專利名稱：實驗室用快速檢測鹵水中鉀濃度的儀表及檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鉀濃度的檢測儀表及檢測方法，具體說涉及一種實驗室用快速檢 測鹵水中鉀濃度的儀表及射線計量檢測方法。
背景技術：
在鹽湖鹵水生產(chǎn)鉀肥的過程中，首先需要對濃縮池中的湖水日曬蒸發(fā)濃縮為鉀濃 度在一定范圍內(nèi)的鹵水，因此能夠?qū)饪s池中的鹵水的鉀濃度進行定期或不定期檢測，對 提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能耗具有重要的意義。另外，從海水中提取淡化水后，剩余部分鹽分濃度增加，被稱之為“濃鹽水”。目前 1萬立方米的海水可以產(chǎn)出5千立方米的淡化水，剩余濃鹽水含鹽量比普通海水要高出一 倍。濃鹽水經(jīng)再提煉可用于生產(chǎn)原鹽使用，剩余的鹵水部分還可再用于提取鉀、鎂等元素， 而這些成分可以作為化學肥料的原料應用于農(nóng)業(yè)。目前我國僅青島一市，2010年海水淡化 的規(guī)模就達到每天18萬至20萬立方米，到2020年海水淡化規(guī)模將達到每天35萬至40萬 立方米。因此，對鹵水開發(fā)利用過程中的鹵水鉀濃度進行檢測，有著重要的意義。目前常規(guī) 的做法是將生產(chǎn)工藝過程中的鹵水取樣帶回實驗室，通過各種手段來檢測其中的鉀濃度。實驗室檢測水中鉀元素濃度的方法，常用的幾種分別為火焰發(fā)射光度法、原子吸 收分光光度法、離子色譜法、離子選擇電極法等。但是這些方法在操作上都極為繁瑣復雜， 耗時也比較長。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有鹵水中鉀濃度的儀表及檢測方法存在的缺陷，本發(fā)明提供一種檢測速度 快、檢測精度高的檢測鹵水中鉀濃度的儀表及檢測方法。解決上述技術問題所采取的具體技術措施是一種實驗室用快速檢測鹵水中鉀濃 度的儀表，其特征是儀表的支架(3)上裝有開有方形孔的托盤(4)，在托盤(4)方形孔一 側(cè)置有第一壓力傳感器(5)，在托盤(4)方形孔另一側(cè)置有第二壓力傳感器(6)，在第一壓 力傳感器(5)和第二壓力傳感器(6)上置有試樣容器(1)，試樣容器(1)上制有中空把手 (2)，試樣容器(1)下部成小方桶狀部分則穿過托盤(4)的開孔，在托盤(4)的下面，置有五 個復合探測器，分別為第一復合探測器(8)、第二復合探測器(9)、第三復合探測器(10)、 第四復合探測器(11)、第五復合探測器(12)，復合探測器分別對著試樣容器(1)放置在托 盤(4)上時伸進并露出在托盤(4)的下方部分的前、后、左、右的四個面以及下底面，復合探 測器的結(jié)構(gòu)是復合探測器的外殼(21)裝有塑料閃爍體(22)、NaI (Tl)晶體(23)、光電倍 增管(24)及探測器電路(25)，在塑料閃爍體(22)的前端覆有鋁膜(26)；在支架(3)上置 有壓力傳感器處理電路(7)，復合探測器及壓力傳感器處理電路的信號輸出端用屏蔽電纜 連接主機(13)。使用上述實驗室用快速檢測鹵水中鉀濃度的儀表的檢測方法，其特征是取鹵水樣品，倒入試樣容器(1)內(nèi)。當?shù)谷氲柠u水樣品的量達到一定的程度后，開始從把手(2)中 的中空孔洞溢流排走多余的鹵水樣品，啟動儀表主機(13)開始測量，當預先設定的測量時 間到后，儀表主機(13)向壓力傳感器信號處理電路(7)、第一復合探測器(8)、第二復合探 測器(9)、第三復合探測器(10)、第四復合探測器(11)、第五復合探測器(12)發(fā)出停止測量 的命令；壓力傳感器信號處理電路將累計的對應第一壓力傳感器(5)所承受壓力的計數(shù) Tl及對應第二壓力傳感器(6)所承受壓力的計數(shù)T2傳輸給儀表主機(13)；第一復合探測器(8)將電路所累計的對應塑料閃爍體接收β射線數(shù)量的計數(shù)m 及對應NaI (Tl)晶體接收到1.46MeVY射線數(shù)量的計數(shù)Ml傳輸?shù)絻x表主機(13)，第二復 合探測器(9)將電路所累計的對應塑料閃爍體接收β射線數(shù)量的計數(shù)Ν2及對應NaI (Tl) 晶體接收到1.46MeVY射線數(shù)量的計數(shù)M2傳輸?shù)絻x表主機(13)，第三復合探測器(10) 將電路所累計的對應塑料閃爍體接收β射線數(shù)量的計數(shù)Ν3及對應NaI (Tl)晶體接收到 1.46MeVy射線數(shù)量的計數(shù)M3傳輸?shù)絻x表主機(13)，第四復合探測器(11)將電路所累計 的對應塑料閃爍體接收β射線數(shù)量的計數(shù)Ν4及對應NaI (Tl)晶體接收到1. 46MeV γ射線 數(shù)量的計數(shù)Μ4傳輸?shù)絻x表主機(13)，第五復合探測器(12)將電路所累計的對應塑料閃爍 體接收β射線數(shù)量的計數(shù)Ν5及對應NaI (Tl)晶體接收到1.46MeVY射線數(shù)量的計數(shù)M5 傳輸?shù)絻x表主機(13)，儀表主機(13)根據(jù)接收到的計數(shù)，通過下式計算鹵水中鉀元素的濃 度，g/kg
權利要求
一種實驗室用快速檢測鹵水中鉀濃度的儀表，其特征是儀表的支架(3)上裝有開有方形孔的托盤(4)，在托盤(4)方形孔一側(cè)置有第一壓力傳感器(5)，在托盤(4)方形孔另一側(cè)置有第二壓力傳感器(6)，在第一壓力傳感器(5)和第二壓力傳感器(6)上置有試樣容器(1)，試樣容器(1)上制有中空把手(2)，試樣容器(1)下部成小方桶狀部分則穿過托盤(4)的開孔，在托盤(4)的下面，置有五個復合探測器，分別為第一復合探測器(8)、第二復合探測器(9)、第三復合探測器(10)、第四復合探測器(11)、第五復合探測器(12)，復合探測器分別對著試樣容器(1)放置在托盤(4)上時伸進并露出在托盤(4)的下方部分的前、后、左、右的四個面以及下底面，復合探測器的結(jié)構(gòu)是復合探測器的外殼(21)裝有塑料閃爍體(22)、NaI(Tl)晶體(23)、光電倍增管(24)及探測器電路(25)，在塑料閃爍體(22)的前端覆有鋁膜(26)；在支架(3)上置有壓力傳感器處理電路(7)，復合探測器及壓力傳感器處理電路的信號輸出端用屏蔽電纜連接主機(13)。
2.使用權利要求1的一種實驗室用快速檢測鹵水中鉀濃度的儀表的檢測方法，其特征 是取鹵水樣品，倒入試樣容器(1)內(nèi)；當?shù)谷氲柠u水樣品的量達到一定的程度后，開始從 把手(2)中的中空孔洞溢流排走多余的鹵水樣品，啟動儀表主機(13)開始測量，當預先設 定的測量時間到后，儀表主機(13)向壓力傳感器信號處理電路(7)、第一復合探測器(8)、 第二復合探測器(9)、第三復合探測器(10)、第四復合探測器(11)、第五復合探測器(12)發(fā) 出停止測量的命令；壓力傳感器信號處理電路將累計的對應第一壓力傳感器(5)所承受壓力的計數(shù)Tl及 對應第二壓力傳感器(6)所承受壓力的計數(shù)T2傳輸給儀表主機(13)；第一復合探測器(8)將電路所累計的對應塑料閃爍體接收β射線數(shù)量的計數(shù)m及 對應NaI (Tl)晶體接收到1.46MeVY射線數(shù)量的計數(shù)Ml傳輸?shù)絻x表主機，第二復合探測器 (9)將電路所累計的對應塑料閃爍體接收β射線數(shù)量的計數(shù)Ν2及對應NaI (Tl)晶體接收 到1.46MeVY射線數(shù)量的計數(shù)M2傳輸?shù)絻x表主機(13)，第三復合探測器(10)將電路所累 計的對應塑料閃爍體接收β射線數(shù)量的計數(shù)Ν3及對應NaI (Tl)晶體接收到1. 46MeV γ射 線數(shù)量的計數(shù)Μ3傳輸?shù)絻x表主機(13)，第四復合探測器(11)將電路所累計的對應塑料閃 爍體接收β射線數(shù)量的計數(shù)Ν4及對應NaI (Tl)晶體接收到1. 46MeV γ射線數(shù)量的計數(shù)Μ4 傳輸?shù)絻x表主機(13)，第五復合探測器(12)將電路所累計的對應塑料閃爍體接收β射線 數(shù)量的計數(shù)Ν5及對應NaI (Tl)晶體接收到1. 46MeV γ射線數(shù)量的計數(shù)Μ5傳輸?shù)絻x表主機 (13)，儀表主機(13)根據(jù)接收到的計數(shù)，通過下式計算鹵水中鉀元素的濃度，g/kg 其中 式中P為鹵水中鉀的濃度，單位為g/kg ；Ni為第i復合探測器輸出的對應該探測器 內(nèi)塑料閃爍體接收β射線數(shù)量的累計計數(shù)；Mi為第i復合探測器輸出的對應該探測器內(nèi) NaI (Tl)晶體接收到1.46MeVY射線數(shù)量的累計計數(shù)；TlO為壓力傳感器信號處理電路輸 出的對應容器內(nèi)為空狀態(tài)下第一壓力傳感器所承受壓力的累計計數(shù)，可以事先通過測量得到；T20為壓力傳感器信號處理電路輸出的對應容器內(nèi)為空狀態(tài)下第二壓力傳感器所承 受壓力的累計計數(shù)，可以事先通過測量得到；Tl為壓力傳感器信號處理電路輸出的對應容 器內(nèi)盛滿鹵水樣品狀態(tài)下第一壓力傳感器所承受壓力的累計計數(shù)；T2為壓力傳感器信號 處理電路輸出的對應容器內(nèi)盛滿鹵水樣品狀態(tài)下第二壓力傳感器所承受壓力的累計計數(shù)； Ai、Bi、Ci、Di、Ei、F、G、H、I為公式的待定系數(shù)，可通過大量的取樣，采用非線性回歸擬合獲 得。
全文摘要
一種實驗室用快速檢測鹵水中鉀濃度的儀表及檢測方法，在儀表支架上裝有托盤、壓力傳感器，在壓力傳感器上置有試樣容器，在托盤的下面，置有復合探測器，復合探測器是由塑料閃爍體、NaI(Tl)晶體、光電倍增管及探測器電路組成，復合探測器及壓力傳感器的信號輸出端連接主機。使用上述實驗室用快速檢測鹵水中鉀濃度的儀表的檢測方法是取鹵水樣品倒入試樣容器內(nèi)，啟動測量，壓力傳感器所承受壓力的計數(shù)及復合探測器將所累計的塑料閃爍體接收β射線數(shù)量的計數(shù)及NaI(Tl)晶體接收到1.46MeVγ射線數(shù)量的計數(shù)傳輸?shù)街鳈C，主機通過下式計算鉀元素的濃度，g/kg本發(fā)明測量方法是同時測量K-40衰變輻射出的β射線和γ射線，兩種射線的計數(shù)相互修正、補償，提高測量精度。
文檔編號G01N23/02GK101975786SQ20101050358
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權日2010年10月12日
發(fā)明者于海明, 佟超, 侯朝勤, 劉永超, 呂健, 吳志強, 周洪軍, 宋青鋒, 尹兆余, 張偉, 李劍鋒, 李巖峰, 林春強, 肖憲東, 陳樹軍, 龔亞林 申請人:丹東東方測控技術有限公司