WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 11 |

Информационно – измерительная система для определения параметров процесса промышленной коррозии с измерительным преобразователем на основе ядерно-физических методов

-- [ Страница 5 ] --
2.1 Технология определения коррозии в промышленных условиях с применением образцов-свидетелей, содержащих радионуклидную метку Для определения коррозии материала оборудования в технологических средах, применяют образцы–свидетели, изготовленные из материала аппаратов или трубопроводов технологической установки, с предварительно введённым радионуклидом радионуклида) известной массы m(обр.св.) (взвешенные с заданной точностью m(обр.св.) ) помещают в коррозионную среду в выбранные места технологической установки.

Измерение текущего значения плотности потока выходной величины I (t ) ), отображающего текущее значение измеряемого параметра [m(обр.св.) m(обр.св.)]F ( x, t ) детектор 2, которого, установлен на наружной стенке 4 технологического аппарата или трубопровода (Рисунок 2.1).

Рисунок 2.1- Установка образца-свидетеля (содержащего радионуклиды) в трубопровод через специальное шлюзовое устройство:1-образец-свидетель содержащий радионуклиды; 2-детектор гамма-излучения; 3-шток для крепления образца-свидетеля; 4-технологический трубопровод; 5задвижка; 6-уплотнение сальниковое.

Образец – свидетель 1 является первичным измерительным преобразователем, значение массы его материала преобразуется в значение активности радионуклидов, распределённых в нём.

Передача от образца-свидетеля 1, установленного в коррозионной среде (в аппарате или трубопроводе технологической установки), значений измеряемого параметра, отображённых в результате последовательных преобразований в нем, детектору 2.

значений измеряемого параметра в значения выходной величины Рассмотрим последовательность преобразований значения измеряемого параметра в значение выходной величины (Рисунок 2):

Измеряемый параметр – значение массы m(обр.св.) образца-свидетеля из материала известного химического состава (например, сталь 20) преобразуется через концентрацию К1 (долю железа ( 55,847Fe ) в образце-свидетеле) в значение массы Значение массы химического элемента m( 55,847Fe) преобразуется через значение массы атомов изотопа m( 26 Fe) ;

3. Значение массы атомов изотопа m( 26 Fe) преобразуется через число Авогадро N 0 в число атомов изотопа N ( 26 Fe) ;

Часть атомов изотопа N ( 26 Fe) преобразуется, через эффект активации его ядер тепловыми нейтронами, в число ядер (атомов) радионуклида N ( 26 Fe) ;

Число ядер радионуклида N ( 26 Fe) преобразуется, через постоянную распада, в значение активности a(Бк ) ядер радионуклида N ( 26 Fe) образцасвидетеля;

Nс(имп)

NФЭ NЭ NI NV NVD

Рисунок 2-Структурная схема преобразования измеряемого параметра в выходную величину 6. Значение активности a(Бк ) ядер радионуклида N ( 26 Fe), образцасвидетеля, преобразуется, через квантовый выход n, в значение первичного потока 1 (с 1 ) -квантов;

взаимодействия его с материалом образца-свидетеля, веществом технологической среды и стенкой технологического оборудования (через фотоэффект, Комптонэффект и эффект образования пар) преобразуется в значение вторичного потока 2 (с 1 ) фактор (расстояние R от образца-свидетеля до детектора), преобразуется в значение плотности потока (с 1 * см 2 ) последовательности N c (имп) световых импульсов (сцинтилляций);

преобразуется в фотоумножителе (через коэффициент передачи k ПС и коэффициент (первичный электронный импульс);

11. Значение последовательности N ФЭ фотоэлектронов (через коэффициент усиления kУФ фотоумножителя) преобразуется в значение последовательности N Э потоков электронов;

Значение последовательности N Э потоков электронов преобразуется в значение последовательности N i токовых импульсов;

Значение последовательности N i токовых импульсов преобразуется в значение последовательности N V импульсов напряжения (амплитудный спектр импульсов);

14. Значение последовательности N V импульсов напряжения (амплитудный спектр импульсов) преобразуется в значение последовательности N VD, выделенного диапазона амплитудного спектра;

амплитудного спектра (через постоянную времени ), преобразуется в значения её интенсивностей I (t )(c 1 ) ;

16. Значения интенсивностей I (t )(c 1 ) импульсов напряжения, выделенного диапазона амплитудного спектра (последовательности N VD ), преобразуются, через градуировочный коэффициент,, в значения измеряемого параметра m(t ), б (t ) ;

Текущие значения m(t ), б (t ), измеряемого параметра преобразуются (через линейную аппроксимацию выбранных участков экспериментальной зависимости измеряемого параметра от времени) в значения скорости коррозии процесса коррозии передаются на различные уровни;

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ

Разработана схема преобразования значений измеряемого параметра – значений массы образца-свидетеля (датчика коррозии – первичного измерительного преобразователя) через радионуклидную метку в значения выходной величины;

измеряемого параметра в значения выходной величины.

3 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА И РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЗНАЧЕНИЙ ИЗМЕРЯЕМОГО ПАРАМЕТРА В ЗНАЧЕНИЯ

ВЫХОДНОЙ ВЕЛИЧИНЫ, ПРОВЕДЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Измеряемый параметр – значение массы m(обр.св.) образца-свидетеля (с погрешностью взвешивания m1 (обр.св.) ) из материала известного химического состава (например, сталь 20) преобразуется через концентрацию К1 (долю железа в смесь изотопов железа: 26 Fe(5,8%), 26 Fe(91,6%), 26 Fe(2, 2%), 26 Fe(0,34%) [76].





Покажем баланс масс химических элементов в образце-свидетеле, m(обр.св.) m(обр.св.) [m( 26 Fe) m( 26 Fe) m( 26 Fe) m( 26 Fe)] m( 55,847Fe) где m(хэ) - значение массы остальных (определяемых: С; Si; Mn; Cr; S; P; Cu; Ni; As; ) химических элементов в образце-свидетеле из материала сталь 20; m( AX ) - значение чувствительности метода их определения.

Погрешность взвешивания образца-свидетеля m(обр.св.) участвует в Погрешности, полученные через преобразование погрешности взвешивания в измеряемого параметра, в формировании общей погрешности информационноизмерительной системы не участвуют.

состава преобразуется, через концентрацию К 2 в значение массы атомов изотопа m(обр.св.) m(обр.св.) [m( 26 Fe) m( 26 Fe)] [(m( 26 Fe) m( 26 Fe)) (m( 26 Fe) m( 26 Fe)) (m( 26 Fe) m( 26 Fe)) (m( хэ) m( хэ)) (m( AX ) m( AX ))].

где N m ( 26 Fe) - погрешность, преобразованная от m(обр.св.).

T1/ 2 46,5суток и квантовым выходом n 1, [m(обр.св.) m(обр.св.)] * К1 * К 2 * баланс ядер в процессе их преобразования N ( 26 Fe) N ( 59 Fe) N НА ( 26 Fe), где Ф1 - плотность потока тепловых нейтронов, 1,2 *1013 н * см 2 с 1 ; N НА ( 26 Fe) оставшиеся ядра в материале образца-свидетеля, не активированные нейтронами.

активации) отображает значение измеряемого параметра – значение массы m(обр.св.) m(обр.св.) образца-свидетеля. С течением времени от t 0 до t i, в результате N t ( 59 Fe) N ( 59 Fe) N ( 59 Fe) exp(1t ), тогда [m(обр.св.) m(обр.св.)] * К1 * К 2 * частичного распада имеющегося (на момент времени t 0 ) числа ядер N ( 26 Fe) ;

Уменьшение числа ядер за счёт их распада не отображает значения измеряемо-го параметра, вызывает (увеличивающуюся с течением времени) (значение выходной величины).

Уменьшение числа радиоактивных ядер с течением времени (радиоактивквантов ) образца-свидетеля, в ный распад) снижает активность (поток интенсивности I (t ) во времени повышает её погрешность, снижает чувствительность первичного измерительного преобразователя (ПИП), информационно-измерительной системы (ИИС) (Рисунок 3.1), и ресурс образца-свидетеля определяемый чувствительностью и погрешностью.

Период полураспада ( Т 1 / 2 ) радионуклида, входящий в постоянную распада, совместно с фактором времени t определяют влияющий параметр ВП1, который снижает (во времени) метрологические характеристики первичного изме-рительного преобразователя и информационно-измерительной системы (ИИС).

Погрешность N t ( 59 Fe) (после введения поправок: на разрешающее время, значения фона и темнового тока) можно учесть, введением поправки exp(1t ) в значения выходной величины -интенсивности I (t ).

радионуклидом Fe ) за 154 дня снижается в 10 раз, а погрешность N t ( 26 Fe) возрастает в 10 раз за 309 суток.

( T1 / 2 46,5сут. ) не позволяет иметь заданные метрологические параметры ПИП и ИИС для определения коррозии в течение всего пробега технологической установки (от 1 до 3 лет).

Для введения в материал образца-свидетеля радионуклида с достаточным периодом полураспада и равномерно распределённым в нём разработано техническое решение [82] и защищено Авт. св. СССР № 1603261, заключающееся в полураспада T1/ 2 1924сут. и квантовым выходом n выход позволят проводить измерения с заданной точностью, повышенными значениями чувствительности и ресурса (до 10 лет) образца-свидетеля.

Для реализации разработанного технического решения и получения в стадии.

тепловых нейтронов ( Ф2 1,2 *1015 н * см 2 с 1 ) до преобразования части ядер изотопа Fe (за время активации t2 ) в ядра радионуклида [m(обр.св.) m(обр.св.)] * К1 * К 2 * изотопа 27 Co ). По мере выдержки (в результате радиоактивного распада) число ядер [m(обр.св.) m(обр.св.)] * К1 * К 2 * (радиоактивного распада на момент времени t (пр.) ).

После получения (в результате радиоактивного распада) необходимого нейтронов до преобразования 27 Со (за время активации t 3 ) в радионуклид 27 Со.

полураспада T1/ 2 1924сут. и квантовым выходом n 2, [m(обр.св.) m(обр.св.)] * К1 * К 2 * *{1 exp( 1t (пр.))} * [ 2 (акт.) * Ф2 {1 ехр (2 t 3 (акт.))}] N ( 27 Co) N m ( 60 Co), где N ( 27 Co) - число ядер отображает массу m(обр.св.), а погрешность N m ( 27 Co) отображает погрешность взвешивания образца-свидетеля m(обр.св.) ;

N НА ( 27 Со) - оставшиеся ядра Со в материале образца-свидетеля, не активированные нейтронами.

С течением времени от t 0 доt i, в результате радиоактивного распада, число ядер N ( 27 Со) уменьшается на величину [m(обр.св.) m(обр.св.)] * К1 * К 2 * *{1 exp( 1 t (пр.))} * [ 2 (акт.) * Ф2 {1 ехр (2 t 3 (акт.))}] * exp( 2 t ) Баланс ядер, Период полураспада ( Т 1 / 2 ) радионуклида, входящий в постоянную распада, совместно с фактором времени t определяют ВП 2 ( ВП 2 ( 27 Со) BП1 ( 26 Fe) ), вызывают снижение (во времени) метрологических характеристик ПИП и ИИС.

Уменьшение числа ядер за счёт их распада не отображает изменение значений измеряемого параметра, с течением времени вызывает погрешность N t ( 27 Со) результата преобразования, которую можно учесть (после поправки на разрешающее время, вычета фона и ложных импульсов темнового тока ФЭУ) введением поправки exp(2 t ) в значения ВВ I (t ). Уменьшение числа радиоактивных квантов) образца-свидетеля, в результате снижается интенсивность ВВ I (t ) ).

Снижение интенсивности I (t ) во времени повышает её СКСП.

Применение образцов-свидетелей, содержащих ядра радионуклида ( 27 Со) (период полураспада T1/ 2 1924cym. и квантовый выход n 2 ) позволяет незначительное снижение ВВ. Выходная величина I (t ) за счёт радиоактивного распада радионуклида ( 27 Со) за время 1 год снижается всего лишь на 13%, см. рисунок 6.

Реализация технического решения [82] и образование в образце-свидетеле радионуклида позволяет снизить значимость влияющего параметра ВП, определяемого периодом полураспада ( Т 1 / 2 ) радионуклида и фактором времени t.

10 раз (154 дня для Fe ), а погрешность возрастает в 10 раз за 12785 суток ( суток для Fe ). Эти показатели отражают преимущества применения в качестве ( T1/ 2 46,5сут., n 1 ).

Очевидно то, что ресурс первичного измерительного преобразователя ПИП (и его метрологические параметры) с радионуклидом 27 Co достаточны для определения коррозии в процессе пробега технологической установки (от 1 до лет).



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 11 |
 


Похожие работы:

« Фесько Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ФОРМЫ ОБЪЕКТОВ 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Тымкул Василий Михайлович Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по оптическим и оптико-электронным ...»

« ЛАРИН АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ Специальность: 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель -кандидат технических наук, старший научный сотрудник Бакулин В.Н. Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Резниченко В.И. Москва 2013 2 Содержание ...»








 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.