07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Ионизирующие излучения
 07.02.2013

Ионизирующие излучения можно успешно применять в различных производственных процессах АПК: в системе измерительных, контролирующих и управляющих устройств. У большинства из них принцип работы основан на взаимодействии излучения с веществом определенных сред: для ослабления потока фотонного или корпускулярного излучения, или, наоборот, его усиления, либо изменения энергетического спектра. Такие изменения регистрируют детекторами (ионизационными камерами, газоразрядными и сцинтилляционными счетчиками, полупроводниковыми приборами и др.). Общая схема таких приборов представлена на рис. 10.12.

Ионизирующие излучения

Различают приборы с прямым и косвенным измерением плотности потока излучения, с переменной геометрией пучка излучения, с переменным альбедо, измерением рассеянного излучения и др. Другие варианты использования радиоизотопных устройств в АПК - приборы на основе ионизационных камер и импульсной регистрации излучений.
Ионизирующие излучения

Устройства, основанные на взаимодействии излучения с веществом определенных сред. Часто радиоизотопные приборы используют для измерения уровня жидкостей в резервуарах. Они бывают нескольких типов. Например, с источником и детектором, размещенными стационарное противоположных сторон резервуара. В этом случае веществом, ослабляющим излучение, является сама жидкость, уровень которой необходимо регулировать. В другом варианте источник расположен на поплавке, а детектор - в верхней части резервуара. Управляющий подачей воды сигнал формируется расстоянием от поплавка с источником до детектора, т. е. уровнем жидкости.
При помощи радиоизотопных устройств можно контролировать процесс; просушивания зерна. Сухое и влажное зерно по-разному ослабляют поток у-излучения, и при определенных значениях его интенсивности, соответствующих кондиционной влажности, просушку зерна прекращают.
Источники β-излучения можно использовать в устройствах для контроля тягового усилия сельскохозяйственных машин http://worldgonesour.ru/. Источник помещают в коробку с подвижной крышкой, которая его открывает в зависимости от тягового усилия, увеличивая поток электронов; эти изменения регистрируют детектором. Таким образом, плотность потока излучения является мерой тягового усилия.
Часто детали сельскохозяйственных машин требуют проверки с целью выявления скрытых дефектов, возникающих при их изготовлении и сборке: внутренние полости, некачественные сварные швы и др. Для этого используют у-дефектоскопию. Идея ее проста: двигающуюся деталь сканируют у-излучением от источника с одной ее стороны, в то время как с другой - напротив источника - помещают детектор. Увеличение плотности потока фотонов, регистрируемое счетчиком, свидетельствует о наличии пустот внутри детали.
В настоящее время созданы сепарирующие радиоизотопные устройства для осуществления сортировки, например для отделения камней и комков почвы от клубней картофеля, при механизированной уборке или на стационарном сортировочном пункте. Принцип действия такого устройства заключается в различном ослаблении излучения клубнем картофеля и камнем (комком почвы), регистрируемом детектором, в результате чего срабатывает сигнальное устройство, которое приводит в действие сортировочный механизм. Такие устройства, разработанные во Всесоюзном научно-исследовательском институте электрификации сельского хозяйства, могут найти применение на стационарных пунктах для сортировки по размерам клубне-, корнеплодов и плодоовощной продукции.
Некоторые радиоизотопные приборы сконструированы так, чтобы детектировать не прямое, а рассеянное излучение. В этом случае и источник (защищенный от прямого попадания излучения), и детектор расположены с одной стороны от анализируемой среды. Такие приборы, в которых используют у- и β-излучения, предназначены для измерения плотности, толщины, состава среды и концентрации веществ.
Приборы на основе ионизационных камер. Оригинальные решения реализованы в радиоизотопных газовых расходометрах (ротаметрах). В этих приборах используют источники α- или β-частиц, которые ионизируют молекулы газа и тем самым создают условия для прохождения через него электрического тока.
Электроды, на которые подают напряжение, размещают перпендикулярно потоку газа. При этом создается своеобразная ионизационная камера, причем поток газа уносит заряженные частицы, что приводит к уменьшению электрического тока, который будет зависеть от скорости потока газа.
С помощью излучения в ионизационной камере можно определять не только плотность, но и химический состав газа. Ток в ионизационной камере зависит не только от плотности газа, но и от его химического состава. В качестве источников в ионизационных камерах используют, как правило, α-излучение 239Pu или 210Ро. Ионизационные газоанализаторы очень чувствительны к присутствию паров органических веществ, поэтому их можно применять для контролирования содержания пестицидов в воздухе.
Приборы на основе импульсной регистрации излучений. Радиоизотопный тахометр (прибор для измерения частоты вращения) работает по принципу импульсного прибора и устроен следующим образом. На вращающуюся деталь наносят радиоактивную метку и с одной стороны от нее раз мешают детектор, оборудованный защитной диафрагмой. В него попадает излучение на протяжении части каждого оборота летали. Сигнал от детектора передают на релейное устройство, формирующее выходной сигнал в виде импульсов, поступающих на частотомер, с которого непосредственно считывают показания.
На этом же принципе основан другой тип радиоизотопного газового расходомера. В этом случае вращающаяся деталь (вертушка) помещается в газопровод и приводится в движение потоком газа, частота вращения будет пропорциональна скорости потока газа.
Радиоизотопные релейные устройства применяют для счета предметов но прерыванию ими потока β- или у-излучения. Преимущество таких устройств (по сравнению, например, с оптическими релейными устройствами) заключается в их надежности в условиях запыленности или слабой освещенности.