比装置和搅拌控制器，根据分析处理系统的信息，控制配比装置中废液、水泥 和添加剂的配比、以及搅拌控制器的搅拌速率。
2. 根据权利要求1所述的废物桶中放射性废物水泥固化体裂缝检测装置，其特征在 于：所述伽马射线发生装置包括伽马射线标准源、生物屏蔽壳和源准直器，所述伽马射线标 准源为lOmCi6°Co同位素标准体源，用于产生1. 17MeV和1. 33MeV能量的伽马射线；所述源 准直器材料为铅，用于使伽马射线从扇形窄缝中射出，所述生物屏蔽壳包裹在伽马射线标 准源外壁，材料为铅。
3. 根据权利要求1所述的废物桶中放射性废物水泥固化体裂缝检测装置，其特征在 于：所述伽马射线探测器系统包括伽马射线探测器和固定在其上的探测器准直器，所述伽 马射线探测器为长度与废物桶高度相同的线阵CMOS伽马射线探测器，所述探测器准直器 材料为铅。
4. 根据权利要求1所述的废物桶中放射性废物水泥固化体裂缝检测装置，其特征在 于：所述分析处理系统包括 与伽马射线探测器相连的信号采集系统，用于获取伽马射线探测器输出的脉冲信号矩 阵，并转换为数字信号矩阵，即衰减后的伽马射线强度矩阵； 与信号采集系统相连的数据处理系统，用于获取信号采集系统输出的衰减后的伽马射 线强度矩阵，并将其转换为平均线衰减系数矩阵，根据平均线衰减系数矩阵建立废物桶扫 描测量的二维灰度图像，并将其与合格的放射性废物水泥固化体的图像信息对比，若灰度 值差别大于预设值，认为废物桶中固化体的孔隙度和裂缝尺寸大于允许范围，判断为不合 格，否则合格； 与数据处理系统相连的显示系统，用于显示建立的二维灰度图像、固化体孔隙度和裂 缝尺寸信息。
5. 根据权利要求4所述的废物桶中放射性废物水泥固化体裂缝检测装置，其特征在 于：将衰减后的伽马射线强度矩阵转换为平均线衰减系数矩阵的方法为： 根据单能窄束伽马射线的衰减规律：
其中i为衰减后伽马射线强度，i〇为初始伽马射线强度，ymi为物质i的质量衰减系 数，Pi为物质i的密度，cu为物质i的厚度。假设每次伽马射线穿过的是均匀介质，密度 相同，则上式可转换为：
其中//为穿过介质的平均线衰减系数，D为总衰减厚度。根据传送带7传送速率V、废 物桶半径R和测量时间t，可以得到从测量开始到测量结束，D的计算公式为：
联立（2)、⑶式，可以得到//的计算公式为：
式中，初始伽马射线强度1〇、传送速率V、废物桶半径R和测量时间t均为已知量，根据 衰减后伽马射线强度I可以得到平均线衰减系数//。
6. -种废物桶中放射性废物水泥固化体裂缝检测方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 装有固化体的废物桶位于运动的传送带上，由远及近的经过伽马射线发生装置和 伽马射线探测器，伽马射线发生装置向废物桶发射伽马射线，对废物桶中固化体进行扫描； 位于伽马射线发生装置对面的伽马射线探测器系统获取经过废物桶固化体衰减后的伽马 射线，并将伽马射线转换为脉冲信号发送至分析处理系统； (2) 分析处理系统获取信号采集系统输出的脉冲信号，用于获取脉冲信号矩阵，处理后 建立废物桶扫描测量的二维灰度图像，并将其与合格的放射性废物水泥固化体的图像信息 对比，判断被测废物桶中放射性废物水泥固化体是否合格； (3) 若测废物桶中放射性废物水泥固化体合格，则进行下一个测量，否则，反馈控制系 统根据分析处理系统的信息，控制配比装置中废液、水泥和添加剂的配比、以及搅拌控制器 的搅拌速率。
7. 根据权利要求6所述的废物桶中放射性废物水泥固化体裂缝检测方法，其特征在 于：所述步骤（1)具体为： (11) 根据待测废物桶调整固定装置，使伽马射线发生装置位于废物桶正中间，从扇形 窄缝中射出的伽马射线能完全覆盖废物桶的上下两顶点； (12) 传送带匀速运动，将装有放射性废物水泥固化体的废物桶送达检测位置； (13) 启动伽马射线发生装置和伽马射线探测器系统，伽马射线标准源放出的伽马射线 经过源准直器从源准直器的扇形窄缝射出，经废物桶中固化体衰减后，被伽马射线探测器 接收形成脉冲信号； (14) 传送带匀速运动，使废物桶完全通过检测位置，完成对废物桶的扫描测量，伽马射 线探测器记录到伽马射线经过废物桶衰减后的伽马射线脉冲信号，将其转换为脉冲信号矩 阵发送至分析处理系统。
8. 根据权利要求6所述的废物桶中放射性废物水泥固化体裂缝检测方法，其特征在 于：所述步骤（2)具体为： (21) 信号采集系统获取伽马射线探测器输出的脉冲信号矩阵，并转换为数字信号矩 阵，即衰减后的伽马射线强度矩阵； (22) 数据处理系统获取信号采集系统输出的衰减后的伽马射线强度矩阵，并将其转换 为平均线衰减系数矩阵，根据平均线衰减系数矩阵建立废物桶扫描测量的二维灰度图像， 并将其与合格的放射性废物水泥固化体的图像信息对比，若灰度值差别大于预设值，认为 废物桶中固化体的孔隙度和裂缝尺寸大于允许范围，判断为不合格，否则合格； (23) 显示系统显示经步骤（22)建立的二维灰度图像、固化体孔隙度和裂缝尺寸信息。
9. 根据权利要求8所述的废物桶中放射性废物水泥固化体裂缝检测方法，其特征在 于：所述步骤（22)具体为： 将衰减后伽马射线强度矩阵转换为平均线衰减系数矩阵，方法为： 根据单能窄束伽马射线的衰减规律：
其中I为衰减后伽马射线强度，1〇为初始伽马射线强度，Umi为物质i的质量衰减系 数，Pi为物质i的密度，cU为物质i的厚度。假设每次伽马射线穿过的是均匀介质，密度 相同，则上式可转换为：
其中//为穿过介质的平均线衰减系数，D为总衰减厚度。根据传送带7传送速率V、废 物桶半径R和测量时间t，可以得到从测量开始到测量结束，D的计算公式为：
联立（2)、⑶式，可以得到//的计算公式为：
式中，初始伽马射线强度1〇、传送速率V、废物桶半径R和测量时间t均为已知量，根据 衰减后伽马射线强度I可以得到平均线衰减系数//。
【专利摘要】本发明公开了一种废物桶中放射性废物水泥固化体裂缝检测装置，包括传送带，伽马射线发生装置，伽马射线探测器系统、分析处理系统和反馈控制系统。传送带传送待测废物桶，伽马射线发生装置发出伽马射线经废物桶衰减后由伽马射线探测器系统采集，送入分析处理系统中进行分析处理。本发明利用伽马射线对固化体进行扫描检测，通过孔隙度和裂缝推断固化体是否满足固化要求，并通过反馈控制系统控制后续固化过程，解决了固化体化学检测滞后和复杂取样、制样工艺复杂的问题，能够非常及时的利用孔隙度和裂缝判断固化体是否合格，本发明实现了全自动检测反馈，减少了人为因素导致的误差。
【IPC分类】G01N23-04
【公开号】CN104569006
【申请号】CN201510024105
【发明人】杨剑波, 庹先国, 王洪辉, 成毅, 王磊, 刘明哲, 王琦标
【申请人】成都理工大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月16日