Файл: Ананьин, Г. П. Управление качеством продукции на заводах железобетонных изделий учебное пособие.pdf

- 77 -

Прибор ЙМП работает по суммарной и разностной схемам из­ мерений.

Описанная аппаратура контроля натяжения арматуры широко применяется на заводах железобетонных изделий.

§ 16. Приборы контроля, основанные на поглощении энергии СВЧ

Для контроля степени уплотнения бетонной смеси обычно используются СВЧ-установки, блок-схема которых представлена на рис. 28.

I

Рис. 28. Блок-схема СВЧ-установки:

I - блок питания; 2 - передатчик; 3, 6 - но­ сители энергии - датчик и приемник; Ь - кювета с исследуемой смесью; 5 - согласующие трансфор­

маторы; 7 - аттенюатор; 8 - детектор СВЧ; 9 - уси­ литель; 10 - индикатор

Такие установки работают в основном на частоте 2375 Мгц Их передатчик собран на магнетроне ^ постоянным магнитом,что позволяет получать на выходе мощность свыше 20 вт при малых геометрических размерах.

Для обеспечения перехода воздух - среда в окна кюветы помещены согласующие трансформаторы, представляющие собою

- 78 -

пластины из иатериала с диэлектрической проницаемостью, равной квадратному корню из показателя проницаемости исследуемой сре­ ды, а их толщина равна четверти длины волны.

В начале испытаний форма-кювета без образца помещается между рупорами для согласования передающего и приемного трак­ тов, при атом предварительно проверяются стабильность частоты и мощность генератора. Затем в нее помещают образец (бетонную смесь) и определяют поглощение энергии СВЧ, которое связано функциональной зависимостью с плотностью смеси.

Широко используются также влагомеры СВЧ. Наиболее совер­ шенные конструкции этих приборов имеют автоматическую коррекцию по температуре, толщине и плотности контролируемого материала. Принципиальная схема такого влагомера приведена на рис. 29.

Рис. 29. Принципиальная схема влагомера СВЧ с автоматической коррекцией по температуре, толщине

и плотности материала:

энергии СВЧ в зависимости от влажности, плотности и толщины иатериала, непрерывно корректируется выходными сигналами гам- ма-интенсиметра В и пирометра С , которые фиксируют

79 -

соответственно изменение толщины и температуры контролируемого образца. Корректировка осуществляется в блоках аналоговых вы­ числительных машин, решающих уравнение для определения влажно­ сти:

передаточные коэффициенты приборов.

Скорректированные показания влагомера через усилитель записываются на бумажную ленту.

ГЛАВА У1

ТЕПЛОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

Теплометрические методы контроля основаны на тепловых свойствах исследуемой среды. Так, например, по коэффициенту теплоемкости можно определить косвенным путем влажность исход­ ных материалов, бетонной смеси или готового изделия.

-80 -

,Известно, что при повышении влажности бетона резко возрас­ тает его теплоемкость.

Коэффициент теплоемкости в этом случае определяется из вы­ ражения

Так как теплоемкость воды составляет 4,18-Ю3 дж/:кг-град4

На основе теплопроводности бетона можно получить инфор­ мацию о его структуре и наличии нарушений.

Поры и воздушные прослойки являются основным препятст­ вием на пути распространения тепловых потоков, поэтому по ско­ рости их распространения в изделии можно судить о плотности материала и его объемном весе.

На рис. 30 приведена зависимость между теплопроводностью и плотностью различных материалов-, полученная на основе боль­ шого количества экспериментальных данных. Эта кривая хорошо описывается следующим корреляционным уравнением:

где £/ J - теплопроводность;

р- плотность бетона.

Уравнение (117) также может быть использовано при иссле­ довании бетонных изделий.

Телмолрободност

Рио. 30. Зависимость теплопроводности от плотности строительных материалов

Надежных в работе приборов дал: теплометричёских методов контроля пока не создано.

ГЛАВА УП

РАДИАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

§ 17. Теоретические основы радиационных методов контроля

Радиационные методы контроля основаны на процессах взаимодействия некоторых видов ядерных излучений с материал лом.

Наиболее широко используются в радиационных исследова­ ниях гаммв-лучи, представляющие собой ультракороткое электро­

- 82 -

магнитное излучение и обладающие большой проникающей способ­ ностью. Гамма-излучение может рассматриваться как совокупность квантов или фотонов, движущихся со скоростью света.

Для квантов гамма-лучей в диапазоне энергий, используемых для радиационного контроля, при взаимодействии со средой наи­ более характерными будут являться процессы фотоэлектрического поглощения, комптоновского рассеяния и образования пар (рис.31).

&

Рис. 31. Схема основных процессов взаимодействия гамма-квантов с вещебтвом: а - фотоэлектрическое по­ глощение; б - комптоновское рассеяние; в - образование пары "электрон, - позитрон"

В результате этих процессов вся энергия гамма-квантов h f либо ее часть передается электронам: фотоэлектрону,

комптоновскому электрону или паре "электрон - позитрон". Фотоэлектрический эффект представляет процесс поглоще­

ния гамма-кванта атомом вещества. Энергия кванта передается одному из электронов атома. I

Комптоновское рассеяние гамма-лучей заключается в откло- >

- 83 -

нении гамма-кванта на некоторый угол 8 о передачей части своей энергии электрону атома взаимодействия.

Гамма-квант может образовать также пару "электрон - позит­ рон'1 в поле ядра или к-поле атомного электрона, при этом ми­ нимальная энергия гамма-кванта должна быть равна сумме энергий покоя электрона и позитрона.

Любой из перечисленных процессов при прохождении параллель­ ного пучка гамма-квантов через вещество приводит к убыванию квантов. Выбывшее из параллельного пучка число квантов при про­

•соответственно для процессов фотоэлектрического, комптоновского и образования пар;

,п - число атомов в единице объема среды.

Полное сечение рассеяния или ослабления пучка гамма-кван­ тов в расчете на один атом среды выражает количественную ха­ рактеристику взаимодействия гамма-излучения с веществом и определяется по формуле

Произведение полного сечения на концентрацию атомов ве­ щества в элементарном объеме называется линейным коэффициентом поглощения гамма-излучения или коэффициентом ослабления пучка гамма-лучей :