专利名称：插入式湿度密度联合测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种插入式湿度密度联合测量仪。
公知的湿度密度测量仪是由测量单元和两个探头构成的，一个探头用中子源测量湿度，另一个探头用γ源测量密度，如ZG－1型水份密度计。这种仪器需两个探头测量两次才能得出结果，结构复杂，使用不方便。
本实用新型的目的是提供一种只需一个探头测量一次即可给出湿度密度两个参数的测量仪器。
和公知的湿度密度测量仪器一样，本实用新型包括测量单元、连接电缆和测量探头，测量探头包括外壳、射极跟随器、光电倍增管、探测元件、放射源和铅屏蔽。本实用新型的特征在于探测元件采用锂玻璃镶嵌式探测元件，放射源包括一个中子源和一个γ源，铅屏蔽包括中子源铅屏蔽和γ源铅屏蔽；测量单元采用双单道脉冲幅度分析仪。
本实用新型有如下附图
图1联合测量仪结构示意图图2圆柱形锂玻璃镶嵌式探测元件结构示意图图3圆柱形锂玻璃镶嵌式探测元件剖面图图4圆筒形锂玻璃镶嵌式探测元件结构示意图图5圆筒形锂玻璃镶嵌式探测元件剖面图
以下结合附图对本实用新型作详细说明。
图1是插入式湿度密度联合测量仪结构示意图。和公知的湿度密度测量仪器一样，本实用新型包括测量单元12、连接电缆11和测量探头18，测量探头18包括外壳2、射极跟随器10、光电倍增管9、探测元件8、放射源和铅屏蔽。本实用新型的特征在于探测元件采用锂玻璃镶嵌式探测元件12，放射源包括一个中子源6和一个γ源4，铅屏蔽包括中子源铅屏蔽7和γ源铅屏蔽5；测量单元采用双单道脉冲幅度分析仪12。
本实用新型给出了二种不同结构的探测元件，一种采用圆柱形锂玻璃14镶嵌在圆柱形光导13中，为了保证测量的均匀性和足够的灵敏度，锂玻璃柱至少要三根，以对称均布为最佳(参见图2、图3)。另一种采用圆筒状锂玻璃17镶嵌在圆柱形光导13中，至少要两层锂玻璃，与光导13同轴为最佳(参见图4、图5)。锂玻璃中6Li的丰度可选在85％～100％之间。光导13采用光学有机玻璃制成，外壳16可以采用铝或不锈钢制成。光导13与外壳16之间夹有0.5～1mm厚的氧化镁粉制成的光漫反射层15。
为了同时进行湿度和密度测量，本实用新型的探头中装有中子源和γ源两种放射源及与之相应的铅屏蔽。中子源6可以选用Am－Be中子源、Po－Be中子源或252Cf中子源，本实用新型选用产额为104～105中子／秒的Am－Be中子源。γ源4可以选用137Csγ源或60Coγ源，本实用新型选用3.7×107Bq的137Csγ源。γ源4的铅屏蔽5可以做成圆台形的，其大直径一端与中子源6相连，小直径一端与γ源4相连。γ源4放置在探头18的最前端，按γ源4、铅屏蔽5、中子源6、铅屏蔽7的顺序依次排列。探头18可以做成两部分，前半部为放射源室3，后半部为探测元件室1，两部分紧密连接，置于外壳2内。
为了分别测量中子和γ计数，测量单元12采用双单道脉冲幅度分析仪。
由于锂玻璃对中子和γ射线都灵敏，所以通常不能直接用于同时测量中子和γ计数。但本实用新型给出的锂玻璃镶嵌式探测元件和测量探头结构，不但可以同时高效探测中子和γ射线，而且具有极好的慢(热)中子、137Csγ信号幅度甄别特性，幅度较低的γ计数用于密度测量，幅度较高的中子计数用于湿度测量。
使用时，先将一直径比插入式湿度密度联合测量仪探头略大的铝管插入待测物料中，然后将探头插入铝管内进行测量。中子计数与物料的温度有关，γ计数与物料的密度有关，两个单道脉冲幅度分析仪分别给出中子计数和γ计数，按事先的刻度值即可求出被测物料的湿度和密度。湿度测量误差优于1％，密度测量误差优于0.1g／m3。
本实用新型与现有仪器相比具有结构简单、成本低、使用方便等优点，可用于1.公路路基、铁路路基与机场跑道基础湿度与密度测量；2.水利土坝、河堤深层湿度与密度测量以监测渗水漏水；3.玻璃、混凝土、焦炭烧结料等的湿度密度监测与控制；
4.农田墒情测定及自动灌溉应用；5.其他粉、粒堆料湿度与密度的测定。
权利要求1.一种插入式湿度密度联合测量仪，包括测量单元12、连接电缆11和测量探头仪18，测量探头18包括外壳2、射极跟随器10、光电倍增管9、探测元件8、放射源和铅屏蔽，本实用新型的特征在于探测元件8采用锂玻璃镶嵌式探测元件，放射源包括一个中子源6和一个γ源4，铅屏蔽包括用于屏蔽中子源6的铅屏蔽7和用于屏蔽γ源4的铅屏蔽5，测量单元12采用双单道脉冲幅度分析仪。
2.如权利要求1所述的联合测量仪，其特征在于所说的锂玻璃镶嵌式探测元件8是由外壳16、反射层15、光导13和镶嵌在光导13中的至少三根圆柱形锂玻璃14组成的。
3.如权利要求1所述的联合测量仪，其特征在于所说的锂玻璃镶嵌式探测元件8是由外壳16、反射层15、光导13和镶嵌在光导13中的至少两层圆筒形锂玻璃17组成的。
4.如权利要求1或权利要求2或权利要求3所述的联合测量仪，其特征在于所说的铅屏蔽5是圆台形的，其大直径一端与中子源6相连，小直径一端与γ源4相连，按γ源4、圆台形铅屏蔽5、中子源6、圆柱形铅屏蔽7的顺序排列。
专利摘要本实用新型公开了一种插入式湿度密度联合测量仪，包括测量单元、连接电缆和测量探头。探测元件采用锂玻璃镶嵌式。用一个探头插入待测物料，可同时给出湿度、密度两个参数，具有结构简单、成本低、使用方便等优点，可用于路基的密实度测量、水坝的渗漏测量、土壤墒情测量及其他粉粒堆料的湿度密度测量。
文档编号G01N23/02GK2032716SQ8820653
公开日1989年2月15日 申请日期1988年6月9日 优先权日1988年6月9日
发明者汲长松, 夏清莲, 代主得, 张建国 申请人:核工业部北京核仪器厂