核子儀的標準計數(shù)檢定對比核心技術(shù)

核子密度儀的標準計數(shù)、檢定和對比試驗

核子儀準確測量的基礎(chǔ)標準計數(shù)檢定現(xiàn)場校準或?qū)Ρ仍囼灅藴驶嫈?shù)

StandardizationCounting核子儀使用的放射源每天都在衰減。這種衰減會改變計數(shù)率和材料密度和含水量之間的關(guān)系。為了修正這種衰減，儀器使用實際檢測獲得的射線計數(shù)與在參比標準上獲得的射線計數(shù)率進行比較，而獲得計數(shù)比來計算材料的密度和濕度。這個參比標準通常叫做標準計數(shù)塊。在標準計數(shù)塊上進行的測試獲得標準射線計數(shù)的過程叫做標準化計數(shù)。射線計數(shù)比與密度和濕度的關(guān)系密度（d）與射線計數(shù)比（r）的函數(shù)關(guān)系：d=Bln(A/(r-C))。A：補償系數(shù)，B：斜率，C：曲率。濕度（m）與射線計數(shù)比（r）的函數(shù)關(guān)系：m=Ar-B。A：斜率，B：截距。r=計數(shù)比，現(xiàn)場檢測射線計數(shù)/標準化射線計數(shù)。標準計數(shù)塊為一小型的長方體塑料塊，簡稱標準塊。標準塊的密度和含有的氫元素都是穩(wěn)定不變的。標準塊厚度為7.6厘米，面積相當于核子儀底座的面積。每臺核子儀都有一塊自己對應(yīng)的標準塊。標準塊可同時用來進行密度和水分標準化計數(shù)。標準計數(shù)與儀器工作狀態(tài)的關(guān)系儀器如果能夠進行正常的標準計數(shù)說明儀器的工作狀態(tài)良好。如果儀器的標準計數(shù)異常，說明儀器不能進行正常的檢測。如果儀器不能進行標準計數(shù)，儀器必然也不能進行現(xiàn)場檢測。正常的標準化計數(shù)結(jié)果需要滿足以下兩個條件。１．上一次的標準計數(shù)值與本次的標準計數(shù)值要接近．２．儀器顯示的標準計數(shù)密度Xi值和水分Xi值都要在0.75-1.25之間。

標準化計數(shù)需要每天進行或每當檢測環(huán)境發(fā)生變化時都需要進行新的標準化計數(shù)。儀器將使用最新進行的標準計數(shù)用于計算檢測結(jié)果。檢定或校準標定(Calibration)核子儀是利用同位素射線來檢測材料的密度和濕度的。在射線計數(shù)數(shù)量與標準密度和濕度值之間建立對應(yīng)關(guān)系的過程叫做檢定。檢定是核子儀準確檢測材料的實際密度和濕度的基礎(chǔ)。如果儀器沒有檢定，儀器進行檢測時，將只能以射線計數(shù)數(shù)目的多少來代表檢測結(jié)果的高低，這只是一個相對值，還需要借助其它密度和濕度檢測方法，才能確定實際的材料密度和濕度。這也是早期的核子檢測技術(shù)的應(yīng)用方法，所以那時核子法被稱作間接的密度和濕度檢測方法。檢定的概念檢定是指用核子儀對一系列標準的密度材料和濕度材料進行檢測，將材料的標準密度和濕度與儀器的射線計數(shù)率之間建立對應(yīng)關(guān)系，這些對應(yīng)關(guān)系通常以檢定曲線的方式存儲于儀器中。儀器的檢定關(guān)系由密度檢定和濕度檢定兩部分組成。對應(yīng)于儀器的每一個檢測深度，都各有一條適用這個檢測深度的檢定曲線。每臺核子儀的放射源的活度、射線探測器的效率和制造工藝等都不是完全一樣的，所以每臺儀器都有一組適用于本臺儀器的檢定關(guān)系。檢定的意義

核子儀經(jīng)過正確的檢定后，在射線計數(shù)與密度和濕度之間建立了完整的正確的對應(yīng)關(guān)系，儀器在實際檢測時就可以準確地檢測和計算出單位為g/cm3的材料的實際密度和濕度。其檢測的準確度可以到達這樣的標準：儀器在標準材料上的檢測結(jié)果不超出標準密度值（或含水量值）±16千克/立方米。檢測結(jié)果可以直接用于施工質(zhì)量控制和工程驗收。檢定塊——標準材料塊。對儀器進行新新的檢定需要要一整套有準準確量值的密密度和濕度材材料塊（檢定定塊或標定塊塊）。標定塊的密度度值和濕度值值在限定的環(huán)環(huán)境條件下永永久不變，所所有檢定塊的的密度值和濕濕度值的準確確度為±0.2%。標定塊制作材材料制作材料的精精度、均勻度度和材料塊的的穩(wěn)定性、體體積等各方面面必須滿足要要求。最成功的用于于生產(chǎn)標準密密度材料塊的的材料是鋁、、鎂、花崗石石等。由于土土工材料的密密度和水分含含量容易受環(huán)環(huán)境等因素的的影響，檢定定塊的專業(yè)生生產(chǎn)廠家通常常使用鎂、鋁鋁等金屬材料料代替土工材材料制造標定定塊。但是標標定塊上標明明的密度和水水分含量值應(yīng)應(yīng)該是與土工工材料等效的的量值，而不不是制造標定定塊的金屬材材料的自身密密度和水分量量值。因為核核子儀的射線線在金屬材料料中和土工材材料中的放射射、碰撞和吸吸收等效應(yīng)是是不同的。檢定塊-標準準密度濕度度值一套用于檢定定的密度材料料塊必須能夠夠做出實用、、可靠的涵蓋蓋實際檢測可可能遇到的所所有的密度范范圍的檢定曲曲線。檢定塊一般由由一塊低密度度塊、一塊中中密度塊、一一塊高密度塊塊和一塊水分分塊組成。低、中、高密密度塊的標準準密度分別為為（舉例說明明）：1.717克克/立方厘米米，2.148克/立方方厘米，2.609克/立方厘米（（舉例說明））。檢定塊尺寸三塊密度塊的的外觀尺寸相相同，為：長長61厘米××寬46厘米米×高36厘厘米。水分塊的外觀觀尺寸為：長長46厘米××寬41厘米米×高41厘厘米。密度塊的上表表面中部有兩兩個超過三十十多厘米深的的測量孔。連體檢定塊儀器檢定的方方法和內(nèi)容儀器在標準材材料上為建立立檢定所需要要的計數(shù)率的的數(shù)據(jù)讀取方方法和步驟與與在施工現(xiàn)場場進行實際檢檢測時完全一一樣。在每一一塊標準密度度塊上必須獲獲得足夠多的的數(shù)據(jù)以保證證儀器檢定的的計數(shù)精度值值至少達到施施工現(xiàn)場檢測測要求的精度度值的二分之之一。檢定時，核子子儀置于檢定定塊的上面，，用儀器在所所有的密度和和水分塊上依依次在每個測測試深度上進進行檢測，經(jīng)經(jīng)檢定程序計計算后，獲得得總共26個個檢定參數(shù)。。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檢定設(shè)施施檢定設(shè)施施必須嚴嚴格按照照標準建建設(shè)。ASTM標準D7013《《建立淺淺層核子子濕密度度儀檢定定設(shè)施的的標準指指導(dǎo)》檢定標準準和規(guī)程程ASTM標準D6938和ASTMD2950、C1040等標準準。JJG1023-2007《中國國人民共共和國國國家計量量檢定規(guī)規(guī)程-核核子密度度及含水水量測量量儀》JJG128-91（鐵道道）《核核子濕度度、密度度測試儀儀檢定規(guī)規(guī)程》JJG（（交通））068-2006《《中國人人民共和和國交通通部門計計量檢定定規(guī)程-核子密密度儀》》合格檢定定的儀器器的檢測測準確度度核子儀檢檢定后，，在標準準材料塊塊上的檢檢測結(jié)果果與標準準密度值值的關(guān)系系為±16kg/m3(±1.0lb/ft3)。。檢定驗證證需要達達到的標標準核子儀進進行檢定定驗證時時，如果果在標準準材料塊塊上的檢檢測結(jié)果果與標準準密度值值的關(guān)系系為±32kg/m3(±2.0lb/ft3)。那么么證明儀儀器的檢檢定符合合檢測要要求，不不需要進進行新的的檢定。。檢定和檢檢定驗證證的周期期任何時候候，如果果發(fā)現(xiàn)不不能滿足足規(guī)定的的檢定驗驗證限值值，必須須進行檢檢定以重重新建立立檢定曲曲線、表表或當量量系數(shù)。。儀器出廠廠時，或或現(xiàn)存儀儀器經(jīng)過過可能影影響儀器器結(jié)構(gòu)的的維修后后，必須須進行檢檢定。每一臺核核子儀在在出廠時時，都應(yīng)應(yīng)該已經(jīng)經(jīng)檢定過過了。但但是同位位素的衰衰減、主主要配件件的更換換、電子子器件的的老化等等因素都都有可能能影響射射線計數(shù)數(shù)與檢測測指標的的關(guān)系。。所以通通常每隔隔一年就就應(yīng)該對對儀器的的檢定進進行驗證證或重新新建立新新的檢定定關(guān)系。。檢定資質(zhì)質(zhì)檢定可以以由生產(chǎn)產(chǎn)廠家、、使用者者或獨立立的服務(wù)務(wù)機構(gòu)進進行。除了購置置符合檢檢定規(guī)程程要求的的檢定塊塊，建立立符合規(guī)規(guī)范的檢檢定設(shè)施施，具備備必要的的檢定軟軟件并對對檢定人人進行充充分的技技術(shù)培訓(xùn)訓(xùn)后，還還需要向向檢定主主管部門門-國家家技術(shù)監(jiān)監(jiān)督檢驗驗檢疫總總局或各各省局申申請核子子儀的檢檢定資質(zhì)質(zhì)。自制材料料塊用戶自己己用土壤壤、石塊塊、混凝凝土或其其它工程程材料制制作的質(zhì)質(zhì)地均勻勻、重現(xiàn)現(xiàn)性好的的材料塊塊可以用用于驗證證，但通通常難以以到達可可以用于于檢定儀儀器的要要求?？梢杂梅址謱訅簩崒嵉姆椒ǚㄔ谝欢ǘw積的的容器中中，用現(xiàn)現(xiàn)場材料料自制材材料塊，，根據(jù)材材料塊的的重量和和體積計計算平均均密度。。但是，，必須非非常謹慎慎地確定定材料塊塊的密度度值，并并使隨著著時間而而產(chǎn)生的的密度和和含水量量的變化化達到最最小。用用于檢定定驗證的的材料塊塊的密度度值和濕濕度值的的準確度度為±0.5%。錯誤的檢檢定塊我國國內(nèi)內(nèi)一些小小的儀器器廠商模模仿專業(yè)業(yè)廠家用用金屬材材料制作作檢定塊塊，但這這些標定定塊標明明的密度度卻直接接是金屬屬材料的的自身密密度。因因為要確確定金屬屬材料的的密度與與土工材材料的等等效密度度、與標標準密度度材料進進行量值值傳遞以以及確定定材料的的均勻性性和量值值的不確確定度等等方面都都是很難難的。用用這樣的的標定塊塊對儀器器進行所所謂的檢檢定后，，儀器可可以直接接檢測制制作標定定塊的金金屬材料料的密度度，但用用于土工工材料的的檢測時時，檢測測結(jié)果就就是錯誤誤的。檢定塊的的校準對用于檢檢定和檢檢定驗證證的材料料塊的密密度值進進行重新新建立或或驗證的的周期應(yīng)應(yīng)該不超超過5年年。對于于那些用用土壤、、混凝土土或整塊塊巖石制制作，其其密度值值和含水水量可能能隨時間間發(fā)生潛潛在變化化的材料料塊，密密度值重重新建立立或驗證證的周期期應(yīng)該不不超過12個月月。自制的檢檢定塊的的密度值值和含水水量值重重新建立立或驗證證的周期期應(yīng)該不不超過12個月月。檢定設(shè)施施的建立立核子密度度檢測儀儀必須在在符合規(guī)規(guī)范的檢檢定設(shè)施施中進行行檢定以以保證檢檢定正確確和保證證不同的的儀器的的檢測結(jié)結(jié)果的重重復(fù)性。。由于儀儀器含有有放射性性同位素素，在儀儀器檢定定時，必必須清除除來自環(huán)環(huán)境的影影響，其其它儀器器必須得得到控制制?？梢砸愿鶕?jù)需需要檢定定的儀器器的數(shù)量量建立一一個或多多個檢定定區(qū)。檢定設(shè)施施的建立立必須符符合標準準。目前前國際上上權(quán)威的的有關(guān)檢檢定設(shè)施施建立的的標準為為ASTMD7013-04標準準：建立淺層層核子濕濕密度儀儀檢定設(shè)設(shè)施的標標準指導(dǎo)導(dǎo)StandardGuideforNuclearSurfaceMoistureandDensityGaugeCalibrationFacilitySetup現(xiàn)場校準準和對比比試驗核子儀通通過測試試試樣中中含有的的所有元元素的原原子量的的總和來來計算材材料的總總密度，，所以密密度測試試不受被被測試材材料的粒粒度、級級配、均均勻度，，以及物物理狀態(tài)態(tài)、化學(xué)學(xué)成分等等方面的的影響。。通常情情況下核核子儀密密度檢測測結(jié)果不不需要進進行校正正。所以以，如果果使用的的儀器檢檢定合格格，對于于常規(guī)的的土工材材料，或或同一種種材料不不同的配配比，都都可以使使用儀器器直接檢檢測密度度，完全全不需要要進行現(xiàn)現(xiàn)場對比比或校正正。核子儀通通過測量量材料中中含有的的氫原子子測量濕濕度，在在常規(guī)的的土工材材料中，，大多數(shù)數(shù)氫原子子存在于于自由水水中。蛇蛇紋石、、黏土、、有機體體和石灰灰等含有有超出常常規(guī)數(shù)量量的結(jié)合合氫，測測試這些些材料，，可以采采用其它它可靠的的水分方方法與核核子儀的的測試結(jié)結(jié)果進行行對比，，誤差較較大時進進行校正正。所以以，對核核子儀的的檢測結(jié)結(jié)果進行行現(xiàn)場對對比和校校正，主主要是針針對水分分檢測。。對比試驗驗由于對一一些不確確定因素素的疑慮慮和歷史史等各個個方面的的原因，，我國的的一些行行業(yè)標準準要求使使用核子子儀時，，無論是是密度測測試還是是濕度測測試，對對于任何何被測試試材料，，都要求求使用傳傳統(tǒng)的密密度、濕濕度測試試方法對對核子儀儀的測試試進行對對比試驗驗或用現(xiàn)現(xiàn)場材料料制作標標定塊對對儀器檢檢測檢測測結(jié)果進進行校正正。而而且被測測試材料料發(fā)生變變化后，，或者同同一種材材料的組組成成分分發(fā)生變變化后，，都需要要進行新新的對比比試驗。。對儀器器的檢定定要求反反而很少少，甚至至完全沒沒有要求求。對水水分檢測測來說，，有時這這種做法法試驗是是必要的的，但儀儀器依然然需要先先進行檢檢定；對對于密度度來說，，這完全全是本末末倒置。。而且許多多規(guī)范對對試驗試試樣的獲獲取方法法、對比比試驗的的具體程程序等方方面沒有有具體和和正確的的規(guī)定。。不同領(lǐng)領(lǐng)域，不不同的技技術(shù)人員員按照自自己的理理解進行行的對比比試驗往往往各不不相同，，其中很很多情況況都是不不正確的的。甚至至將本來來正確的的檢測結(jié)結(jié)果校正正得不正正確了。。進行對比比試驗，，必須注注意兩個個問題如需進行行對比試試驗，必必須根據(jù)據(jù)被檢測測材料選選擇適當當?shù)恼_確的方法法與核子子儀進行行對比。。進行對比比試驗時時，核子子儀法和和傳統(tǒng)方方法測試試的試樣樣必須一一致。對比試驗驗的試樣樣獲取方方法核子儀測測試密度度和濕度度時，被被測試區(qū)區(qū)域和試試樣體積積是不同同的。使使用不同同的測試試方法和和不同的的測試深深度，測測試區(qū)域域和試樣樣體積也也是不同同的。并并且測試試區(qū)域和和試樣體體積的大大小與被被測材料料的密度度和含水水量大小小也直接接相關(guān)。。所以，，從被測測試材料料中獲取取試樣用用于對比比試驗時時必須根根據(jù)實際際情況準準確進行行。核子儀密密度檢測測范圍和和對比試試驗試樣樣選取位位置ASTMD2922-04，9.6.1節(jié)規(guī)定定：若要要從被測測試材料料中獲取取試樣用用于與其其它測試試方法做做比較或或用于做做巖石校校正，試試樣的取取得方法法是：從從放射源源和探測測器之間間的連線線的中點點正下方方，取一一直徑為為200mm（（8in）的圓圓柱體作作為對比比試樣材材料的體體積。圓圓柱體的的高度，，如果使使用的是是直接透透射法，，可以等等于探測測桿的深深度；用用反向散散射法測測試，圓圓柱體的的高度為為75mm（（3in）。如如果測試試深度為為15厘厘米（6英寸）），被測測試材料料的試樣樣體積，，在采用用直接透透射法時時約為0.0057立立方米（（0.20立方方英尺））。核子儀水水分檢測測范圍和和對比試試驗試樣樣選取位位置ASTMD3017-04，4.2.1規(guī)定：：如果要要從被測測試材料料中獲取取試樣用用于與其其它測試試方法做做比較或或用于做做巖石校校正，試試樣的取取得方法法是：從從放射源源和探測測器之間間的連線線的中點點正下方方，取一一直徑為為200mm（（8in）的圓圓柱體作作為被測測材料的的體積。。圓柱體體的大約約高度為為：如果果含水量量為320公斤斤/立方方米，高高度為12.5厘米，，此時對對比試樣樣的體積積為0.0039立方方米。核子儀檢檢測結(jié)果果調(diào)整無論是哪哪種調(diào)整整方法都都主要是是對于水水分檢測測來說的的，關(guān)于于使用其其它對比比方法對對核子儀儀的水分分檢測結(jié)結(jié)果進行行調(diào)整，，各國普普遍采用用的調(diào)整整方法是是平均差差值修正正法。推推薦使用用以下程程序和步步驟：核子子儀儀濕濕度度測測量量校校正正系系數(shù)數(shù)計計算算方方法法用儀儀器器測測定定已已經(jīng)經(jīng)壓壓實實的的土土壤壤的的濕濕密密度度（（DW））及及水水分分密密度度（（H2O））的的平平均均值值。。從儀儀器器測測試試地地點點取取一一份份或或多多份份土土壤壤樣樣本本（（150克克至至200克克））。。每一一樣樣本本進進行行稱稱重重，，然然后后在在110℃℃，，將將樣樣品品烘烘干干至至固固定定重重量量，，然然后后再再稱稱重重烘烘干干的的樣樣品品，，計計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計計算算單單位位體體積積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））濕度度校校正正系系數(shù)數(shù)MBIAS的的計計算算公公式式：：MBIAS=烘烘干干法法計計算算的的M值值-儀儀器器測測得得的的H2O值值。。將校校準準的的偏偏置置量量MBIAS值值輸輸入入儀儀器器，，這這個個偏偏置置量量適適用用于于同同樣樣類類型型土土壤壤的的所所有有的的測測量量點點?！，F(xiàn)場場校校正正與與儀儀器器檢檢定定的的關(guān)關(guān)系系通過過現(xiàn)現(xiàn)場場對對比比試試驗驗或或自自制制的的密密度度塊塊對對核核子子儀儀的的檢檢測測結(jié)結(jié)果果進進行行的的調(diào)調(diào)整整或或““現(xiàn)現(xiàn)場場標標定定””是是對對核核子子儀儀具具體體的的檢檢測測結(jié)結(jié)果果進進行行修修正正和和調(diào)調(diào)整整，，對對核核子子儀儀內(nèi)內(nèi)置置的的檢檢定定關(guān)關(guān)系系沒沒有有任任何何修修正正和和改改變變。。與與用用檢檢定定塊塊對對核核子子儀儀的的檢檢定定是是完完全全不不同同的的兩兩回回事事。。任任何何情情況況下下，，““現(xiàn)現(xiàn)場場標標定定””不不能能取取代代儀儀器器的的檢檢定定。。9、靜靜夜夜四四無無鄰鄰，，荒荒居居舊舊業(yè)業(yè)貧貧。。。。12月月-2212月月-22Sunday,December18,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。06:49:0306:49:0306:4912/18/20226:49:03AM11、以我獨沈沈久，愧君君相見頻。。。12月-2206:49:0306:49Dec-2218-Dec-2212、故人江海海別，幾度度隔山川。。。06:49:0306:49:0306:49Sunday,December18,202213、乍見翻疑疑夢，相悲悲各問年。。。12月-2212月-2206:49:0306:49:03December18,202214、他鄉(xiāng)生白白發(fā)，舊國國見青山。。。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、行動出出成果，，工作出出財富。。。2022/12/186:49:0306:49:0318December202217、做前，，能夠環(huán)環(huán)視四周周；做時時，你只只能或者者最好沿沿著以腳腳為起點點的射線線向前。。。6:49:03上午午6:49上午午06:49:0312月-229、沒有失失敗，只只有暫時時停止成成功！。。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結(jié)結(jié)果果，，但但是是不不努努力力卻卻什什么么改改變變也也沒沒有有。。。。06:49:0406:49:0406:4912/18/20226:49:04AM11、成成功功就就是是日日復(fù)復(fù)一一日日那那一一點點點點小小小小努努力力的的積積累累。。。。12月月-2206:49:0406:49Dec-2218-Dec-2212、世間成事，，不求其絕對對圓滿，留一一份不足，可可得無限完美美。。06:49:0406:49:0406:49Sunday,December18,202213、不知香積寺寺，數(shù)里入云云峰。。12月-2212月-2206:49:0406:49:04December18,202214、意意志志堅堅強強的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥塊塊一一樣樣任任意意揉揉捏捏。。18十十二二月月20226:49:04上