基于双能γ射线的煤炭灰分测量模型及其应用

针对传统双能γ射线测量法检测误差较大以及灰分成分对检测精度影响大的问题,建立了基于模糊神经网络的双能γ射线的新型煤炭灰分测量模型,并应用该模型对煤炭灰分进行了在线检测试验,实例分析了两种双能γ射线测量方法在煤炭灰分检测中的应用情况.试验结果表明:相比于传统双能γ射线测量法3%的平均相对误差,本文提出的基于模糊神经网络的双能γ射线的灰分测量法的相对误差小于1%,且其测量结果不受灰分组成成分的影响.同时,利用X-射线荧光光谱分析法(XRF)分析了灰分的化学组分与其含量的关系,研究了灰分化学组分对双能γ透射法检测结果的影响.结果表明:煤炭中Fe,Ca,Mg和S元素的含量会影响双能γ射线透射法的检测精度,其成分含量波动越大,检测结果误差也越大.     

γ射线反散射灰分仪测量精度优化方法研究

γ射线反散射灰分仪的测量精度受煤炭灰分成分的变化影响很大,现有的方法主要是在测量偏差较大的情况下重新对灰分仪进行标定,其灰分值测量范围窄,精度较低,操作过程繁琐.本文从γ射线反散射灰分仪的工作原理出发,分析了灰分中主要矿物成分的变化对灰分测量精度的影响,建立了基于双低能γ射线测量的校正模型,提高了测量精度,实现了灰分仪的软件自动处理.检验结果表明,采用本文研究的校正模型,γ射线反散射灰分仪克服了现有的缺陷,灰分值测量误差满足EJ/T1078-1998所规定的γ辐射煤炭灰分探测仪的测量精度指标.     

γ射线透射法测煤灰分的影响因素及校正方法研究

介绍了低能 γ射线透射法测量煤灰分分析系统 ,并且详尽论述了分析系统在测量过程中对测量结果产生主要影响的粒度、温度、成分、水分等因素 ,针对各种影响因素产生机理 ,通过大量的粒度、温度、成分、水分等实验 ,给出动态追峰法 ,自动补偿法等实用校正方法     

高精度动态监测水灰比的核密度计的研制及其应用

研制了高精度动态监测水灰比的核密度计.棱密度计的监测原理是:高能γ射线束穿过水泥浆液时,一部分射线被浆液吸收,另一部分射线穿过浆液被探测器吸收,并转化为电信号,经放大、分析后被记录.由于浆液中水和水泥颗粒对γ射线的吸收系数不一样,所以探测器接收信号的强弱不同,在确定射源强度、射线探测器和待测浆液厚度的基础上,得出浆液密度与γ射线透射计数的自然对数lnN呈线性关系,通过现场标定可求出线性方程的斜率μ,通过数学模型可以计算出浆液密度和水灰比.研究结果表明:测量值不受浆液的流速、压力、温度、粘度、腐蚀等因素的影响;探测部分可安装在灌浆工程施工现场,在高温、潮湿、高灰尘的恶劣环境中,仪器能正常工作.     

基于极限学习机和熵值法的岩土灾变预警

滑坡的监测和预测是降低滑坡灾害的有效手段和可行方法。传统监测手段时效性差,采用统计预报模型、确定性模型等模型建立的预测模型精度相对较低。为了改善此问题,提出了一种基于综合测量、以极限学习机与熵值法结合的滑坡预警研究方法。通过分析滑坡的影响因子,搭建滑坡模拟监测平台,由多传感器实时监测到雨量、土壤浅层含水率、土壤深层含水率、下滑应力、地下位移、地表位移等影响滑坡的综合因子。将熵值法用在滑坡的评价中,将其综合评分作为危险性参数及综合测量参数作为训练样本,搭建极限学习机模型。结果表明:在综合测量方法下,将熵值法与极限学习机算法结合的预警模型得到的结果与实际情况一致,预测值与测量值吻合;其精度为98.48%,比BP神经网络精度更高;且网络的学习速度明显提高。可见该方法对滑坡预测的可行性,适用于复杂非线性的滑坡预测中,为建立滑坡预警模型提供了一种可行方法。     

中子元素分析中干扰γ射线屏蔽研究

用中子发生器做中子源进行元素分析时,在辐照所测元素的同时,中子发生器组成材料、中子防护材料及探测γ射线装置都产生相应的γ射线,这些γ射线会对实际测量元素产生干扰.通过在中子发生器和探测器之间加铅可以屏蔽来自中子发生器一侧的γ射线.实验表明:当铅层厚度为80 mm时屏蔽效果最佳;用中子进行含C,H和O等元素的分析时,加铅层提高了测量精度.     

直接解调法在碲锌镉探测器γ谱分析中的应用

为了提高碲锌镉探测器γ谱解析的精度,将直接解调法应用于γ谱重建算法研究。γ谱的测量是谱仪系统对γ射线的调制过程,针对一维γ谱的特点建立了调制方程的响应函数矩阵,分析了本底和噪声的影响及其处理方法,对实测谱构成的单峰和重峰进行重建。结果表明,重建γ谱能量分辨率比原始测量谱提高了5~6倍,能把峰位相距一个半高宽、峰面积比100¨1的重峰完全分离,弱峰的寻峰率显著提高。直接解调法具有很强的抑制噪声能力,尤其适合在统计性较差的野外测量的能谱重建中应用。     

原位定向γ能谱测量方法研究

在铀矿床上进行原位定向γ能谱测量时,复杂几何条件下的非定向γ射线会干扰测量结果。为减小上述影响,提出一种定向比例系数法,分别进行了模拟测量和实际测量比对,验证分析测量方法。首先,通过MCNP5程序模拟计算获得铅屏蔽层的定向比例系数和最佳厚度。然后,在NaI探测器的四周包裹铅对标准铀矿模型进行测量。最后,将测量结果与模拟值进行对比。结果表明：采用定向比例系数法进行铀矿原位定向γ能谱测量能有效能减少非定向γ射线对测量结果带来的干扰,可进一步提高铀矿原位γ能谱测量的精度。     

原位定向γ能谱测量方法

在铀矿床上进行原位定向γ能谱测量时,复杂几何条件下的非定向γ射线会干扰测量结果。为减小上述影响,提出一种定向比例系数法,分别进行了模拟测量和实际测量比对,验证分析测量方法。首先,通过MCNP5程序模拟计算获得铅屏蔽层的定向比例系数和最佳厚度。然后,在Na I探测器的四周包裹铅对标准铀矿模型进行测量。最后,将测量结果与模拟值进行对比。结果表明:采用定向比例系数法进行铀矿原位定向γ能谱测量能有效能减少非定向γ射线对测量结果带来的干扰,可进一步提高铀矿原位γ能谱测量的精度。     

基于MCNP程序和γ射线能谱法对未知材料线吸收系数的测定

为了计算某未知介质对γ射线的线吸收系数,建立了两种模型:首先用MCNP程序和γ射线能谱法测量了不同能量射线下铅、铝线吸收系数,并与文献值进行对比,测量误差在5%以内,明确了方法的可行性。然后分别用两种方法计算了未知物料在60Co源下的线吸收系数,结果偏差为4.53%,可以确认计算结果的准确性,为γ射线在未知物料中线吸收系数的测定提供了可靠的方法。     

纳米粒子粒径的测量与表征的研究

采用X射线衍射法(谢乐法)与透射电子显微镜法(TEM法)对纳米粒子粒径进行测量与表征.研究结果表明,该两种方法都可用于纳米粒子粒径的的测量与表征,而且测量结果较吻合.纳米粒子实际平均粒径可能大于用X射线衍射线线宽法测定结果,而小于用透射电镜法测定结果.对它们的优缺点进行了对比分析.     

双能γ射线透射法煤矸石在线识别与分选系统

论述了双能γ射线透射法煤矸石在线识别与分选系统的原理、判别模型和构成。其主要特点在于此方法有效地解决了对不同粒度煤和矸石的组分识别问题。测试结果及长期运行表明，其识别准确率达９３％以上。     

新一代大型秤重式高精度土壤蒸渗仪测控系统

论述了基于工业ＰＣ机（ＩＰＣ）的一种高精度土壤蒸渗仪测控系统的设计。介绍了蒸渗仪新型秤重机构的测量原理和测控系统的功能。利用分级测量原理,通过高精度位移传感器间接测定土体中水量的方法,使系统在水量变化为２ｔ的检测范围内,水量变化的分辨率达±６０ｇ,土壤含水量测量精度达２％。实现了在限定三维边界条件下测量渗漏量和蒸发蒸腾量的同时测定土壤水分分布的目标。     

石蜡对γ射线的透射和散射对比研究

管道输油过程中原油在管道内壁沉积形成油垢会阻塞管道。测定油垢厚度成为管道除垢的重要先决条件,核探测技术成为无损检测油垢的首选。实验用石蜡代替管道油垢来进行模拟,采用透射和散射两种方法,研究了不同厚度的石蜡对γ射线的透射和散射特征,进行了相应的理论分析计算。结果表明两种方法用于管道油垢厚度的无损检测是可行的。     

层析γ扫描中几种透射图像重建算法对比

透射测量是层析γ成像扫描中发射测量的基础,合理的重建算法是透射图像重建的核心。结合TGS透射测量的特点,利用蒙特卡罗模拟构建了EM、Richardson、ART三种迭代算法模型,分析对比了三种算法的误差。同时开展了透射测量实验,实验数据表明ART算法重建值相对参考值的最大误差为29%,并且多个体素超过20%;而Richardson算法仅为15%,其中只有10个体素重建值大于10%,虽然相对ART算法有很大提升,但所得的偏差值还是很大;EM算法相比前两种算法有明显的优势,即使出现了几个相对误差值大于10%的体素,但都处于图像边缘,对整体重建影响非常小。     

基于回归分析的绝对式光栅尺精度提高方法

提出一种使用回归分析提高绝对式光栅尺测量精度的方法.分析了影响绝对式光栅尺测量精度的因素以及提高其测量精度的方法;对JC09型绝对式光栅尺的测量值和真值进行回归分析,得到回归方程;对回归方程进行了显著性分析,并提出了修正方程;通过实验验证了该方法能够有效提高绝对式光栅尺的测量精度.实验结果表明:在绝对式光栅尺800mm测量长度内,测量精度由0~18.25μm提高到-4.21~5.72μm.另外,该方法具有成本低、计算量少以及易于实现的优点.     

土质边坡土体抗剪强度室内外试验研究

结合具体的滑坡工程,通过8个现场水平推剪试验和4组室内反复直剪试验研究了滑带土的抗剪强度指标变化规律、含水量变化对土体强度参数的影响、峰值强度和残余强度之间的差异等.试验结果表明,对于渐进式滑坡,坡体一般有足够的时间形成其滑动面,因此这类边坡的稳定性依靠的应该是它的残余强度,而不是峰值强度.同时,含水量的变化对土样抗剪强度有很大的影响,遇水作用后其强度下降很快,并随着含水量的增加,土体的峰值强度降低,剪切变形增加,这些特性对边坡稳定性非常不利.最后,与室内直剪试验相比,现场水平推剪试验更能按土体实际受力情况来确定试验应力路径,能保证土样的原始结构和含水状态,并沿潜在的滑动方向进行大面积剪切,是一种合理有效的试验方法,试验所得结果值与土体真实值较接近,其结果一般对工程设计是可靠的.图9,表4,参7.     

滚轮法大直径测量精度研究

为了提高滚轮法大直径测量的精度,对影响其测量精度的打滑问题、测量力大小的选取、安装误差和滚轮偏心等进行了理论分析和实验研究．改变测量力大小进行实验,找出了在该实验装置上产生误差最小的测量力;对安装误差产生的影响进行分析,找出仪器调整的方法,使安装误差引起的测量误差达到最小．最后经过数据处理和误差补偿可以使滚轮法大直径测量精度达到±6．26μm．     

层析γ扫描技术研究

层析γ扫描技术是放射性材料无损分析技术中最先进的分析技术之一,能够准确定量测量密闭容器内中、高密度非均匀介质中的放射性核素及其含量,它是核设施中可回收物以及核废物测量分析的主要方法.本文较先在国内开展了层析γ扫描技术的研究,对该技术所涉及的探测效率刻度、透射测量图像准确重建和发射测量图像快速重建三个关键技术进行了计算机模拟研究和实验研究.采用蒙特卡罗方法对层析γ扫描装置的探测效率进行刻度;针对透射测量图像重建,创建了一种新的图像重建算法;针对发射测量图像快速重建,提出线衰减校正因子的计算公式,并采用＂预运算＂方法,显著提高了发射图像的重建速度.计算机模拟研究和实验研究结果表明：应用本文提出的图像重建算法,层析γ扫描透射和发射图像重建值与参考值的相对均偏差小于10%,能够满足层析γ扫描装置的实际需要,更好地解决了层析γ扫描技术中的三个关键技术,为我国层析γ扫描装置的研制奠定了基础.     

金属板材腐蚀坑最大深度的简易X射线斜透射测量技术

基于X射线透射造影术的基本原理,提出了一种简易的X射线斜透射测量技术,用以测量金属(铝/钢)板材上腐蚀坑的最大深度.经三维光学显微镜技术的比对,本技术对典型的汽车用铝/钢板材上腐蚀坑深度的绝对灵敏度和测量误差分别为100μm和±10μm.