核子仪的标准计数检定对比核心技术

核子密度仪的标准计数、检定和对比试验

核子仪准确测量的基础标准计数检定现场校准或对比试验标准化计数

StandardizationCounting核子仪使用的放射源每天都在衰减。这种衰减会改变计数率和材料密度和含水量之间的关系。为了修正这种衰减，仪器使用实际检测获得的射线计数与在参比标准上获得的射线计数率进行比较，而获得计数比来计算材料的密度和湿度。这个参比标准通常叫做标准计数块。在标准计数块上进行的测试获得标准射线计数的过程叫做标准化计数。射线计数比与密度和湿度的关系密度（d）与射线计数比（r）的函数关系：d=Bln(A/(r-C))。A：补偿系数，B：斜率，C：曲率。湿度（m）与射线计数比（r）的函数关系：m=Ar-B。A：斜率，B：截距。r=计数比，现场检测射线计数/标准化射线计数。标准计数块为一小型的长方体塑料块，简称标准块。标准块的密度和含有的氢元素都是稳定不变的。标准块厚度为7.6厘米，面积相当于核子仪底座的面积。每台核子仪都有一块自己对应的标准块。标准块可同时用来进行密度和水分标准化计数。标准计数与仪器工作状态的关系仪器如果能够进行正常的标准计数说明仪器的工作状态良好。如果仪器的标准计数异常，说明仪器不能进行正常的检测。如果仪器不能进行标准计数，仪器必然也不能进行现场检测。正常的标准化计数结果需要满足以下两个条件。１．上一次的标准计数值与本次的标准计数值要接近．２．仪器显示的标准计数密度Xi值和水分Xi值都要在0.75-1.25之间。

标准化计数需要每天进行或每当检测环境发生变化时都需要进行新的标准化计数。仪器将使用最新进行的标准计数用于计算检测结果。检定或校准标定(Calibration)核子仪是利用同位素射线来检测材料的密度和湿度的。在射线计数数量与标准密度和湿度值之间建立对应关系的过程叫做检定。检定是核子仪准确检测材料的实际密度和湿度的基础。如果仪器没有检定，仪器进行检测时，将只能以射线计数数目的多少来代表检测结果的高低，这只是一个相对值，还需要借助其它密度和湿度检测方法，才能确定实际的材料密度和湿度。这也是早期的核子检测技术的应用方法，所以那时核子法被称作间接的密度和湿度检测方法。检定的概念检定是指用核子仪对一系列标准的密度材料和湿度材料进行检测，将材料的标准密度和湿度与仪器的射线计数率之间建立对应关系，这些对应关系通常以检定曲线的方式存储于仪器中。仪器的检定关系由密度检定和湿度检定两部分组成。对应于仪器的每一个检测深度，都各有一条适用这个检测深度的检定曲线。每台核子仪的放射源的活度、射线探测器的效率和制造工艺等都不是完全一样的，所以每台仪器都有一组适用于本台仪器的检定关系。检定的意义

核子仪经过正确的检定后，在射线计数与密度和湿度之间建立了完整的正确的对应关系，仪器在实际检测时就可以准确地检测和计算出单位为g/cm3的材料的实际密度和湿度。其检测的准确度可以到达这样的标准：仪器在标准材料上的检测结果不超出标准密度值（或含水量值）±16千克/立方米。检测结果可以直接用于施工质量控制和工程验收。检定块——标准材料块。对仪器进行新新的检定需要要一整套有准准确量值的密密度和湿度材材料块（检定定块或标定块块）。标定块的密度度值和湿度值值在限定的环环境条件下永永久不变，所所有检定块的的密度值和湿湿度值的准确确度为±0.2%。标定块制作材材料制作材料的精精度、均匀度度和材料块的的稳定性、体体积等各方面面必须满足要要求。最成功的用于于生产标准密密度材料块的的材料是铝、、镁、花岗石石等。由于土土工材料的密密度和水分含含量容易受环环境等因素的的影响，检定定块的专业生生产厂家通常常使用镁、铝铝等金属材料料代替土工材材料制造标定定块。但是标标定块上标明明的密度和水水分含量值应应该是与土工工材料等效的的量值，而不不是制造标定定块的金属材材料的自身密密度和水分量量值。因为核核子仪的射线线在金属材料料中和土工材材料中的放射射、碰撞和吸吸收等效应是是不同的。检定块-标准准密度湿度度值一套用于检定定的密度材料料块必须能够够做出实用、、可靠的涵盖盖实际检测可可能遇到的所所有的密度范范围的检定曲曲线。检定块一般由由一块低密度度块、一块中中密度块、一一块高密度块块和一块水分分块组成。低、中、高密密度块的标准准密度分别为为（举例说明明）：1.717克克/立方厘米米，2.148克/立方方厘米，2.609克/立方厘米（（举例说明））。检定块尺寸三块密度块的的外观尺寸相相同，为：长长61厘米××宽46厘米米×高36厘厘米。水分块的外观观尺寸为：长长46厘米××宽41厘米米×高41厘厘米。密度块的上表表面中部有两两个超过三十十多厘米深的的测量孔。连体检定块仪器检定的方方法和内容仪器在标准材材料上为建立立检定所需要要的计数率的的数据读取方方法和步骤与与在施工现场场进行实际检检测时完全一一样。在每一一块标准密度度块上必须获获得足够多的的数据以保证证仪器检定的的计数精度值值至少达到施施工现场检测测要求的精度度值的二分之之一。检定时，核子子仪置于检定定块的上面，，用仪器在所所有的密度和和水分块上依依次在每个测测试深度上进进行检测，经经检定程序计计算后，获得得总共26个个检定参数。。CPNInternational,Inc.CALIBRATIONSERIALNO:2103MODEL:MC4C-13DDENSITYSTANDARDCOUNT:36310DATE:940712CALIBRATIONDATE:940712-----COUNTAT--------DEPTH107.2133.6164.3 ---A------B-----C---------lb/ft^3------BS248681869813812 1.8842867.52434.13393AC492363704426900 3.5651781.13358 .12311212031487758601859.4594787.68365-.141134109341742934762811.9801466.12905.01882682174513982980013.7543851.22988.07577853821306801668314.117841.4207.08366103261217447918814.062334.26359.07383121920510033550712.7288929.44298.07024AWHERE:DENSITYINlb/ft^3=B*Ln(---------)R-CCOUNTR=RATIO=---------------STDCNTMOISTURESTANDARDCOUNT:10610DATE:940712CALIBRATIONDATE:940712---COUNTAT----0.038.0---A------B------lb/ft^3---494663468.8472.62218WHERE:MOISTUREINlb/ft^3=(A*R)-B检定设施施检定设施施必须严严格按照照标准建建设。ASTM标准D7013《《建立浅浅层核子子湿密度度仪检定定设施的的标准指指导》检定标准准和规程程ASTM标准D6938和ASTMD2950、C1040等标准准。JJG1023-2007《中国国人民共共和国国国家计量量检定规规程-核核子密度度及含水水量测量量仪》JJG128-91（铁道道）《核核子湿度度、密度度测试仪仪检定规规程》JJG（（交通））068-2006《《中国人人民共和和国交通通部门计计量检定定规程-核子密密度仪》》合格检定定的仪器器的检测测准确度度核子仪检检定后，，在标准准材料块块上的检检测结果果与标准准密度值值的关系系为±16kg/m3(±1.0lb/ft3)。。检定验证证需要达达到的标标准核子仪进进行检定定验证时时，如果果在标准准材料块块上的检检测结果果与标准准密度值值的关系系为±32kg/m3(±2.0lb/ft3)。那么么证明仪仪器的检检定符合合检测要要求，不不需要进进行新的的检定。。检定和检检定验证证的周期期任何时候候，如果果发现不不能满足足规定的的检定验验证限值值，必须须进行检检定以重重新建立立检定曲曲线、表表或当量量系数。。仪器出厂厂时，或或现存仪仪器经过过可能影影响仪器器结构的的维修后后，必须须进行检检定。每一台核核子仪在在出厂时时，都应应该已经经检定过过了。但但是同位位素的衰衰减、主主要配件件的更换换、电子子器件的的老化等等因素都都有可能能影响射射线计数数与检测测指标的的关系。。所以通通常每隔隔一年就就应该对对仪器的的检定进进行验证证或重新新建立新新的检定定关系。。检定资质质检定可以以由生产产厂家、、使用者者或独立立的服务务机构进进行。除了购置置符合检检定规程程要求的的检定块块，建立立符合规规范的检检定设施施，具备备必要的的检定软软件并对对检定人人进行充充分的技技术培训训后，还还需要向向检定主主管部门门-国家家技术监监督检验验检疫总总局或各各省局申申请核子子仪的检检定资质质。自制材料料块用户自己己用土壤壤、石块块、混凝凝土或其其它工程程材料制制作的质质地均匀匀、重现现性好的的材料块块可以用用于验证证，但通通常难以以到达可可以用于于检定仪仪器的要要求。可以用分分层压实实的方法法在一定定体积的的容器中中，用现现场材料料自制材材料块，，根据材材料块的的重量和和体积计计算平均均密度。。但是，，必须非非常谨慎慎地确定定材料块块的密度度值，并并使随着着时间而而产生的的密度和和含水量量的变化化达到最最小。用用于检定定验证的的材料块块的密度度值和湿湿度值的的准确度度为±0.5%。错误的检检定块我国国内内一些小小的仪器器厂商模模仿专业业厂家用用金属材材料制作作检定块块，但这这些标定定块标明明的密度度却直接接是金属属材料的的自身密密度。因因为要确确定金属属材料的的密度与与土工材材料的等等效密度度、与标标准密度度材料进进行量值值传递以以及确定定材料的的均匀性性和量值值的不确确定度等等方面都都是很难难的。用用这样的的标定块块对仪器器进行所所谓的检检定后，，仪器可可以直接接检测制制作标定定块的金金属材料料的密度度，但用用于土工工材料的的检测时时，检测测结果就就是错误误的。检定块的的校准对用于检检定和检检定验证证的材料料块的密密度值进进行重新新建立或或验证的的周期应应该不超超过5年年。对于于那些用用土壤、、混凝土土或整块块岩石制制作，其其密度值值和含水水量可能能随时间间发生潜潜在变化化的材料料块，密密度值重重新建立立或验证证的周期期应该不不超过12个月月。自制的检检定块的的密度值值和含水水量值重重新建立立或验证证的周期期应该不不超过12个月月。检定设施施的建立立核子密度度检测仪仪必须在在符合规规范的检检定设施施中进行行检定以以保证检检定正确确和保证证不同的的仪器的的检测结结果的重重复性。。由于仪仪器含有有放射性性同位素素，在仪仪器检定定时，必必须清除除来自环环境的影影响，其其它仪器器必须得得到控制制。可以以根据需需要检定定的仪器器的数量量建立一一个或多多个检定定区。检定设施施的建立立必须符符合标准准。目前前国际上上权威的的有关检检定设施施建立的的标准为为ASTMD7013-04标准准：建立浅层层核子湿湿密度仪仪检定设设施的标标准指导导StandardGuideforNuclearSurfaceMoistureandDensityGaugeCalibrationFacilitySetup现场校准准和对比比试验核子仪通通过测试试试样中中含有的的所有元元素的原原子量的的总和来来计算材材料的总总密度，，所以密密度测试试不受被被测试材材料的粒粒度、级级配、均均匀度，，以及物物理状态态、化学学成分等等方面的的影响。。通常情情况下核核子仪密密度检测测结果不不需要进进行校正正。所以以，如果果使用的的仪器检检定合格格，对于于常规的的土工材材料，或或同一种种材料不不同的配配比，都都可以使使用仪器器直接检检测密度度，完全全不需要要进行现现场对比比或校正正。核子仪通通过测量量材料中中含有的的氢原子子测量湿湿度，在在常规的的土工材材料中，，大多数数氢原子子存在于于自由水水中。蛇蛇纹石、、黏土、、有机体体和石灰灰等含有有超出常常规数量量的结合合氢，测测试这些些材料，，可以采采用其它它可靠的的水分方方法与核核子仪的的测试结结果进行行对比，，误差较较大时进进行校正正。所以以，对核核子仪的的检测结结果进行行现场对对比和校校正，主主要是针针对水分分检测。。对比试验验由于对一一些不确确定因素素的疑虑虑和历史史等各个个方面的的原因，，我国的的一些行行业标准准要求使使用核子子仪时，，无论是是密度测测试还是是湿度测测试，对对于任何何被测试试材料，，都要求求使用传传统的密密度、湿湿度测试试方法对对核子仪仪的测试试进行对对比试验验或用现现场材料料制作标标定块对对仪器检检测检测测结果进进行校正正。而而且被测测试材料料发生变变化后，，或者同同一种材材料的组组成成分分发生变变化后，，都需要要进行新新的对比比试验。。对仪器器的检定定要求反反而很少少，甚至至完全没没有要求求。对水水分检测测来说，，有时这这种做法法试验是是必要的的，但仪仪器依然然需要先先进行检检定；对对于密度度来说，，这完全全是本末末倒置。。而且许多多规范对对试验试试样的获获取方法法、对比比试验的的具体程程序等方方面没有有具体和和正确的的规定。。不同领领域，不不同的技技术人员员按照自自己的理理解进行行的对比比试验往往往各不不相同，，其中很很多情况况都是不不正确的的。甚至至将本来来正确的的检测结结果校正正得不正正确了。。进行对比比试验，，必须注注意两个个问题如需进行行对比试试验，必必须根据据被检测测材料选选择适当当的正确确的方法法与核子子仪进行行对比。。进行对比比试验时时，核子子仪法和和传统方方法测试试的试样样必须一一致。对比试验验的试样样获取方方法核子仪测测试密度度和湿度度时，被被测试区区域和试试样体积积是不同同的。使使用不同同的测试试方法和和不同的的测试深深度，测测试区域域和试样样体积也也是不同同的。并并且测试试区域和和试样体体积的大大小与被被测材料料的密度度和含水水量大小小也直接接相关。。所以，，从被测测试材料料中获取取试样用用于对比比试验时时必须根根据实际际情况准准确进行行。核子仪密密度检测测范围和和对比试试验试样样选取位位置ASTMD2922-04，9.6.1节规定定：若要要从被测测试材料料中获取取试样用用于与其其它测试试方法做做比较或或用于做做岩石校校正，试试样的取取得方法法是：从从放射源源和探测测器之间间的连线线的中点点正下方方，取一一直径为为200mm（（8in）的圆圆柱体作作为对比比试样材材料的体体积。圆圆柱体的的高度，，如果使使用的是是直接透透射法，，可以等等于探测测杆的深深度；用用反向散散射法测测试，圆圆柱体的的高度为为75mm（（3in）。如如果测试试深度为为15厘厘米（6英寸）），被测测试材料料的试样样体积，，在采用用直接透透射法时时约为0.0057立立方米（（0.20立方方英尺））。核子仪水水分检测测范围和和对比试试验试样样选取位位置ASTMD3017-04，4.2.1规定：：如果要要从被测测试材料料中获取取试样用用于与其其它测试试方法做做比较或或用于做做岩石校校正，试试样的取取得方法法是：从从放射源源和探测测器之间间的连线线的中点点正下方方，取一一直径为为200mm（（8in）的圆圆柱体作作为被测测材料的的体积。。圆柱体体的大约约高度为为：如果果含水量量为320公斤斤/立方方米，高高度为12.5厘米，，此时对对比试样样的体积积为0.0039立方方米。核子仪检检测结果果调整无论是哪哪种调整整方法都都主要是是对于水水分检测测来说的的，关于于使用其其它对比比方法对对核子仪仪的水分分检测结结果进行行调整，，各国普普遍采用用的调整整方法是是平均差差值修正正法。推推荐使用用以下程程序和步步骤：核子子仪仪湿湿度度测测量量校校正正系系数数计计算算方方法法用仪仪器器测测定定已已经经压压实实的的土土壤壤的的湿湿密密度度（（DW））及及水水分分密密度度（（H2O））的的平平均均值值。。从仪仪器器测测试试地地点点取取一一份份或或多多份份土土壤壤样样本本（（150克克至至200克克））。。每一一样样本本进进行行称称重重，，然然后后在在110℃℃，，将将样样品品烘烘干干至至固固定定重重量量，，然然后后再再称称重重烘烘干干的的样样品品，，计计算算干干密密度度百百分分含含水水率率（（MC））的的平平均均值值。。MC=水水分分重重量量/土土壤壤干干重重X100%按下下列列公公式式计计算算单单位位体体积积土土壤壤含含有有的的水水分分密密度度的的平平均均值值（（M））。。M=（（MCxDW））/（（MC+100））湿度度校校正正系系数数MBIAS的的计计算算公公式式：：MBIAS=烘烘干干法法计计算算的的M值值-仪仪器器测测得得的的H2O值值。。将校校准准的的偏偏置置量量MBIAS值值输输入入仪仪器器，，这这个个偏偏置置量量适适用用于于同同样样类类型型土土壤壤的的所所有有的的测测量量点点。。现场场校校正正与与仪仪器器检检定定的的关关系系通过过现现场场对对比比试试验验或或自自制制的的密密度度块块对对核核子子仪仪的的检检测测结结果果进进行行的的调调整整或或““现现场场标标定定””是是对对核核子子仪仪具具体体的的检检测测结结果果进进行行修修正正和和调调整整，，对对核核子子仪仪内内置置的的检检定定关关系系没没有有任任何何修修正正和和改改变变。。与与用用检检定定块块对对核核子子仪仪的的检检定定是是完完全全不不同同的的两两回回事事。。任任何何情情况况下下，，““现现场场标标定定””不不能能取取代代仪仪器器的的检检定定。。9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。12月月-2212月月-22Sunday,December18,202210、雨雨中中黄黄叶叶树树，，灯灯下下白白头头人人。。。。06:49:0306:49:0306:4912/18/20226:49:03AM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2206:49:0306:49Dec-2218-Dec-2212、故人江海海别，几度度隔山川。。。06:49:0306:49:0306:49Sunday,December18,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2206:49:0306:49:03December18,202214、他乡生白白发，旧国国见青山。。。18十二二月20226:49:03上上午06:49:0312月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月226:49上午午12月-2206:49December18,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/186:49:0306:49:0318December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。6:49:03上午午6:49上午午06:49:0312月-229、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。12月-2212月-22Sunday,December18,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。06:49:0406:49:0406:4912/18/20226:49:04AM11、成成功功就就是是日日复复一一日日那那一一点点点点小小小小努努力力的的积积累累。。。。12月月-2206:49:0406:49Dec-2218-Dec-2212、世间成事，，不求其绝对对圆满，留一一份不足，可可得无限完美美。。06:49:0406:49:0406:49Sunday,December18,202213、不知香积寺寺，数里入云云峰。。12月-2212月-2206:49:0406:49:04December18,202214、意意志志坚坚强强的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥块块一一样样任任意意揉揉捏捏。。18十十二二月月20226:49:04上