SU1108873A1 - Установка дл активационного анализа - Google Patents

Abstract

УСТАНОВКА ДЛЯ АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА, содержаща  источник активирующего излучени , пневмотранспортную систему с препаратопроводами , камерами облучени , загрузки и выдержек облученных образцов и мониторов , станций счета наведенной активности , блок управлени  и контрол , спектрометрическую систему с блоками детектировани ,амплитудными анализаторами и схемой совпадени , таймер-контроллер, блок сопр жени  с системой обработки информации , отличающа с  тем, что,с целью повышени  надежности установки, расширени  ее функциональных возможностей и увеличени  производительности, в нее введены коммутатор, устройства сигнализации и барабан-синхронизатор, совмещающий функции камер загрузки и выдержки , по периметру которого наход тс  спаренные  чейки дл  образцов и мониторов,над которыми расположены входные, а под ними - выходные (к станци м счета) отверсти  дл  препаратопроэодов, причем эти выходные отверсти  смещены относительно (Л входных на число  чеек, равное отношению заданных времен вьщержки облученных образцов и мониторов, к интервалу времени между последовательными повЬротами барабана, а на участках препаратопроводов, ведущих к станци м счета, установлены устройства сигнализации, выходы которых 00 00 подключены к входам коммутатора, соединенного с блоком сопр жени . j со

Description

I 1

Изобретение относитс  к области элементного анализа вещества методом активационного анализа и может быть спользовано в промьшшенности при ешении прикладных задач по опредеению примесей в различных матрицах, также в сельском хоз йстве дл  определени  содержани  питательных элементов в растени х, кормах, удобрени х и почвах.

Известна установка, в которой осуществл етс  последовательный.режим анализа, когда с исследуемым образцом вьшолн ютс  все операции от облучени  до обработки результата , после чего он отправл етс  в хранш1ище, и лишь затем начинаетс  цикл анализа следующего образца.

Недостатком установок, построенных по такому принципу,  вл етс  относительно низка  производительность при длительных временах анализа , -неприемлема  при массовых измерени х.

Известна установка,  вл к да с  ближайшим техническим решением, предназначенна  дл  массового определени  нескольких элементов (азота, фосфора, кали , кремни , хлора и др.) в растительных образцах. Задача повышени  производительности решена путем организахщи такого взаимодействи  между отдельными ее узлами, которое позвол ет одновременно осуществл ть различные операции анализа дл  нзскольких образцов (так называемый совмещенньш режим), когда, на- пример , один образец облучаетс , второй, облученный, в то врем  находитс  в камере вьщержки, а третий образец находитс  в позиции измерени  и т.д.

В то же врем  дл  каждого отдельного образца анализ состоит из следующей последовательности операций: облучени , первой вьщержки, первого измерени  наведенной активности, второй вьщержки и второго измерени  заведенной активности.

Установка состоит из источника активирующего излучени , пневмотранспортной системы с препаратопроводами , камерами облучени , загрузки и вьщержки облученных образцов и моторов , станций счета наведенной активности , блока управлени  и контрол , спектрометрической системы с блоками детектировани , амплитудным ана08873

лизаторами и схемой совпадени , таймера-контроллера ,блока сопр жени  с ЭВМ (интерфейса) и систем обработки информации на основе ЭВМ.

5 Из камеры загрузки образец по препаратопроводу попадает в камеру облучени , где происходит его облучение нейтронами с энергией 14 мэВ. После активации он транспортируетс 

0 в первую камеру вьщержки, где остаетс  некоторое врем , необходимое дл  распада короткоживущих мещаю-. щих нуклидов. Из этой камеры вьщержки образец попадает на первую стан5 цию счета, где с помощью соответствующей регистрирующей аппаратуры определ етс  число отсчетов от наведенной в нем активности в выбранных энергетических интервалах. После пер0 вого измерени  наведенной активности образец перемещаетс  во вторую камеру вьщержки, остаетс  в ней некоторое врем , а затем поступает на вторую станцию счета, где производитс  ре5 гистраци  либо полного спектра наведенной активности, либо отдельных его участков. Дл  этой цели примен ютс  - амплитудные анализаторы. Данные первого и второго измерений наведенной

, активности образца в выбранных энергетических интервалах с помощью блока сопр жени  передаютс  в ЭВМ, где с , использованием известных спектрально-временных соотношений между активност ми , образующихс  в образце нуклидов и сравнени  определ емых элементов , в данном случае азота, фосфора , кали  и др. Проанализированные образцы направл ютс  в хранилище. Действи  всех исполнительных механизмов

пневмотранспортного устройства, перемещающего образцы, осуществл ютс  по командам блока управлени , который св зан с таймером-контроллером,задающим последовательность отдельных

операций анализа. Некоторые типы ЭВМ одновременно с обработкой результатов могут вьтоли ть функ1Д1И таймера. Местоположение образцов в ответственных узлах транспортной системы, в соответствующих камерах и на станци х счета контролируетс  с помощью систе1«ы фотоиндикации и отражаетс  на мнемосхеме в блоке управлени  и контрол . Мониторирование выхода

5 нейтронного генератора производитс  либо самосто тельной измерительной системой, либо с помощью образцовмониторов , которые облучаютс  одновременно с исследуемыми образцами, а наведенна  в них активность регист рируетс  либо на первой станции счета , либо отдельным блоком детектировани .

Несмотр  на то, что описанна  выше установка предназначена дл  совмещенного режима, ее структура типична дл  систем последовательного анализа , так Как каждой операции с образцом соответствует отдельное устройство , ее осуществл ющее; загрузка образцов производитс  в камере загруки , перва  вьщержка - в первой камер вьщержки, первое измерение наведенно активности - на первой станции счета и т.п.

Недостатком установки  вл етс  большое число исполнительных механизмов в пневмотранспортной системе, сложность управл ющего устройства и таймера-контроллера,осуществл ющего четкую временную синхронизацию всех действий этих механизмов.

Большое число исполнительных механизмов , сложность управл кицей автоматики снижают степень надежности установки, хот  при совмещенном режиме анализа зтому вопросу должно быть уделено особое внимание, так как слзгчайный сбой в одном из механизмов приводит к неправильным результатам дл  целой серии образцов. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности установки, расширение ее функциональных возможностей и увеличение производительности.

Это достигаетс  тем, что в установку , состо щую из источника активируницего излучени , пневмотранспортной системы с препаратопроводами , камерами облучени , загрузки и вьщержек, облученных образцов и мониторов, станций счета наведенной активности, блок управлени  и контрол , спектрометрической системы с блоками детектировани , ат литудными анализаторами и схемой совпадени , таймера-контроллера , блока сопр жени  (интерфейса) с системой обработки информации, введен коммутатор, устройства сигнализации и барабан-синхронизатор, совмещающий функции камер загрузки и вьщержки, по периметру которого наход тс  спаренные  чейки дл  образцов и мониторов, над которыми расположены входные, а под ними выходные (к станци м счета) отверсти  дл  препаратопроводов, причем эти выходные отверсти  смещены относительно входных на число  чеек, равное отношению заданных времен выдержки облученных образцов и мониторов, к интервалу времени между последовательными поворотами барабана, а на участках препаратопроводов , ведущих к станци м счета, установлены устройства сигнализации , выходы которых подключены к входам коммутатора, соединенного с блоком сопр жени .

Барабан-синхронизатор благодар  особому расположению входных и выходных отверстий, через которые образцы и мониторы попадают в камеры измерени , обеспечивает автоматическую синхронизацию операций загрузки , вьщержки и измерени  наведенной активности образцов и мониторов , что значительно упрощает схему таймера-контроллера,в котором отпадает необходимость незайисимого установлени  времени дл  каждой из этих операи;ий. Принципиально можно обойтись установлением лишь одного времени (интервал между последовательными поворотами барабана), которому кратны длительности всех других операций анализа. Одновременно упрощаетс  структура блока управлени  установкой и значительно сокращаетс  число исполнительных механизмов , что повышает ее надежность.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой установки с двухканальным препаратопроводом (дл  образца и монитора), т.е. контроль за нейтронным выходом генератора осуществл етс  с помощью мониторов, облучаемых одновременно с образцом и измер емых на отдельной станции счета; на фиг.2линейна  развертка барабана-синхронизатора .

Установка содержит нейтронный генератор 1, камеру облучени  2, барабан-синхронизатор 3, Кс.меры счета наведенной активности образца 4 и монитора 5, блоки детектировани  6, одноканальный амплитудный анализатор 7, спектрометрическую систему 8 дл  измерени  наведенной активности образца, включающую схему совпадени  9 и малоканальньй или многоканальный амплитудный анализатор 10, блок сопр жени  (интерфейс) 11, устройство обработки информации 12, цнфропечатающёе устройство 13, коммутатор 14, устройства сигнализации 15 блок управлени  и контрол  16,таймерконтроллер 17, пневмотранспортную систему, состо щую из отдельных участков препаратопроводов 18-23, и хранилище 24 облученных образцов и мониторов.

Устройства сигнализации 15, расположенные на выходных участках препаратопроводов 20-22, соединены с коммутатором 14, выход которого подключен к блоку сопр жени  11.

Установка работает следующим образом . В .начальный момент по сигналу с блока управлени  и контрол  16, KOTOpbui в свою очередь управл етс  таймером 17, происходит поворот барабана-синхронизатора 3. Образец и монитор, попавшие в  чейки барабана из загрузочных участков препаратопроводов 18, транспортируютс  по препаратопроводам 19 в камеру облучени  2, происходит включение нейтронного генератора 1 и производитс  операци  облучени . После окончани  облучени  образец и монитор возвращаютс  в барабан; в котором остаютс  при последующих его .поворотах до тех пор, пока  чейки, где они наход тс , не совмест тс  с выходными отверсти ми . Врем  первой вьщержки задаетс  положением выходных отверстий, к которым подключены препаратопроводы 20, относительно входных отверстий, к которым подсоединены препаратопроводы 19.

По препаратопроводам 20 образец и монитор попадают на соответствующие станции счета 4 и 5, где наведенна  в них активность регистрируетс  в определенных энергетических интервалах с помощью блоков детектировани  6 и соответствующих одноканального 7 и малоканального 10 анализаторов . Во многих случа х целесообразно регистрировать каскадное или аннигилл ционное гамма-излучение радиоактивных нуклидов. что осуществл етс  с помощью схемы совпадений 9, к которой подключены оба блока детектрировани  6 станций счета наведенной активности образца 4. После окончани  времени первого измерени , длительность которого равна времени между последовательными поворотами барабана 3, монитор по препаратопроводу 23 отправл етс  в хранилище 24, а образец по препаратопроводу 21 поступает в свободную  чейку барабана 3. Зарегистрированна  в первом измерении информаци  через интерфейс 11 передаетс  в устройство обработки 12, например ЭВМ. После нескольких поворотов барабана при совмещении  чейки с образцом, наход щимс  на второй вьщержке, с выходным отверстием (с препаратопроводом 22) этот образец вновь попадает на станцию счета 4, где производитс  втора  регистраци  наведенной в нем активности,а затем и передача полученной информации в ЭВМ. Очевидно , врем  второй вьщержки и в этом случае задано относительным положением выходного отверсти , к которому присоединен препаратопровод 22, относительно входного отверсти  с препаратопроводом 21. Следовательно, времена первой и второй вьщержки равны числам  чеек между соответствующими входными и выходными отверсти ми , умноженным на временной интервал между последовательными поворотами барабана. Коммутатор 14, управл емьй устройствами сигнализации 15, осуществл ет с помощью интерфейса 11 переключение информационных каналов.

В зависимости от срабатывани  устройств сигнализации 15, через которые образец поступает в камеру счета 4 на первое или второе измерение наведенной активности, происходит передача информации в ЭВМ из той группы накопительных регистров, где записаны отсчеты от данного измерени . I .

Введение барабана-синхронизатора, помимо упрощени  таймера и блока управлени , существенно расшир ет функциональные возможности установки .

Так, например, если мониторирование нейтронного потока осуществл ет с  отдельной системой, станцию счета .наведенной активности монитора 5 можно использовать дл  первого измерени наведенной активности образца или на базе одного из блоков детектировани  станции счета 4 может быть организована втора  станци  счета дл  образца . Тогда реализуетс  возможность одновременного измерени  наведенной активности двух образцов - на первой станции счета проводитс  первое измерение наведенной активности одного образца, на второй станции счета регистрируетс  спектр наведенной активности другого образца, что повьшает общую производительность системы.

Такое изменение структуры установки осуществл етс  путем простого подключени  выходных и входных препаратопроводов 20-22 к входным и выходным отверсти м барабана, установленным в определенных позици х.

Дл  удобства взаимного перемещени  и установлени  входных и выходных отверстий барабана его крышка и дно с этими отверсти ми сделаны подвижными и снабжены фиксаторами.

На фиг. 2 в качестве примера показана линейна  развертка барабанасинхронизатора и положение в нем в различных узлах пневмопочты ампул дл  образцов, с которыми одновременно осуществл ютс  различные операции при массовом поточном анализе (вариант установки с двум  станци ми счета дл  образцов).

Ампула а загружена в барабан, ампула облучаетс , ампула 6 проходит первую вьщержку, ампула г находитс  на первой стадии счета ампулы а , е , с проход т вьщержку, а ампула находитс  на второй станции счета .

После окончани  облучени  ампула о транспортируетс  в барабан, ампула г перемещаетс  в барабан на вьщержку; а ампула J-отправл етс  в хранили- ще. После окончани  транспортировки происходит поворот барабана, при этом в него загружаетс  нова  ампула, ампула Л поступит в камеру облучени , ампула S останетс  в барабане на первой вьщержке, ампула 6 поступает на . первую станцию счета,ампулы г. , , е наход тс  в барабане на второй выдержке , ампула J поступает на вторую станцию счета, а ампула 3, с которой закончены все операции,направл етс  I в хранилище.

Предлагаема  установка выгодно отличаетс  от известных универсальностью , позвол ющей легко осуществить различные способы анализа. If fifrat c

Claims (1)

1. УСТАНОВКА ДЛЯ АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА, содержащая источник активирующего излучения, пневмотранспортную систему с препаратопроводами, камерами облучения, загрузки и выдержек облученных образцов и мониторов, станций счета наведенной активности, блок управления и контроля, спектрометрическую систему с блоками детектирования,амплитудными анализаторами и схемой совпаде- ния, таймер-контроллер, блок сопряжения с’ системой обработки информации, отличающаяся тем, что,с целью повышения надежности установки, расширения ее функциональных возможностей и увеличения производительности, в нее введены коммутатор, устройства сигнализации и барабан-синхронизатор, совмещающий функции камер загрузки и выдержки, по периметру которого находятся спаренные ячейки для образцов и мониторов,над которыми расположены входные, а под ними - выходные (к станциям счета) отверстия для препаратопроэодов, причем эти выходные отверстия смещены относительно входных на число ячеек, равное отношению заданных времен выдержки облученных образцов и мониторов, к интервалу времени между последовательными поворотами барабана, а на участках препаратопроводов, ведущих к станциям счета, установлены устройства сигнализации, выходы которых подключены к входам коммутатора, соединенного с блоком сопряжения.