[发明专利]一种管道内混合三物质的质量含量分析方法

权利要求书

1.一种管道内混合三物质的质量含量分析方法，其特征在于，包括如下步骤，

S1：分别测量放射源穿透三物质的单种物质的数据和反散射三物质单种物质的数据，得到一组6个数据N11、N12、N13、N21、N22、N23；

S2：分别测量放射源穿透混合三物质的数据和反散射混合三物质的数据，得到一组2个数据N、N_反；

S3：根据穿透变化的三物质之后的射线强度建立数据模型，穿透变化的三种物质之后的射线强度可以根据下式(5)计算得出：

N＝N0_exp[-d(μ1W1+μ2W2+μ3W3)] (5)，

W1+W2+W3＝1 (6)；

其中，exp为指数函数，N为穿透三物质混合物后的强度，N0为射线的自身强度，d为穿透厚度，μ1为第一种物质的衰减系数，μ2为第二种物质的衰减系数，μ3为第三种物质的衰减系数，w1为第一种物质的质量百分比含量，w2为第二种物质的质量百分比含量，w3为第三种物质的质量百分比含量；

第一探测器(1)、第二探测器(2)通过标定来实现测量精度，通过探测器内部的单片机设定混合的三物质各自的衰减系数乘以各自百分比含量的总和来确定混合后的衰减系数，得：

u＝μ1W1+μ2W2+μ3W3 (7)，另由公式I＝I₀e^-μx

(1)，则可得混合三物质的数学模型：

N11＝N₀e^-du1，N12＝N₀ e^-du2，N13＝N₀ e^-du3 (8)，N11为测量采集水穿透计数值，N12为测量采集油穿透计数值，N13为测量采集气体穿透计数值，经过换算可得-du1＝ln(N11/N0)，-du2＝ln(N12/N0)，-du3＝ln(N13/N0) (9)，

N13为测量的穿过气体的数据，定为N0＝N13 (10)，

将公式(9)、(10)代入(5)中换算得：

N＝N13_exp[W1ln(N11/N13)+W2ln(N12/N13)] (11)，

ln(N/N13)＝W1ln(N11/N13)+W2ln(N12/N13) (12)，

再引入反散射的测量数据，根据γ射线反散射原理，其中反散射的大小与物质的电子浓度成正比：

N_反＝N21W1+N22W2+N23W3 (13)，其中N21为测量采集水反散射计数值，

N22为测量采集油反散射计数值，N23为测量采集气体反散射计数值，

其中N_反是指反散射穿透后的强度，

令ln(N11/N13)＝A，ln(N12/N13)＝B，ln (N/N13)＝C (14)，

根据上述公式(6)、(12)、(13)、(14)做方程组，分析计算得出三种物质的质量百分比含量。

2.如权利要求1所述的管道内混合三物质的质量含量分析方法，其特征在于，放射源安装在管道一侧，第一探测器(1)安装在管道一侧与放射源相对间隔设置，第二探测器(2)安装在管道一侧并与所述放射源呈90°分布设置；

S11：管道内通水时，第一探测器1测量采集水穿透计数值N11并存储；

S12：管道内通油时，第一探测器1测量采集油穿透计数值N12并存储；

S13：管道内通气体时，第一探测器1测量采集气体穿透计数值N13并存储。

3.如权利要求2所述的管道内混合三物质的质量含量分析方法，其特征在于，

S14：管道内通水时，第二探测器2测量采集水反散射计数值N21并存储；

S15：管道内通油时，第二探测器2测量采集油反散射计数值N22并存储；

S16：管道内通气体时，第二探测器2测量采集气体反散射计数值N23并存储。