本实用新型专利技术提供了一种填埋垃圾含水率在线检测装置，该装置主要包括中子源、锗酸铋探测器、氦-3探测器、屏蔽块、聚乙烯隔断层、垃圾样品腔、聚乙烯隔断层、垃圾样品腔、第一放大器、第二放大器、第一多道分析器、第二多道分析器、数据处理系统、工控机与数据显示系统。通过公式填埋垃圾含水率=检测慢中子计数得到的总氢含量×中子吸收体修正因子×氢修正因子/水中氢元素质量分数，可实时在线检测垃圾填埋场含水率，不受填埋垃圾密度和温度变化以及垃圾分布不均的影响。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及填埋垃圾含水率检测领域，具体是一种填埋垃圾含水率在线检测 装置。
技术介绍
随着我国社会经济的快速发展和城市化进程的加快，城市居民生活过程中产生的 固体废物也日益增多，垃圾处理已成为限制城市化进程和城市经济发展的重大问题之一。 卫生填埋是我国目前城市生活垃圾处理的主要方式，其中垃圾含水率是影响生物反应器填 埋技术以及垃圾降解、运行安全和成本的主要因素。现有的填埋场含水率测量方法如中子 法、电磁技术、电阻传感器技术等方法，均有其各自的优势和限制。基于垃圾填埋场独特的 复杂特性，如垃圾组分的非均匀性，填埋过程中由于生物降解导致的温度的变化，密度的变 化以及垃圾渗滤液电导率的变化等，使得现有方法无法应用于垃圾填埋场内水分的实时原 位测量。如图1所示，传统的中子测水技术在测量填埋场垃圾中水分时会受到垃圾有机质 中Η的影响、密度影响及Cl、Fe和K等中子吸收截面大的元素的影响，难以得到准确的测量 结果。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术的问题，提供了一种填埋垃圾含水率在线检测装 置，能够实时地、原位地检测生活垃圾填埋场垃圾的含水率。本技术提供的填埋垃圾含水率在线检测装置，包括中子源、锗酸铋探测器、 氦-3探测器、屏蔽块、聚乙烯隔断层、垃圾样品腔、第一放大器、第二放大器、第一多道分析 器、第二多道分析器、数据处理系统、工控机与数据显示系统，其中中子源放置在屏蔽块下 方，锗酸铋闪烁体探测器和氦-3探测器并排放置在屏蔽块上方，锗酸铋闪烁体探测器和 氦探测器分别与第一放大器和第二放大器连接，第一放大器和第二放大器分别与第一 多道分析器和第二多道分析器连接后，依次连接数据处理系统和工控机与数据显示系统。进一步改进，所述的中子源为252Cf自发裂变中子源。 进一步改进，所述的中子源两侧设有聚乙烯隔断层。 进一步改进，所述的屏蔽块为含硼聚乙烯屏蔽块，由15 %的碳化硼与85 %高密度 聚乙烯聚合而成。 填埋垃圾含水率在线检测方法，包括以下步骤： 1)使用中子源照射一系列不同密度不同含水率条件下的填埋垃圾； 2)使用氦-3探测器和锗酸铋探测器分别进行中子探测和伽玛能谱测量； 3)对探测到的伽玛能谱进行分析处理，得到标记元素（Si)含量与填埋垃圾密度 的刻度曲线P=f(cSl)，以及不同密度条件下慢中子计数与被测填埋垃圾含水率的标准反 馈表；4)对未知条件下的待测填埋垃圾进行检测，利用PGNAA技术检测填埋垃圾中的标 记元素（Si)含量CSl，将CSl值代入刻度曲线，得到该检测垃圾密度值p; 5)根据被测填埋垃圾含水率的标准反馈表选取与被测垃圾密度值P相对应的校 正曲线，并将氦-3探测器探测到的慢中子计数Θ代入选定的校正曲线，分析得出填埋垃圾 总氢含量Η; 6)利用下列等式分别计算氢修正因子Ω和中子吸收体修正因子φ Ω=g(Cc，C0，CN，Cs) Φ=h(Ccl，CFe，CK) 其中CDC。，CN，Cs，Ccl，CFe，(^分别为锗酸铋探测器检测得到的C，0,N，S，Cl，Fe和 K元素的质量百分含量；g和h分别代表函数关系式，h(Ca，CFe，CK)关系式由实验中获取， g(CDC。，CN，Cs)关系式由待测填埋场中垃圾有机物平均分子式CvHw0xNySz确定； 7)计算水中氢元素质量分数λ 8)根据步骤5) 6) 7)计算生活垃圾項理物圾圾名、爪準：比=ηUΨ/λ。 本技术有益效果在于：不受填埋垃圾密度和温度变化以及垃圾分布不均的影 响，可实时在线检测垃圾填埋场含水率。【附图说明】 图1为本技术结构示意图。【具体实施方式】 下面结合附图对本技术作进一步说明。 本技术提供的填埋垃圾含水率在线检测装置结构如图1所示，包括中子源1、 锗酸铋探测器2、氦-3探测器3、屏蔽块4、聚乙烯隔断层5、第一放大器7、第二放大器8、第 一多道分析器9、第二多道分析器10、数据处理系统11、工控机与数据显示系统12,其中中 子源1放置在屏蔽块4下方，锗酸铋闪烁体探测器2和氦-3探测器3并排放置在屏蔽块4 上方，锗酸铋闪烁体探测器2和氦-3探测器3分别与第一放大器7和第二放大器8连接， 第一放大器7和第二放大器8分别与第一多道分析器9和第二多道分析器10连接后，依次 连接数据处理系统11和工控机与数据显示系统12。 其中，所述的中子源1为252Cf自发裂变中子源。所述的屏蔽块4为含硼聚乙烯屏 蔽块，由15%的碳化硼与85 %高密度聚乙烯聚合而成。 该装置的中子源1、锗酸铋探测器2、氦-3探测器3、屏蔽块4均放置于垃圾样品腔 6内，中子源1和垃圾样品腔6之间设有聚乙烯隔断层5。 填埋垃圾含水率在线检测方法，包括以下步骤： 1)使用中子源照射一系列不同密度不同含水率条件下的填埋垃圾； 2)使用氦-3探测器和锗酸铋探测器分别进行中子探测和伽玛能谱测量； 3)对探测到的伽玛能谱进行分析处理，得到标记元素Si含量与填埋垃圾密度的 刻度曲线P=f(CSl)，以及不同密度条件下慢中子计数与被测填埋垃圾含水率的标准反馈 表，被测填埋垃圾含水率的标准反馈表如下： 4)对未知条件下的待测填埋垃圾进行检测，利用PGNAA技术检测填埋垃圾中的标 记元素Si含量CSl，将CSl值代入刻度曲线，得到该检测垃圾密度值P; 5)根据被测填埋垃圾含水率的标准反馈表选取与被测垃圾密度值P相对应的校 正曲线，并将氦-3探测器探测到的慢中子计数Θ代入选定的校正曲线，分析得出填埋垃圾 总氢含量Η; 6)利用下列等式分别计算氢修正因子Ω和中子吸收体修正因子φ Ω = g(Cc，C0，CN，Cs) Φ=h(Ccl,CFe,CK) 其中CDC。，CN，Cs，Ccl，CFe，(^分别为锗酸铋探测器检测得到的C，0,N，S，Cl，Fe和 K元素的质量百分含量；g和h分别代表函数关系式，h(Ca，CFe，CK)关系式由实验中获取， g(CDC。，CN，Cs)关系式由待测填埋场中垃圾有机物平均分子式CvHw0xNySz确定； 7)计算水中氢元素质量分数λ 8)根据步骤5) 6) 7)计算生活垃圾填埋场垃圾含水率：Η'=Η Ω Ψ/λ。 本技术具体应用途径很多，以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当 指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以作 出若干改进，这些改进也应视为本技术的保护范围。【主权项】1. 一种填埋垃圾含水率在线检测装置，其特征在于：包括中子源（1)、锗酸铋探测器 (2)、氦-3探测器（3)、屏蔽块（4)、第一放大器（7)、第二放大器（8)、第一多道分析器（9)、 第二多道分析器（10)、数据处理系统（11)、工控机与数据显示系统（12)，其中中子源（1)放 置在屏蔽块（4)下方，锗酸铋闪烁体探测器（2)和氦-3探测器（3)并排放置在屏蔽块（4) 上方，锗酸铋闪烁体探测器（2)和氦-3探测器（3)分别与第一放大器（7)和第二放大器（8) 连接，第一放大器（7)和第二放大器（8)分别与第一多道分析器（9)和第二多道分析器（10) 连接后，依次连接数据处理系统（11)和工控机与数据显示系统（12)。【专利摘要】本技术提供了一种填埋垃圾含水率在线检测装置，该装置主要本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种填埋垃圾含水率在线检测装置，其特征在于：包括中子源（1）、锗酸铋探测器（2）、氦‑3探测器（3）、屏蔽块（4）、第一放大器（7）、第二放大器（8）、第一多道分析器（9）、第二多道分析器（10）、数据处理系统（11）、工控机与数据显示系统（12），其中中子源（1）放置在屏蔽块（4）下方，锗酸铋闪烁体探测器（2）和氦‑3探测器（3）并排放置在屏蔽块（4）上方，锗酸铋闪烁体探测器（2）和氦‑3探测器（3）分别与第一放大器（7）和第二放大器（8）连接，第一放大器（7）和第二放大器（8）分别与第一多道分析器（9）和第二多道分析器（10）连接后，依次连接数据处理系统（11）和工控机与数据显示系统（12）。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：凌永生，贾文宝，张皓嘉，单卿，黑大千，侯闻宇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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