SU329830A1 - Рентгено-радиометрический анализатор для определения содержания тяжелых элементовв рудах - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройствам, предназначенным дл  элементного анализа горных пород и руд в услови х естественного залегани  по характеристическим рентгеновским спектрам элементов, возбуждаемым излучением радиозотопных источников.

Известны радиоизотопные рентгено-флуоресцентные анализаторы, разработанные дл  элементного анализа порошковых проб, с экранированными друг от друга радиоизотопным источником и детектором излучени  и детектором излучени  и электронной схемой. Электронна  схема служит дл  амплитудного разделени  и регистрации импульсов датчика. Характеристическое рентгеновское излучение анализируемого элемента выдел етс  в них с помощью дифференциальных фильтров, а его содержание оцениваетс  по разности скоростей счета, измеренных с различными фильтрами . Последние подбираютс  дл  каждого элемента и переставл ютс  перед каждым измерением . Учет вли ни  веидественного состава среды, ее плотности, размеров рудных зерен Н др., который представл ет главную проблему в любом варианте рентгено-флуоресцентного анализа, в известных радиоизотопных анализаторах производитс  по способу внешнего стандарта, т. е. путем сравнени 

с данными измерений на эталонных пробах, которые должны иметь сходную структуру и состав.

В предлагаемом приборе анализ ведетс  по характеристическому рентгеновскому излучению в наиболее трудных услови х, встречающихс  в практике геолого-разведочных работ, а именно, в буровых скважинах, сухих или заполненных водой. С датчиками аналогичной , но упрощенной конструкции, анализатор может примен тьс  дл  элементного анализа пород и руд в шпурах, на обнажени х, по стенкам горных выработок, а также дл  контрол  производственных процессов на различных стади х добычи, обогащени  и переработки руд при эксплуатации месторождений полезных ископаемых. Анализатор можно использовать и дл  излучени  элементного состава космических объектов.

Предлагаемый радиоизотопный рентгенофлуоресцентный анализатор дл  элементного анализа горных пород и руд без отбора проб в услови х естественного залегани  (в скважинах ) состоит из коллимационного зонда с

радиоизотопным источником и детектором излучени , блока электроники, обеспечивающего работу детектора, и амплитудного анализатора импульсов. С целью проведени  рентгено-флуоресцентного анализа в услови х буровых скважин, в том числе и в скважинах малого диаметра, зонд и блок электроники размеш,ены в отдельных герметичных кожухах, которые расположены один за другим и соедин ютс  между собой электрически и механически гибкой св зью, например двум  отрезками каротажного кабел , позвол ющей зонду перемещатьс  относительно блока электроники толь- Ю ко в одной плоскости, причем зонд прижимаетс  к стенке скважины с помон ью рессоры , блок электроники подвешен на каротажном кабеле без прижима, а анализатор импульсов снабжен дл  каждого определ емо- 15 го элемента измерителем отношени  скоростей счета, включенным между парой дифференциальных дискриминаторов и каротажным регистратором. С целью расширени  круга анализируемых 20 элементов, к блоку электроники скважинного снар да подключепы несколько зондов аналогичной конструкции с различными радиоизотопными источниками и детекторами, которые располагаютс  один за другим, соеди- 25 нены гибкой св зью и прижаты к стенке скважйныс помош,ью-рессор. Жь-i G целью ,ум§.н.1}Шени  вли ни  веш:ественногд .состава исследуемой среды и условий измерений на количественные определени  со- 30 анализируемых элементов, анализатор снабжен блоками обработки импульсной информации в виде измерителей отношений скоростей счета, которые подключены к каждои паре дифференциальных дискриминаторов 35 и имеют аналоговый выход на самописец. Нар ду с измерител ми отношений скоростей счета по интегральной интенсивности или интенсивности в любой области вторичного спектра анализатор снабжен интенсиметрами, 40 имеющими выход на самописец, подключенными к выходу любого дифференциального дискриминатора. С целью расширени  области пропорциональности между выходными показани ми 45 прибора и содержанием анализируемых элементов и облегчени  количественных определений , анализатор импульсов снабжен устройствами автоматического непрерывного вычитани  фона, которые включены между выхо- 50 дом каждого дифференциального дискриминатора и входом измерител  отношений. С целью стабилизации полол ени  фотопиков от анализируемых элементов, анализатор снабжен системой автоматической или ручной 55 коррекции усилени  по гамма-реперу, в качестве которого использована жестка  лини  дополнительного радиоизотопного источника, размешенного в зонде скважинного снар да. С целью выделени  излучени  реперного 60 источника, анализатор снабжен дополнительным дискриминатором и интенсиметром, выходные показани  которых используютс  дл  управлени  нанр жением питани  скважинного снар да. Дл  калибровки шкал самописца 65 и проверки электронной схемы прибора в целом , анализатор снабжен контрольным, стабилизированным по частоте, генератором регул рных импульсов разной амплитуды. На чертеже показана принципиальна  блоксхема предлагаемого анализатора, где /- скважинный снар д, 2 - выносной блок, 3 - блок электроники, 4 - детектор, 5 - зонд с коллимационными каналами, 6 - каскад согласовани , 7 - прижимна  рессора, 8 - каротажный кабель, 9 - линейный импульсный усилитель, 10 - стабилизатор напр жени  питани , 11 источник напр жени  питани  детектора, 12 - наземна  часть аппаратуры- пульт прибора. Скважинный снар д анализатора состоит из выносного блока и блока электроники. В выносном блоке размешены детектор излучени , зонд с коллимационными каналами, рабочим и реперным радиоизотопным источниками и каскад согласовани . Корпус выносного блока снабжен прижимной пружиной к стенке скважины или поверхности исследуемого объекта. В блоке электроники, свободно подвешенном на каротажном кабеле, расположены линейный импульсный усилитель, стабилизатор напр жени  питани  каскада согласовани  выносного блока и усилител , источник напр жени  питани  детектора излучени . Пульт прибора включает собственно анализатор импульсов и устройство автоматической обработки информации. Анализатор импульсов состоит из двухсекционного усилител  импульсов и двух дифференциальных дискриминаторов на каждый определенный элемент. Устройство обработки содержит дискретные вычитатели фона, подключенные на выход каждого дискриминатора и на каждый определ емый элемент по измерителю отношений с аналоговым выходом на автоматический регистратор (самописец). Кроме того, пульт содержит систему автоматической или ручной стабилизации положени  фотопика, состо Шую из дополнительного дискриминатора, интенсиметра и стабилизатора напр жени  питани  скважинного снар да управл емого выходным напр жением интенсиметра, а также стабилизированный по частоте контрольный генератор регул рных импульсов разной амплитуды. Выбор положени  и ширины окна по энергии при анализе на один элемент дл  характеристического рентгеновского излучени  производитс  дискриминатором, а интенсивность рассе нного излучени , используе.мого в качестве внутреннего стандарта - дискриминатором , Дл  расширени  области пропорциональности между содержанием определ емого элемента и выходными показани ми прибора, в блок-схему к выходу каждого дискриминатора подключены дискретные вычитатели фона, исключающие из величины скорости счета долю , обусловленную рассе нным излучением

от элементов конструкции выносного блока. Дл  уменьшени  вли ни  вещественного состава и других мешающих факторов и автоматической «внутренней стандартизации измерений в схеме использованы измеритель отношений , входы которого подключены к дифференциальным дискриминаторам через вычитатели фона.

Дл  нескольких одновременно определ емых элементов используетс  аналогичное построение схемы.

При использовании анализатора дл  измерений вне скважины, конструктивное выполнение выносного блока со всеми указанными на чертеже элементами может быть упрощенно . Контроль и автоматическа  или ручна  стабилизаци  фотопика в приборе осуществл етс  путем регулировки усилени  при регистрации пр мого излучени  рабочего или дополнительного радиоизотопного источника за пределами области энергий регистрируемого характеристического и рассе нного излучений .

Предмет изобретени 

Claims (4)

1. Рентгено-радиометрический анализатор дл  определени  содержани  т желых элементов в рудах, состо щий из коллимационного зонда, снабженного прижимным устройством к стенке скважины, электронной схемы и анализатора импульсов, отличающийс  тем, что, с целью проведени  скважинных измерений, зонд и электронна  схема размещены в скважинном приборе в отдельных блоках, электрически и механически св занных между собой гибкой св зью, например двум  одинаковыми отрезками каротажного кабел , а анализатор импульсов снабжен дл  каждого определ емого элемента измерителем отношени  скоростей счета, включенным между парой дифференциальных дискриминаторов и каротажным регистратором .

2.Рентгено-радиометрический анализатор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью создани  эталонного излучени  дл  системы автоматической или ручной регулировки усилени  при использовании в качестве рабочих источников излучателей без жесткого компонента первичного гамма-излучени , в зонде рентгено-радиометрического анализатора размещен дополнительный источник с энергией излучени  выше рабочего диапазона энергий.

3.Рентгено-радиометрический анализатор по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что, с целью

повышени  линейности при определении содержани  т желых элементов, между выходом каждого дискриминатора и входом измерител  отношений включены схемы вычитани  фона от элементов конструкции зонда и реперного гамма-излучени .

4.Рентгено-радиометрический анализатор по пп. 1-3, отличающийс  тем, что, с целью автоматической или ручной стабилизации усилени , он снабжен дополнительным дискриминатором , подключенным к усилителю пульта , интенсиметром и стабилизатором питани  скважинного снар да, цепь управлени  которого соединена с выходом интенсиметра.