CN1156689C - 一种改进的薄层核子密度计 - Google Patents
一种改进的薄层核子密度计 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1156689C CN1156689C CNB008053014A CN00805301A CN1156689C CN 1156689 C CN1156689 C CN 1156689C CN B008053014 A CNB008053014 A CN B008053014A CN 00805301 A CN00805301 A CN 00805301A CN 1156689 C CN1156689 C CN 1156689C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- source
- radiation
- nuclear density
- housing
- bar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 91
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 description 6
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 6
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 2
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B15/00—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
- G01B15/02—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
- G01N23/203—Measuring back scattering
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
本发明提供一种改进的薄层核子密度计，包括：一具有一垂直贯通的腔体和一底座的核子计壳体；一位于所述壳体内并和所述壳体的底座相邻的第一位置的第一辐射检测器；一位于所述壳体内并和所述壳体的底座相邻的第二位置的第二辐射检测器；一延伸到所述核子计壳体的腔体中的可以垂直运动的源杆；一被可操作地设置在所述源杆远端内的辐射源；至少一个轴承，其在操作上被设置来在腔体内引导所述源杆；以及用于向着多个预定的源杆位置使源杆垂直地延伸和缩回的装置，以便改变辐射源和所述第一和第二辐射检测器之间的空间关系。所述源杆在每个预定位置具有小于大约0.003英寸(0.008cm)的最大径向运动。本发明还提供一种具有改进的辐射屏蔽装置的仪器，包括一滑块，其在操作上被设置来在所述第一位置和第二位置之间沿横向运动；一和所述滑块啮合并使所述滑块偏置到第一位置的弹簧；以及一固定块，所述固定块包括和所述滑块啮合并引导所述滑块运动的轨道。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于确定材料的密度的装置和方法，更准确地说，涉及用于测量薄层材料的密度的装置和方法。
背景技术
核辐射计已经被广泛地用于测量固体和沥青材料的密度。这种仪器一般包括向被测材料发射伽马辐射的伽马辐射源，以及位于被测材料表面附近的用于检测散射回到所述表面的辐射的辐射检测器。由所述检测器的读数，可以确定材料的密度。
这些仪器一般被设计或者以后散射方式操作，或者以后散射方式和直接传送方式两种方式操作。在能够以直接传送方式操作的仪器中，辐射源可以由后散射位置垂直地向着一系列直接传送位置运动，在所述的后散射位置，辐射源位于核子计壳体内，在所述直接传送位置，辐射源被插入测试样品的小孔中。
许多通常用于测量固体、沥青和其它材料的密度的仪器在用于测量大约4-6英寸(10.2-15.2cm)的深度上的材料的密度时是最有效的。然而，随着铺路材料的成本的增加，养护路基和修复铺设的路基表面的实践通常是铺设相当薄的层，或者铺设具有1-3英寸厚的覆层。在这种层厚的范围内，许多密度计用于测量所述覆层的厚度是无效的，这是因为从这种仪器获得的密度读数不仅反应所述薄层的密度，而且也反应下方的基础材料的密度。
能够测量薄层材料密度的核子计已经由本发明的受让人提出。例如，在美国专利4,525,854，4,701,868以及4,641,030中披露了一种薄层密度计，这些专利都转让给了本发明的受让人，这些专利的全部内容在此被引用作为参考。在上述专利中披露的仪器被称为“后散射”测量仪，这是因为辐射源不在核子计壳体的外部运动，而对于以直接传送方式进行的测量，需要辐射源在核子计壳体外面运动。
如上述专利所述，用于测量材料例如沥青的薄层的密度的优选的方法需要两个独立的密度测量系统。这两个测量系统的几何结构必须相对于被测量的介质以这样的方式被彼此相对地配置，使得它们测量两个不同的材料体积。所述两个不同的体积在它们部分地相互重叠的范围内不是互斥的。测量精度取决于由一个被分配在仪器之下的较低的深度的测量系统测量的比由另一个测量系统测量的体积的较大的部分。这通过把一个辐射检测系统设置在比另一个检测系统在空间上更接近辐射源的位置来实现。
因此在本领域中需要能够以后散射方式和直接传送方式两种方式操作的并且适用于测量材料薄层的密度的核子密度计。
发明内容
本发明提供一种能够以后散射方式和直接传送方式两种方式工作的并且还能够精确地测量材料薄层的密度的核子密度计。本发明的核子密度计能够将辐射源的位置改变对密度读数精度的影响减到最小。本发明的核子密度计的源杆(the source rod)在每个预定的源杆位置具有小于大约0,003英寸(0.008cm)的最大径向运动，最好是具有小于大约0.002英寸(0.005cm)的最大径向运动。此外，本发明的核子密度计的源杆在每个预定的源杆位置具有小于大约0.003英寸(0.008cm)的最大垂直运动，并且最好是具有小于大约0.002英寸(0.005cm)的最大垂直运动。
本发明的核子密度计适用于测量覆盖在基础材料上的材料薄层的密度，并且包括具有一个垂直腔体和底座的密度计壳体。在所述壳体内，设置有第一和第二辐射检测器，所述两个检测器都位于所述密度计壳体的底座附近。所述两个辐射检测器在密度计壳体内位于分开的位置。所述密度计还包括延伸到所述密度计壳体的腔体中的可以垂直运动的源杆。所述源杆的远端含有辐射源。所述密度计还包括至少一个轴承，其被可操作地设置，用于在密度计壳体的垂直腔体内引导所述源杆。所述密度计还包括用于向着多个预定的源杆位置使源杆垂直地延伸和缩回的装置，使得改变在辐射源和所述两个辐射检测器之间的空间关系。
最好是，用于垂直地延伸和缩回所述源杆的装置包括被可操作地设置在所述源杆附近的指示杆。所述指示杆具有多个缺口，每个缺口相应于一个所述预定的源杆位置。所述用于延伸和缩回的装置还包括被固定在所述源杆上的手柄。所述手柄包括贯通的腔体和指示器。所述指示杆延伸进入手柄的腔体中，并且所述指示器被可操作地设置用于和指示杆的缺口啮合，以便把源杆暂时固定在一个预定位置上。最好是，使用至少两个销钉把手柄固定在源杆上。最好使用弹簧使指示器偏置，从而和指示杆的缺口啮合。例如，可以使用具有至少大约每英寸20磅(36H/cm)的弹性率的弹簧。在优选实施例中，指示杆具有基本上为圆柱形的形状，其从杆的远端向着相应于后散射位置的指示杆的缺口的位置延伸。
所述密度计还包括围绕密度计壳体的垂直腔体同轴设置的安全屏蔽。所述安全屏蔽包括在功能上被设置用于引导所述源杆通过所述垂直腔体的轴承。
此外，所述核子密度计包括在操作上被设置用于在两个位置之间横向运动的辐射屏蔽装置；第一位置用于阻挡密度计壳体的垂直腔体的远端，使得辐射被屏蔽，因而不会从所述腔体选出，第二位置和垂直腔体相邻，使得能够通过所述腔体作垂直运动。该辐射屏蔽装置包括滑块，其在操作上被设置用于在第一位置和第二位置之间沿横向运动，和所述滑块啮合并使所述滑块偏置到第一位置的弹簧，以及一个固定块。所述固定块包括和所述滑块啮合并引导所述滑块运动的轨道。最好是，一个球塞和所述滑块啮合，并且其在操作上被设置用于当所述滑块在第一位置和第二位置之间沿横向运动时阻止所述滑块的垂直运动。一个弹簧和球塞啮合并使所述球塞向着所述滑块偏置。所述弹簧最好具有至少大约每英寸50磅(89N/cm)的弹性率。
根据本发明的一个方面，提供了一种薄层核子密度计，包括：一具有一垂直贯通的腔体和一底座的核子密度计壳体；位于所述壳体内的一个第一位置并和所述壳体的底座相邻的一个第一辐射检测器；位于所述壳体内的一个第二位置并与所述壳体的底座相邻的一个第二辐射检测器；一延伸到所述核子密度计壳体的所述腔体中的可以纵向运动的源杆；一被设置在所述源杆的一个远端内的辐射源；以及用于使源杆向着多个预定的源杆位置垂直地延伸和缩回，以改变所述辐射源和所述第一和第二辐射检测器之间的空间关系的装置；其特征在于，所述核子密度计还包括一个被设置成在两个位置之间作横向运动的辐射屏蔽装置，该两个位置中的一个第一位置是这样的一个位置，即当所述辐射屏蔽装置处于该第一位置时其阻挡所述核子密度计壳体的所述垂直腔体的远端以使得辐射被屏蔽而不会从所述腔体逸出的一个第一位置，该两个位置中的一个第二位置与所述垂直腔体相邻近并且当所述辐射屏蔽装置处于该第二位置时其允许源杆纵向运动通过所述垂直腔体，所述辐射屏蔽装置包括：一滑块，其被设置成在所述第一位置和第二位置之间沿横向运动，一和所述滑块啮合并使所述滑块偏置到第一位置的弹簧，以及一固定块，所述固定块包括一和所述滑块啮合并引导所述滑块的运动的轨道。
附图说明
在对本发明进行了一般性的说明之后，下面参照附图说明本发明，所述附图没有按比例绘制，其中：
图1是按照本发明的核子密度计的透视图；
图2是沿着图1的2-2线取的按照本发明的核子密度计的截面图；
图3A，3B是本发明的密度计的固定块部分的顶视图和侧视图；
图4A，4B是本发明的密度计的滑块部分的两个侧视图；以及
图5A，5B是本发明的密度计的指示杆部分的两个侧视图。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明，在所述附图中示出了本发明的优选实施例。不过，本发明可以用许多不同的方式实施，因而，本发明不应当被限制于这里提出的实施例，而是，提供这些实施例是为了彻底地、完整地公开本发明，本领域的技术人员将完全地理解本发明的范围。附图中相同的标号表示相同的元件。
本发明提供一种如图1所示的核子密度计10。密度计10能够精确地测量材料薄层例如沥青的密度。密度计10可以以后散射和直接传送方式操作。
图2更清楚地表示密度计的操作。如图2所示，本发明的密度计10包括可垂直运动的源杆20，在其远端含有辐射源22。辐射源22可以是任何合适的辐射源，例如137Cs辐射源。源杆20伸入密度计壳体12的垂直腔体11中。轴承44在操作上被设置来引导源杆20进入密度计壳体12的腔体11中。
如图所示，本发明的密度计10包含两个单独的密度测量系统。密度计10包括第一对辐射检测器16和第二对辐射检测器18，其中第一辐射检测器在空间上靠近辐射源22。辐射检测器16和18可以是本领域中已知的任何类型的伽马射线辐射检测器。最好是，辐射检测器16，18是盖格弥勒管。辐射检测器16和18最好位于密度计壳体12的底座14附近。
密度计10还包括用于使源杆20向着多个预定的源杆位置垂直地延伸和回缩以便改变辐射源22和辐射检测器16、18之间的空间关系。所述预定位置例如可以包括后散射位置和多个直接传送位置，在所述直接传送位置，辐射源22位于密度计壳体12的底座14的下方。
最好是，用于延伸和回缩的装置包括一在操作上被设置在源杆20附近的指示杆24。指示杆24包括多个缺口26。每个缺口26相应于预定的源杆位置。例如，一个缺口30相应于“安全”位置，此时辐射源22被升高并被屏蔽不受被测测量的影响。使用安全位置确定标准读数。另一个缺口32相应于后散射方式，此时辐射源22位于密度计下方的被测材料的表面附近。最好是，指示杆24包括扁平的一侧42，其上可以连附一抵抗深度带(a resistive depth strip)(未示出)。
用于沿垂直方向使源杆延伸和回缩的装置还包括被固定在源杆上的手柄28。指示杆24伸入手柄28的空腔40内。所述手柄还包括指示器36，其在操作上被设置用于和指示杆24的缺口26啮合，以便把源杆20暂时固定在一个预定位置。指示器36被偏置，从而和缺口26啮合。最好是，指示器36被弹簧38偏置而啮合。扳机34使得用户能够把指示器36和缺口26实现和脱离啮合。
核子密度计10还包括安全屏蔽46，其被同轴地围绕垂直腔体11设置，并在操作上被设置使得当辐射源22处于安全位置时用户受到的辐射最小。最好是，安全屏蔽46由铅或钨制成。不过，也可以使用其它辐射屏蔽材料，这不脱离本发明的构思。
已经发现，辐射源22位置的稍微的不一致可以引起由核子密度计测量的薄层密度值的不能接收的改变。所述不一致可以在实际的密度测量读数期间和获取标准读数期间出现。人们相信，由于辐射源22接近第一辐射检测器16，具有可以沿垂直方向运动的源杆的密度计对于辐射源位置的微小改变是敏感的。由于在辐射源22和第二辐射检测器18之间的相当长的距离或路径长度，由于由相当长的距离产生的阻尼效应，可变性问题一般和第二辐射检测器无关。
本发明的核子密度计10使得核子计数的速率改变最小，因而使得由于所述改变导致的测量的薄层密度的改变最小，所述改变是由微小的源杆位置改变引起的。具体地说，对于4分钟的薄层密度测量，需要由于微小的源杆位置不一致而导致的第一辐射检测器16计数的不确定性不大于观测到的总的计数不确定性的25％。
本发明的核子密度计10在任何给定的预定源杆20的位置提供小于0.003英寸(0.008cm)的最大径向运动，最好小于大约0.002英寸(0.005cm)。换句话说，所述密度计10被这样设计，使得包含辐射源22的源杆20的远端沿径向或横向离开垂直腔体11的运动不大于大约0.003英寸(0.008cm)，最好不大于大约0.002英寸(0.005cm)。此外，本发明的密度计10在任何给定的源杆位置具有小于大约0.003英寸(0.008cm)的最大垂直运动，最好小于0.002英寸(0.005cm)。因而，对于每个源杆位置，辐射源位置离开所需的辐射源深度的改变将小于大约0.003英寸(0.008cm)，最好小于大约0.002英寸(0.005cm)。
密度计手柄28可以由任何合适的材料构成，例如铝或不锈钢。最好是，密度计手柄28由不锈钢制成。所述不锈钢使得压入源杆20的孔的变形最小。密度计手柄28的压入源杆20的机加工的孔的直径最好是0.6235±0.0005英寸(1.584±0.001cm)，以便确保好的配合。此外，为了确保源杆20在密度计手柄28的孔内不会运动，至少两个紧固件64，例如弹簧销钉被插入手柄28和源杆20中，以便把源杆固定在手柄上。和使用一个紧固件不同，至少使用两个紧固件不会提供使源杆20可以运动的转动点。
最好是，密度计手柄28具有直径为0.503±0.001英寸(1.28±0.003cm)的用于指示器36的腔体。通过有利于稳定的指示器定位和运动，这能够减少源杆位置的改变。使指示器36向着指示杆24的缺口26偏置的弹簧38的弹性率至少大约为每英寸20磅(36N/cm)，最好至少大约为每英寸22磅(39N/cm)。因而，当指示器36和指示杆24的缺口26啮合时，对指示器的推力大约为8.3lb(38N)。
如图5所示，指示杆24的缺口26包括基本上垂直于指示杆的轴线的第一侧面和基本上平行于指示杆的轴线的底面。此外，缺口26包括具有斜的部分的第二侧面。这种缺口构型和弹簧38的相当高的弹性率相结合，使得能够把指示器36精确地放置在缺口26中。如果被放置在缺口26的斜的部分附近，则被弹簧加载的指示器36将滑动，从而和缺口的底面与第一侧面邻接，借以确保源杆20的一致的指示。
最好是，扳机34在其伸出的手柄28的长方形的孔中具有很小的间隙。具体地说，扳机34具有0.496±0.002英寸(1.26±0.005cm)的直径，其在长方形的槽中沿横向运动，所述槽的宽度为0.500±0.002英寸(1.27±0.005cm)。这产生0.002-0.008英寸(0.005-0.02cm)的间隙范围。所述扳机34在长方形的槽内的小的间隙阻止扳机34在槽内转动，所述转动可以引起指示器36在缺口26中的不良的配合。
最好是，在指示杆24和手柄28内的通过指示杆的孔之间也具有很小的间隙。指示杆24的直径为0.625±0.001英寸(1.588±0.003cm)，在手柄28中的使指示杆通过的孔的直径为0.6270±0.0005英寸(1.593±0.001cm)，所产生的直径间隙范围只有0.0005-0.0035英寸(0.001-0.009cm)。注意0.0020英寸的标称的直径间隙(0.0005+0.0035除以2)(0.005cm)是距离真正的中心的0.0010英寸(0.0025cm)的标称半径间隙。
指示杆24的扁平侧42防止在手柄28中的使指示杆通过的孔紧密地跟随指示杆。这种缺乏同心的配合可能是位置可变性的重要原因，尤其是在后散射位置32和标准计数位置30。为了消除这个引起误差的原因，指示杆24具有具有至少通过后散射缺口32的位置向下延伸的完整直径的部分。因而，指示杆24的完整直径延伸通过后散射位置，因而提供指示杆和手柄28的较好的配合。指示杆24在图5A，5B中被详细地示出。
相应于缺口30的安全位置最好位于密度计壳体12的底座14的外表面上方至少大约2.20英寸(5.6cm)的位置。这样便把辐射源放置在这样一个位置，此位置对于沿垂直方向的辐射源位置的微小改变具有标准计数的被减小的灵敏度。具体地说，当辐射源22在安全位置时，本发明的密度计10中沿垂直方向每密耳的辐射源位置的改变只引起大约2.8个计数的辐射标准计数速率的改变。
引导源杆20通过在密度计壳体12中的腔体11的轴承44最好提供和源杆的极紧密的配合，以便使辐射源位置的可变性最小。具体地说，轴承44的外径最好是1.1265+0.00005/-0.000英寸(2.8613+0.001/-0.000cm)，并且轴承的内径最好是0.6265+0.00005/0.000英寸(1.591+0.0001/-0.000cm)。此外，轴承壳体的直径最好是1.1265±0.0005英寸(2.8613±0.001cm)。源杆20的直径最好是0.625±0.001(1.59+0.003cm)。这产生标准的0.00025英寸(0.00064cm)的轴承间隙，并且压力配合的轴承间隙范围达0.001英寸(0.003cm)。标准的源杆20的间隙是0.00175英寸(0.00444cm)，并且源杆间隙范围是0.0005-0.0030英寸(0.001-0.008cm)。因而，源杆20的总的径向运动范围不大于大约0.0005-0.0040英寸(0.001-0.01cm)。因为源杆20的所需的位置在轴承44的真正的中心线上，所以离开真正中心的运动实际上是径向间隙，其等于直径间隙的一半。因而，离开源杆20的中心的最大运动是0.0040英寸的一半，或者是0.0020英寸(0.005cm)。
如上所述，本发明的密度计10最好包括安全屏蔽46。后散射位置是这样一个位置，在此位置对于辐射源位置的改变尤其敏感。为了把源杆20的远端的径向运动减到最小，安全屏蔽46最好包括轴承48。轴承48被压力配合在安全屏蔽46中，并具有0.6265±0.0005英寸(1.591±0.001cm)的贯通直径。这提供了0.0015英寸(0.0038cm)的最大径向间隙。因而，在后散射位置源杆20的远端具有离开中心线0.0015英寸(0.0038cm)的最大径向运动。
核子密度计10包括在操作上被设置使得在两个位置之间沿横向运动的辐射屏蔽装置，其中在第一位置能够阻挡密度计壳体12的垂直腔体的远端使得辐射被屏蔽，从而不会辐射到腔体的外部，第二位置在垂直腔体附近，使得源杆20能够通过第二位置沿垂直方向运动。所述辐射屏蔽装置包括滑块50，其在操作上被设置使得在第一位置和第二位置之间沿横向运动。滑块50在图4A，4B中详细示出了。如图所示，滑块50最好包括斜面66，用于减少在后散射方式下辐射源的位置对由第一检测器16测量的计数速率的影响。弹簧54和滑块50啮合，并使所述滑动偏置到第一位置，在此位置其阻挡密度计壳体内的垂直腔体11。弹簧导向件62引导弹簧54的一端，弹簧的另一端和滑块50啮合。
辐射屏蔽装置还包括一固定块52。所述固定块52位于密度计底座14附近，并在图3A，B中被详细示出了。如图所示固定块52包括轨道60，其和滑动块50啮合，并当滑动块在第一位置和第二位置之间沿横向运动时引导滑动块的运动。固定块52屏蔽最近的辐射检测器16，使得当源杆20位于后散射位置时所述检测器不受密度计壳体12内的内部伽马射线的影响。轨道60限制滑块50的侧向运动，使得滑块沿着第一位置和第二位置之间的更稳定的路径运动。最好是，滑块50和固定块52由铅或钨制成，但是也可以使用其它合适的辐射屏蔽材料。
再次参见图2，核子密度计10最好包括一球塞56，其和滑块50啮合，并在操作上被设置来当滑块在第一位置和第二位置之间沿横向运动时阻止滑块的垂直运动。最好是，球塞56被弹簧58向着滑块50偏置。因为在滑块50的顶部和形成辐射屏蔽装置的壳体的腔体的顶壁之间具有微小的间隙，滑块具有沿垂直方向运动的余地。当滑块在第一和第二位置之间运动时，球塞56阻止滑块上下摆动，尤其是在源杆20的远端和滑块啮合并强迫滑块运动到第二位置的情况下滑块缩回时。球塞56包括一个球体，最好由钢制成，并具有3/16”(0.48cm)的直径，其提供在滑块50的顶面上的点接触。弹簧58最好具有至少每英寸50磅(89N/cm)的弹性率，使得其利用大约11到12磅(50至55N)的力向下推动球塞56。在滑块50的顶上的向下的力消除任何晃动，并强迫滑块沿水平平面运动。
根据上述的说明，本领域技术人员可以作出许多改型和其它实施例。因此，应当理解，本发明不限于本说明中披露的特定的实施例，并且所有的改型和实施例都包括在所附的权利要求的范围内。虽然本说明使用了特定的术语，但是这些都用于一般的说明，并没有任何限制的意义。
Claims (10)
1.一种薄层核子密度计(10)，包括：一具有一垂直贯通的腔体(11)和一底座(14)的核子密度计壳体(12)；位于所述壳体内的一个第一位置并和所述壳体的底座相邻的一个第一辐射检测器(16)；位于所述壳体内的一个第二位置并与所述壳体的底座相邻的一个第二辐射检测器(18)；一延伸到所述核子密度计壳体的所述腔体中的可以纵向运动的源杆(20)；一被设置在所述源杆的一个远端内的辐射源(22)；以及用于使源杆向着多个预定的源杆位置垂直地延伸和缩回，以改变所述辐射源和所述第一和第二辐射检测器之间的空间关系的装置；
其特征在于，所述核子密度计还包括一个被设置成在两个位置之间作横向运动的辐射屏蔽装置，该两个位置中的一个第一位置是这样的一个位置，即当所述辐射屏蔽装置处于该第一位置时其阻挡所述核子密度计壳体的所述垂直腔体的远端以使得辐射被屏蔽而不会从所述腔体逸出的一个第一位置，该两个位置中的一个第二位置与所述垂直腔体相邻近并且当所述辐射屏蔽装置处于该第二位置时其允许源杆纵向运动通过所述垂直腔体，所述辐射屏蔽装置包括：
一滑块(50)，其被设置成在所述第一位置和第二位置之间沿横向运动，
一和所述滑块啮合并使所述滑块偏置到第一位置的弹簧(54)，以及
一固定块(52)，所述固定块包括一和所述滑块啮合并引导所述滑块的运动的轨道。
2.如权利要求1所述的薄层核子密度计，还包括一球塞(56)，其和所述滑块啮合，并且被设置成当所述滑块在第一位置和第二位置之间沿横向运动时阻止所述滑块的纵向运动。
3.如权利要求2所述的薄层核子密度计，还包括一和球塞啮合并使所述球塞向着所述滑块偏置的弹簧(58)。
4.如权利要求3所述的薄层核子密度计，其中所述和所述球塞啮合的弹簧具有至少89牛顿/厘米的弹性率。
5.如权利要求1所述的薄层核子密度计，其中用于垂直地延伸和缩回所述源杆的装置包括一被可操作地设置在所述源杆附近的指示杆(24)，所述指示杆具有多个缺口(26)，每个缺口相应于一个所述预定的源杆位置。
6.如权利要求5所述的薄层核子密度计，其中所述用于延伸和缩回的装置还包括一被固定在所述源杆上的手柄(28)，所述手柄包括一贯通的腔体和一指示器(36)，所述指示杆延伸入所述手柄的腔体中，并且所述指示器被可操作地设置用于和指示杆的缺口啮合，以便把所述源杆暂时性固定在一个预定位置上。
7.如权利要求6所述的薄层核子密度计，进一步包括至少两个紧固件(64)用于把所述手柄固定在所述源杆上。
8.如权利要求6所述的薄层核子密度计，还包括一弹簧(38)，其在操作上被设置来使指示器偏置从而和指示杆的缺口啮合，所述弹簧具有至少36牛顿/厘米的弹性率。
9.如权利要求5所述的薄层核子密度计，其中所述指示杆在相应于后散射位置的所述指示杆的缺口部位具有基本上为圆柱形的形状。
10.如权利要求1所述的薄层核子密度计，还包括一围绕所述核子密度计壳体的垂直腔体同轴设置的安全屏蔽(46)，所述安全屏蔽包括一在操作上被设置来引导所述源杆通过所述垂直腔体的轴承(48)。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12269499P | 1999-03-03 | 1999-03-03 | |
| US60/122,694 | 1999-03-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1344367A CN1344367A (zh) | 2002-04-10 |
| CN1156689C true CN1156689C (zh) | 2004-07-07 |
Family
ID=22404185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB008053014A Expired - Fee Related CN1156689C (zh) | 1999-03-03 | 2000-03-02 | 一种改进的薄层核子密度计 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6310936B1 (zh) |
| EP (1) | EP1166095B1 (zh) |
| CN (1) | CN1156689C (zh) |
| AT (1) | ATE371861T1 (zh) |
| AU (1) | AU773968B2 (zh) |
| CA (1) | CA2363419C (zh) |
| DE (1) | DE60036200T2 (zh) |
| WO (1) | WO2000052454A2 (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2363419C (en) * | 1999-03-03 | 2008-01-22 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Improved thin layer nuclear density gauge |
| NZ538649A (en) | 2005-03-07 | 2006-10-27 | Inst Geolog Nuclear Sciences | Estimating strengths of wooden supports using gamma rays |
| WO2007027760A2 (en) | 2005-08-30 | 2007-03-08 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Methods, systems, and computer program products for determining a property of construction material |
| CN101297175B (zh) * | 2005-08-30 | 2011-09-28 | 特克斯勒电子实验室公司 | 用于测量材料密度的方法、系统及设备 |
| WO2007120179A2 (en) * | 2005-09-21 | 2007-10-25 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Nuclear density gauge |
| US7605366B2 (en) | 2005-09-21 | 2009-10-20 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Nuclear density gauge |
| FR2920540B1 (fr) * | 2007-09-05 | 2012-07-20 | Inst La Soudure | Dispositif de montage, sur une piece a controler de maniere non destructive, d'une source d'irradiation presente dans un embout d'irradiation et/ou un collimateur d'un dispositif de controle |
| US8716650B2 (en) * | 2008-01-04 | 2014-05-06 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Nuclear gauges and related methods of assembly |
| US10515731B1 (en) | 2013-03-14 | 2019-12-24 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Nuclear Gauge |
| GB2530394B (en) | 2014-07-24 | 2017-11-22 | Johnson Matthey Plc | Apparatus for determining thickness of lining layer |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3544793A (en) * | 1967-12-11 | 1970-12-01 | Troxler Electronic Lab Inc | Portable nuclear measuring gauge providing multiple radiation and detecting positions |
| US4439675A (en) | 1981-09-21 | 1984-03-27 | Campbell Patrick J | Moisture and density gauge |
| US4525854A (en) | 1983-03-22 | 1985-06-25 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Radiation scatter apparatus and method |
| US4641030A (en) | 1984-12-13 | 1987-02-03 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Apparatus and method for directly measuring the density of a thin layer |
| US4701868A (en) | 1984-12-13 | 1987-10-20 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Apparatus and method for accurately measuring the density of materials with rough surfaces by radiation backscatter |
| US4979197A (en) | 1986-05-22 | 1990-12-18 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Nuclear radiation apparatus and method for dynamically measuring density of test materials during compaction |
| US4749858A (en) * | 1986-08-27 | 1988-06-07 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Nuclear measuring gauge with automatic detection of source depth |
| US4766319A (en) | 1987-02-12 | 1988-08-23 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Portable nuclear moisture-density gauge with low activity nuclear sources |
| US5923726A (en) * | 1997-06-12 | 1999-07-13 | Instrotek, Inc. | Validation and calibration apparatus and method for nuclear density gauges |
| CA2363419C (en) * | 1999-03-03 | 2008-01-22 | Troxler Electronic Laboratories, Inc. | Improved thin layer nuclear density gauge |
-
2000
- 2000-03-02 CA CA002363419A patent/CA2363419C/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-02 AU AU37174/00A patent/AU773968B2/en not_active Ceased
- 2000-03-02 US US09/518,397 patent/US6310936B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-02 DE DE60036200T patent/DE60036200T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-02 EP EP00916002A patent/EP1166095B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-02 CN CNB008053014A patent/CN1156689C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-02 AT AT00916002T patent/ATE371861T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-03-02 WO PCT/US2000/005485 patent/WO2000052454A2/en active IP Right Grant
-
2001
- 2001-08-16 US US09/931,545 patent/US6442232B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU3717400A (en) | 2000-09-21 |
| AU773968B2 (en) | 2004-06-10 |
| ATE371861T1 (de) | 2007-09-15 |
| CN1344367A (zh) | 2002-04-10 |
| US20010055363A1 (en) | 2001-12-27 |
| CA2363419A1 (en) | 2000-09-08 |
| US6310936B1 (en) | 2001-10-30 |
| US6442232B2 (en) | 2002-08-27 |
| DE60036200T2 (de) | 2008-05-21 |
| DE60036200D1 (de) | 2007-10-11 |
| WO2000052454A2 (en) | 2000-09-08 |
| WO2000052454A3 (en) | 2001-02-01 |
| EP1166095A2 (en) | 2002-01-02 |
| CA2363419C (en) | 2008-01-22 |
| EP1166095B1 (en) | 2007-08-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1156689C (zh) | 一种改进的薄层核子密度计 | |
| US8410423B2 (en) | Nuclear gauges and related methods of assembly | |
| NZ207628A (en) | Gamma radiation scatter detection: plural detectors 'see' at different depths | |
| AU2001265285B2 (en) | Apparatus and method for gamma-ray determination of bulk density of samples | |
| US7902519B2 (en) | Monitoring | |
| US3928765A (en) | Determining composition of a substance by the use of both reflected and transmitted radiation | |
| CN1216109A (zh) | 使用小角度图象测定物体内部结构和组成的检测设备 | |
| EP1153283A2 (en) | Apparatus and method for calibration of nuclear gauges | |
| AU2001265285A1 (en) | Apparatus and method for gamma-ray determination of bulk density of samples | |
| WO2007120179A2 (en) | Nuclear density gauge | |
| US3505520A (en) | Measuring the incombustible content of mine dust using backscatter of low energy gamma rays | |
| US7872222B1 (en) | Nuclear density gauge | |
| US3683187A (en) | Methods and apparatus for inspecting tubular goods using a continuous signal calibrating system | |
| US4140906A (en) | Density meter | |
| DK168969B1 (da) | Anordning til måling af ekscentricitet og diameter af kabelisolation | |
| US10031092B2 (en) | System for determining and imaging wax deposition and corrosion in pipelines | |
| Baird et al. | Oxygen Determination in Silicates and Total Major Elemental Analysis of Rocks by Soft X-ray Spectrometry | |
| US4503330A (en) | Determining level or tilt angle of solids in a rotatable chamber | |
| KR900004689B1 (ko) | 핵 방사선 장치 및 방사방법 | |
| SU1242785A2 (ru) | Устройство дл исследовани глубинности рентгенофлуоресцентного анализатора зольности угл | |
| Bridge et al. | Experiments in Compton scatter imaging of materials with wide-ranging densities using a low-activity gamma source | |
| US3735126A (en) | Method and apparatus for testing rock coal dust | |
| SU1031302A1 (ru) | Устройство неразрушающего активационного анализа длинномерных образцов | |
| AU600461B2 (en) | Neutron and gamma-ray moisture assay | |
| CN2490578Y (zh) | 便携式工业压力管道测厚仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20040707 Termination date: 20140302 |