核子快速密度水分儀§1.2 主要技術(shù)指標(biāo)
1.濕密度 測(cè)量范圍:1.12-2.7g/cm3
測(cè)量精度: 反射法 一分鐘 +/- 1%
透射法 一分鐘 +/- 0.5%
2.水份 測(cè)量范圍:0-0.4g/cm3
測(cè)量精度: 一分鐘 +/- 1%
3.測(cè)量深度 zui大測(cè)量深度:300mm 深度變化間隔:50mm
4.測(cè)量時(shí)間 （單位:分鐘）
可根據(jù)需要,在下列五種時(shí)間內(nèi)選定:0.25,0.5,1.0,2.0,4.0
5.存貯測(cè)量記錄數(shù):198個(gè)
6.靜態(tài)功耗:12毫瓦
7.工作電流:約20毫安
8.放射源
Υ（伽瑪）放射源: 銫 137. 3.7×108 Bq （10mCI）
中子放射源: 镅 241/鈹. 1.85×109 Bq （50mCI）
9.儀器重量:12 Kg
10.高反差,大型字顯示,顯示字型: 12mm×7mm
核子快速密度水分儀工 作 原 理 及 測(cè) 量 方 式
§2.1 工作原理簡(jiǎn)介
FJ核子水份密度儀,是利用核子放射線的穿透性和物體對(duì)放射線的屏蔽吸收特性進(jìn)行工作的.儀器內(nèi)有兩種放射源:銫137Υ源用來(lái)測(cè)密度,它裝在導(dǎo)管內(nèi)的金屬桿底端,隨著金屬桿在被測(cè)體中的上下移動(dòng),而改變位置;镅241/鈹中子源用來(lái)測(cè)水份,它固定在機(jī)殼底部.技術(shù)/4406928是河北省虹宇儀器設(shè)備有限公司自行研發(fā)的新一代試驗(yàn)儀器。
測(cè)量密度時(shí),銫137放射源發(fā)出的Υ射線進(jìn)入被測(cè)體,如被測(cè)體的密度較低,穿過(guò)的Υ射線就多,被儀器內(nèi)的Υ管檢測(cè)到的計(jì)量就多（單位時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到的密度計(jì)數(shù)值較大）.反之,如果被測(cè)體的密度較高,它會(huì)吸收部分Υ射線,起到了屏蔽作用,在同樣的單位時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到的密度計(jì)數(shù)值就小.測(cè)量到的計(jì)數(shù)值經(jīng)微處理機(jī)處理后,即可得到被測(cè)體的密度（這種密度因包含被測(cè)體內(nèi)的水份,故又稱濕密度）.上下移動(dòng)此源,就可以測(cè)量不同深度的密度值.核子快速密度水分儀
測(cè)量水份時(shí),利用中子源發(fā)出的高能中子流進(jìn)入被測(cè)體,被測(cè)體水份中的氫原子與高能中子相碰撞,使中子減速,減速后的慢中子被儀器內(nèi)的中子管接收到.被測(cè)體含水量大,單位時(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)化的慢中子就多,檢測(cè)管接受的慢中子數(shù)就多.反之就少.微處理機(jī)把接收的慢中子數(shù)（稱為水份計(jì)數(shù)值）與儀器內(nèi)的水份標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較,從而算出被測(cè)體的水份值.
根據(jù)測(cè)得的濕密度值,水份值以及預(yù)先輸入的zui大（干/濕）密度值,微處理機(jī)就自動(dòng)算出其它需要的據(jù)數(shù).
核子快速密度水分儀§2.2 測(cè)量方式
1.無(wú)損測(cè)量:儀器放在被測(cè)地面上,能測(cè)得淺層小于約50毫米深度的密度（適用于測(cè)薄層瀝青混凝土路面的密度）.這種測(cè)量無(wú)需在被測(cè)體上打孔,故稱"無(wú)損測(cè)量".又因檢測(cè)管檢測(cè)到的放射線是被測(cè)地面反射回的射線,故又稱反射法.技術(shù)/4406928是河北省虹宇儀器設(shè)備有限公司自行研發(fā)的新一代試驗(yàn)儀器。
它對(duì)地面的平整度要求較高,要盡量避免地面粗糙造成的誤差.如不平,地面與儀器間包含的空氣就多,空氣的密度很小,測(cè)出的濕密度就是被測(cè)路面密度與縫隙空氣密度的混合結(jié)果,使測(cè)出值偏小.路面與儀器間的空隙越大,誤差就越大.故測(cè)量前對(duì)能平整的地面,要鏟除表面2-3厘米厚的過(guò)分干燥或被車(chē)輪碾壓過(guò)的土層,露出有代表性的土壤;對(duì)無(wú)法平整的石頭硬地,可用極細(xì)的細(xì)砂填入空隙,用導(dǎo)板抹平,但不要在表面留下一層較厚的細(xì)砂,以免影響讀數(shù)的精確性.zui后將儀器輕輕地前后推動(dòng)一下,使之緊貼被測(cè)體表面再測(cè).核子快速密度水分儀
2.有損測(cè)量:它要在被測(cè)體上打孔,故稱"有損測(cè)量".又因檢測(cè)管檢測(cè)到的射線是透過(guò)被測(cè)體,又經(jīng)被測(cè)體吸收后的射線,故又稱透射法.
它可減少表面不平的影響.要求測(cè)前,用鉆釬在被測(cè)體上垂直打一個(gè)比測(cè)量深度稍深的孔,然后將裝有Υ源的金屬桿插入孔內(nèi)至所需的深度.測(cè)量時(shí)Υ射線穿過(guò)被測(cè)體,被Υ管接收（見(jiàn)圖1 甲）.Υ源的可移位置有8檔,兩檔之間相隔5Cm,下移的zui大深度為30Cm.這樣,用戶可根據(jù)需要測(cè)出不同深度物體的平均密度.從測(cè)量的精度要求來(lái)說(shuō),有損測(cè)量的精度高于無(wú)損測(cè)量的精度.
儀 器 機(jī) 械 分
核子快速密度水分儀§3.1 儀器的組成
該儀器由主機(jī),標(biāo)準(zhǔn)塊,導(dǎo)板,鉆釬,充電器等組成.
1.主機(jī):由微機(jī),電源,密封源,檢測(cè)管等組合成一體.
2.標(biāo)準(zhǔn)塊:用理化性能比較穩(wěn)定的高分子材料制成.從密度儀的角度看,標(biāo)準(zhǔn)塊的密度和"水份"是很穩(wěn)定的,不隨時(shí)間而變化.
標(biāo)準(zhǔn)塊對(duì)密度儀的重要性就象琺碼與秤的關(guān)系一樣,砝碼的穩(wěn)定度就是秤的穩(wěn)定度,也就是說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)塊的穩(wěn)定度決定了密度儀的穩(wěn)定度.因此,每臺(tái)儀器工廠都為它配有一塊固定的,不能隨意調(diào)換的標(biāo)準(zhǔn)塊,儀器一出廠這種配對(duì)關(guān)系就再也不可變更.如果配對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)塊丟了,決不能自己配制或用另一臺(tái)儀器的標(biāo)準(zhǔn)塊代替,只能把儀器送回原生產(chǎn)廠家,廠家重新配置新的標(biāo)準(zhǔn)塊,對(duì)儀器重新進(jìn)行校準(zhǔn),從而恢復(fù)原來(lái)的性能.如儀器有故障送廠維修時(shí),也必須將標(biāo)準(zhǔn)塊一起送廠,否則維修時(shí)就不能調(diào)整儀器的準(zhǔn)確度.
3.導(dǎo)板:用來(lái)平整土壤和引導(dǎo)鉆釬.使用時(shí)兩腳蹋在上面,將鉆釬插入導(dǎo)板的孔中,導(dǎo)板孔正好起著代替手扶鉆釬的作用.核子快速密度水分儀
4.鉆釬:向被測(cè)體打孔用.使用時(shí),錘擊其頂端,使之鉆至所需的深度.
5.充電器:指配用的交流110/220v充電器.當(dāng)充電器正確連接后,主機(jī)上左右液晶屏間的紅色指示燈點(diǎn)亮,燈不亮?xí)r要檢查電源連接是否可靠.充電時(shí),充電器上的紅燈（不是主機(jī)上的）亮度會(huì)隨著充電電流的大小而變化,電流大,亮度高.電池充滿了電,燈也就息滅.
§3.2 儀器主機(jī)外觀（見(jiàn)圖1: 甲,整體;乙,底部;丙,側(cè)面.）
核子快速密度水分儀有關(guān)部件的功能如下:
1.手柄:
安裝在導(dǎo)管內(nèi)的一根深度桿（金屬桿）的上端,深度桿下端裝有Υ源.推動(dòng)手柄就可以使Υ源隨深度桿在被測(cè)體中的縱向移動(dòng)而變換位置.手柄置于導(dǎo)管zui上方（一檔）時(shí),Υ源封閉在鉛包之中,這位置稱"安全位置".搬移儀器時(shí),只能在這種狀態(tài)下提著手柄移動(dòng),以減少放射線對(duì)人的照射.
2.導(dǎo)管:
（1）導(dǎo)管外壁刻有八條橫線（8檔）,手柄在哪根橫線處,就知源的位置在哪里,此橫線稱深度標(biāo)記,也稱定位標(biāo)記.
對(duì)應(yīng)手柄所指的標(biāo)記從上到下的位置,*檔是安全檔（源在鉛包內(nèi)）,第二檔源的位置緊貼地面,第三檔源的深度在地下5厘米,以下每檔加5厘米,即兩檔之間相隔5厘米,直至第八檔源在地下30厘米處.
微機(jī)測(cè)出源的位置后,在顯示屏上用代碼來(lái)顯示其深度,如代碼"02"代表源在地下5厘米處.對(duì)應(yīng)手柄所指的深度標(biāo)記從上到下的深度代碼是 -1, 00, 02, 04,直到12.
這就是說(shuō)源的深度,在導(dǎo)管上看"檔",在微機(jī)顯示屏上看"深度代碼".源的深度,深度標(biāo)記,深度代碼,這三者的核子快速密度水分儀對(duì)應(yīng)關(guān)系是:
源深度標(biāo)記（檔） 一 二 三 四 五 六 七 八
源深度值（Cm） （安全） 00 05 10 15 20 25 30
源深度代碼（屏） -1 00 02 04 06 08 10 12
（2） 導(dǎo)管內(nèi)藏有精密的自動(dòng)深度傳感器（用戶看不見(jiàn)）和表明不同深度的手柄定位凹槽.推動(dòng)手柄到某一檔時(shí),手柄上的鎖舌伸入凹槽,會(huì)有" 喀嚓"一響,表明定位成功.如果手柄不在凹槽內(nèi),測(cè)量結(jié)果是錯(cuò)誤的.
（3） 導(dǎo)管內(nèi)還有可以上下移動(dòng)的下端裝有源的金屬桿,稱深度桿.手柄帶動(dòng)深度桿按源需要放的深度定位后,源也就放到了所需的深度.深度桿抽回到安全位置（-1）后,源進(jìn)入鉛包,鉛包下方的"閘門(mén)"自行關(guān)閉,以減少放射源對(duì)外的放射泄漏.底板上深度桿出口處（見(jiàn)圖1乙）,有金屬圓環(huán)箍住,這環(huán)可刮去沾在深度桿上的粘土,以保機(jī)內(nèi)清潔.深度桿表面應(yīng)定期注入本公司提供的潤(rùn)滑劑,以保證移動(dòng)時(shí)的靈活性.
核子快速密度水分儀3.蜂鳴器:
在操作儀器時(shí),蜂鳴器會(huì)發(fā)出不同的聲音,告之儀器正在進(jìn)行什么工作.操作時(shí)發(fā)出的蜂鳴音見(jiàn)下表:
蜂 鳴 音
按任何一鍵
操作錯(cuò)誤
測(cè)量過(guò)程中
測(cè)量結(jié)束后
一響
三響刺耳的蜂音
每秒一響
五響快速的蜂音
四. 儀 器 控 制 系 統(tǒng)
核子快速密度水分儀FJ儀的控制系統(tǒng)由微機(jī),液晶顯示屏,鍵盤(pán)組成.
該儀器是智能儀器,能按預(yù)先設(shè)計(jì)的程序完成一些操作和計(jì)算等.要想自如地運(yùn)用此儀器,必須做到兩點(diǎn):
1. 掌握鍵盤(pán)上各鍵的功能:人要儀器工作就要通過(guò)按鍵對(duì)它發(fā)出指令,因此,掌握各鍵的功能是發(fā)令的必要條件.技術(shù)/4406928是河北省虹宇儀器設(shè)備有限公司自行研發(fā)的新一代試驗(yàn)儀器。
2. 懂得顯示屏上各種"代碼"的含義:各鍵上都有表明該鍵功能的漢字名,液晶屏上則用數(shù)碼來(lái)代替該鍵的漢字名,稱"代碼".大部分代碼與鍵上的數(shù)字符號(hào)有,鍵上又有漢字名,因此了解"代碼"的含義并不難.懂得代碼含義,就知道儀器正在干什么,從而正確發(fā)令.否則,指令發(fā)錯(cuò),儀器不接受,甚至出現(xiàn)"死機(jī)"現(xiàn)象.（"死機(jī)"即按任何鍵儀器都沒(méi)反應(yīng),不再運(yùn)行任何程序.真遇到"死機(jī)"只好先關(guān)掉電源,然后重新開(kāi)機(jī),"死機(jī)"的困擾即自行解脫.）
核子快速密度水分儀§4.1 顯示屏
液晶屏分左右兩屏（見(jiàn)圖 2 ）
（圖 2 ） 液晶顯示屏
1）電壓不足的標(biāo)志 2）人工輸入測(cè)量深度的標(biāo)志
3）標(biāo)準(zhǔn)數(shù)的標(biāo)志 4）符號(hào)位
5）充電指示燈 6）按鍵顯示結(jié)果
7）按鍵代碼
核子快速密度水分儀（1） 左屏
它顯示儀器內(nèi)微機(jī)現(xiàn)在的狀態(tài)（如正在執(zhí)行什么程序等）,或指出右屏顯示的數(shù)字是什么含義.左屏可顯示兩位數(shù)字, 如:技術(shù)/4406928是河北省虹宇儀器設(shè)備有限公司自行研發(fā)的新一代試驗(yàn)儀器。
0 1 是功能鍵區(qū)的 測(cè)量深度 鍵的代碼: 區(qū)號(hào)為0,鍵上的數(shù)字為1.表示儀器正在執(zhí)行測(cè)量深度的軟件程序.
1 5 是測(cè)量結(jié)果顯示區(qū) 水份鍵的代碼: 區(qū)號(hào)為1,"水份"為此區(qū)的5號(hào)鍵.表示儀器正在執(zhí)行顯示水份測(cè)量結(jié)果的軟件程序.
0 0 是微機(jī)準(zhǔn)備接收命令的代碼.一開(kāi)機(jī)左屏即顯示 0 0 ,右屏沒(méi)有任何顯示,微機(jī)只有在此狀態(tài)下才能接受指令.
A A 是儀器正在測(cè)量的代碼.表示正在執(zhí)行較長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量程序,請(qǐng)操作者耐心等待.這時(shí)除按"清除"鍵可退出外,按別的鍵都不起作用.
核子快速密度水分儀（2） 右屏
它與左屏配合,顯示左屏程序的有用信息.如:手柄位置在第五檔,按"測(cè)量深度"鍵后,左屏顯示 0 1 （表示現(xiàn)正在執(zhí)行測(cè)量深度這個(gè)軟件程序）,右屏顯示 0 6 （反映左屏軟件程序的信息:儀器檢測(cè)到現(xiàn)在源的深度是15Cm）.
2.顯示屏上的特殊符號(hào):（見(jiàn)圖 2 ）
§4.2 鍵盤(pán)
FJ儀的鍵盤(pán)設(shè)有24鍵,根據(jù)鍵的性能可分為三大區(qū)（見(jiàn)圖 3 ）. 測(cè)量結(jié)果顯示區(qū)的軟件程序較簡(jiǎn)單,故由此區(qū)開(kāi)始介紹.
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