射线的物料分选装置所存在的问题，根据核辐射衰减理论、射线在不同物料中透射差别原理及相同能量的r射线与X射线在同一物质中有相同的衰减穿透性能，提出采用放射性同位素射线源，而设计成功一种放射性透射法物料识别分选仪，它具有体积小，耗能极少，不受干扰的特点。
本实用新型放射性透射法物料识别分选仪采用放射性同位素射线在不同物料中透射差别原理制成，它由放射性同位素射线源(1)、核辐射探头(2)、快速识别电路、延迟电路(5)、功放电子控制开关(6)组成。放射性同位素射线源(1)可选用半衰期为二年或二年以上，乃至上千年的放射性同位素，具有10Kev以上至几百Kev之间的特定能量和5毫居里以上，甚至几十毫居里的射线源强度，其具体数值的选取，可根据被识别物料的种类不同或块粒度不同，选择不同类型的放射性同位素射线源，以获得最佳识别分选效果。射线的种类为γ射线、X射线和β射线，均可使用。放射性同位素射线源(1)发出的射线束透过物料(7)后，由核辐射探头(2)接收并转換成光电信号，经过快速识别电路后输出一物料识别信号，此信号经延迟电路(5)延迟一定时间，送至功放电子控制开关(6)以接通分选执行机构的大功率电源，启动执行机构，达到分选的目的。
以下结合附图对本实用新型放射性透射法物料识别分选仪做进一步说明。
图1为放射性透射法物料识别分选仪的原理示意图图2为放射性透射法物料识别分选仪的原理框图图3为透射信号波形图图中(1)放射性同位素射线源(5)延迟电路(2)核辐射探头(6)功放电子控制开关(3)线性放大器(7)物料(4)比较器图1为本实用新型原理方法示意图。由放射性同位素源(1)发出并经准直的射线束入射到待识别的物料(7)上，由核辐射探头(2)接收透射的射线束强度。根据核辐射在物质中衰减理论，当入射的射线强度为Io，射线束中所置物料厚度为T时，则射线强度将衰减至IT而透射出来，且有关系IT＝Ioe－μT(2)(1)式中μ为物料的厚度吸收系数，其值取决于射线能量及物料的化学组成成份。显然，如果在同一能量射线照射下，两种物料厚度相同，μ大者，透射强度IT小；而μ小者，透射强度IT大。
令两种物料的厚度吸收系数分别为μ1和μ2，且μ2＞μ1，厚度分别为T1和T2，入射的射线强度为Io，射线的透射束强度分别为IT1
当IT1＝IT2时，μ1T1＝μ2T2则 (T2)/(T1) ＝ (μ1)/(μ2) (4)根据(4)式，如果μ2＞μ1，则T1＞T2。我们取相应IT2或IT1的值为甄别阀，就可以把厚度大于T2的物料2与小于T1的物料1识别开来并适时分选物料2，提高物料纯度。
图2是本实用新型放射性透射法物料识别分选仪的原理框图。由放射性同位素源(1)发出的射线束透过物料(7)后由核辐射探头(2)接收并转換成光电信号，经过快速识别电路中的线性放大器(3)及参比电压可调的比较器(4)后输出物料识别信号；物料识别信号经可调延迟电路(5)延迟，其可调延迟范围为0.05秒至2秒，再送至功放电子控制开关(6)电子控制制开关的动作频率为5次／秒，至50次／秒以接通分选执行机构的大功率电源。启动分选执行机构动作，达到分选的目的。
图3是本实用新型中两种物料挡束信号波形示意图。当没有物料阻挡射线束时，线性放大器的输出处于高电平；有物料挡束时，μ值小的物料，射线束对它的穿透能力强，输出的小幅度的负脉冲，而μ值大的物料，输出为大幅度的负脉冲。图中水平虚线为比较器的参比电压，调节参比电压，就可由比较器选出幅度大于一定值的负脉冲为大μ值物料识别信号。
例如选煤时，透过煤和矸石的射线强度不同，煤块挡束时，由于射线穿透煤的能力强，输出为小幅度的负脉冲、矸石挡束时，输出为大幅度的负脉冲，调节比较器(4)的参比电压，可选出幅度大于一定值的负脉冲为矸石识别信号。此识别信号经延迟器，功放电子控制开关(6)以接通分选执行机构，将矸石分选出去，以达到提高煤的纯度。
本放射性透射法物料识别分选仪，可提高物料的纯度，它取消了体积庞大的X光管机，整个分选仪不仅体积大为缩小，而且电能消耗大幅度降低，其耗电量仅为X光管源的1／50～1／100。放射性同位素射线源不需供电，性能稳定，使用寿命长，结构简单，维护方便。不受电磁干扰，仪器的抗干扰能力强。成本低，制造容易，具有较好的经济效益。本分选仪可单通道式，也可多通道式，可根据分选需要来确定通道数。它适用于各种块度或粒度的煤与矸石、铁矿石与废矿石等各种矿物以及谷物与土、砂粒等物料的自动快速识别分选，以提高所需物料的纯度。根据分选物料的对象不同，可设计出一系列的物料识别分选仪，从而形成系列产品。本放射性透射法物料识别分选仪填补了国内空白。
权利要求1.一种放射性透射法物料识别分选仪，它包括放射源(1)、核辐射探头(2)、快速识别电路、延迟电路(5)、功放电子控制开关(6)，其特征在于放射源采用放射性同位素射线源(1)，其半衰期为二年或二年以上，具有十Kev以上的特定能量和5毫居里以上源强，射线种类为r射丝、x射线和β射线。
2.根据权利要求1所述放射性透射法物料识别分选仪，其特征在于物料快速识别电路由线性放大器(3)和参比电压可调的比较器(4)组成。
3.根据权利要求1所述放射性透射法物料识别分选仪，其特征在于延迟电路可调延迟范围为0.05秒至2秒。
4.根据权利要求1所述放射性透射法物料识别分选仪，其特征在于功放电子控制开关的动作频率为5次／秒至50次／秒。
5.根据权利要求1所述放射性透射法物料识别分选仪，其特征在于分选仪可单通道式或多通道式。
专利摘要一种放射性透射法物料识别分选仪。根据射线在不同物料中透射差别原理制成。包括有放射源(1)、核辐射探头(2)、快速识别电路、延迟电路(5)和功放电子控制开关(6)。选择合适能量和一定强度的长半衰期放射性同位素源，通过调节电压比较器的参比电压，可自动快速识别分选如各种块度或粒度的煤/矸石、铁矿石/废矿石和谷物/石粒等物料，提高所需物料的纯度。具有耗能极少，不受干扰，性能稳定，寿命长，结构简单，成本低等特点，属国内首创。
文档编号G01N23/08GK2061284SQ90211290
公开日1990年8月29日 申请日期1990年3月20日 优先权日1990年3月20日
发明者周春生, 齐补生 申请人:湘潭市四维应用技术研究所