核子水分密度儀簡介：的新一代試驗(yàn)儀器，是一種快速、準(zhǔn)確地測量各種土壤、瀝青、混凝土等建筑材料的水分及密度的智能化儀器。它利用同位素放射出的中子測物體的水分，用γ射線測物體的密度，故稱核子水分密度儀，簡稱核子儀。
核子水分密度儀概述;公路路基施工中密度、濕度測量的必要性*，任何物體在各方面同時(shí)受壓后，體積會(huì)縮小，密度會(huì)加大。受到的壓力愈大，變形也愈大，這是一般常識(shí)。但這種線性關(guān)系不是*如此，當(dāng)物體分子間的間隙接近到一定程度，即物體的密度達(dá)到zui大密度時(shí)，再大的壓力也不會(huì)使它的體積縮小了。一條道路如果它的路基及路面，在筑路時(shí)都?jí)簩?shí)到了該材料的zui大密度，這條路以后就不會(huì)因載重車的碾壓而變形了。
核子水分密度儀物理試驗(yàn)：任何物體（或混合物）的zui大密度，是可以在試驗(yàn)室的條件下測出的，該物體的zui大密度與現(xiàn)場壓實(shí)的密度之比，稱為壓實(shí)率。在路基實(shí)際施工中，施工規(guī)范會(huì)規(guī)定，壓實(shí)率要達(dá)到某一范圍才合格。如有的道路就規(guī)定密度要壓實(shí)到該材質(zhì)zui大密度的95%以上為合格，因?yàn)閴簩?shí)率達(dá)到95%以上，就意味著該路面受壓后的zui大變形不過5%，這種變形是在允許的彈性范圍內(nèi)的，因此道路受重壓后不會(huì)出現(xiàn)*性凹坑，即路面不會(huì)遭受*性損害。一條路的路基及路面，壓實(shí)率愈高，路的質(zhì)量就愈好。
核子水分密度儀工作原理濕度與密度的關(guān)系：
 

　　一種物體能否壓結(jié)實(shí)是與濕度密切有關(guān)的。設(shè)想生活中很容易想到的兩個(gè)情況，一是干面粉，它是很難壓結(jié)實(shí)的；二是稀漿糊，同樣很難壓結(jié)實(shí)。如果水分合適，就很容易得到密度大的面團(tuán)。水在壓實(shí)過程中對(duì)固體物質(zhì)分子的移動(dòng)起潤滑及加強(qiáng)分子間的吸引力的作用，在*濕度下才能zui容易地得到zui大密度，達(dá)到zui大密度后就不用再壓了，多壓也無益。
 

　　一條道路的壓實(shí)情況不可能各處都一樣，大部分壓實(shí)了，而有小部分沒壓實(shí)的情況也是有的，以后這小部分就可能因受壓而出凹坑，為了提高道路的質(zhì)量， 應(yīng)當(dāng)一邊壓，一邊測，多點(diǎn)測量，不留隱患。
 

核子水分密度儀在路基的壓實(shí)過程中作為監(jiān)測儀器，*可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測試方法
 

　　1． 我國傳統(tǒng)測試密度的方法有環(huán)刀法 、灌沙法等。
 

　　環(huán)刀法：主要利用環(huán)形刀從被測體中切出一定體積的試樣，體積的大小由環(huán)刀的尺寸所確定，只要再用天平稱出試樣的重量，就能計(jì)算出它的密度。這種方法在"素土"土基上取樣是可行的。但對(duì)混有礫石的路基，即便是小鵝卵石，環(huán)刀法也是很難取出四壁光整的樣塊，即不易得到準(zhǔn)確的體積，從而影響密度的準(zhǔn)確；又因環(huán)刀的尺寸比較小，取樣中卵石與細(xì)沙所占的比例很不固定，得出的密度也就不穩(wěn)定。這些都降低了環(huán)刀法測量的精度。
 

　　核子水分密度儀灌沙法：用挖坑的方法挖取土基的試樣，用灌沙法探測坑體的體積，（即土基試樣的體積），再稱出試樣重量，算出試樣密度。灌沙法取樣的體積要比環(huán)刀法大，如路基中有較大的鵝卵石，多取一塊少取一塊都對(duì)測量結(jié)果有較大影響，因石塊的密度要比沙的密度大得多。想準(zhǔn)確也有難度。
 

　　以上兩種方法對(duì)路面都是破壞性的，平整的路面經(jīng)過測量就出了凹坑，測點(diǎn)愈多愈毀路。被測點(diǎn)在一次測量后就被破壞，因此要在同一點(diǎn)上進(jìn)行多次的測量、復(fù)核，也是不可能的。
 

　　核子水分密度儀為了得到干密度，還要將取得的試樣進(jìn)行烘干脫水，這是一個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的事。據(jù)中華人民共和國1993年批準(zhǔn)實(shí)行的《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定，試樣在105℃下要烘8到 10小時(shí)，驅(qū)盡其中水分，才能根據(jù)樣塊重量的減輕算出干密度。這樣慢速的傳統(tǒng)測量技術(shù)在目前快速的機(jī)械化施工中是極不適用的。
 

　　核子水分密度儀功能性能特點(diǎn)：2． 核子儀zui大優(yōu)點(diǎn)是能快速、準(zhǔn)確地測出結(jié)果。只要按按鍵，僅數(shù)分鐘就能得出以上各種方法測得的結(jié)果，而且人為影響因素小，數(shù)據(jù)客觀性強(qiáng)。該儀器還可以在同一點(diǎn)上重復(fù)測量、復(fù)核，對(duì)路面無破壞或影響較小，不會(huì)因?yàn)榈却郎y量結(jié)果而影響施工速度，也不會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)不準(zhǔn)而影響路基質(zhì)量。
 

　　能快速、準(zhǔn)確地檢測濕度、密度的核子儀，在施工的實(shí)際應(yīng)用中替代傳統(tǒng)的測試方法已勢在必行。
 

　　三． 核子水分密度儀的工作原理及測量方法

　　1． 核子儀的工作原理
密度測量的原理：γ源放射出γ射線，γ射線與物質(zhì)原子外圍的電子進(jìn)行彈性碰撞，發(fā)生康普頓散射，散射后的γ射線能量減少，方向改變。物質(zhì)的密度越大，γ射線變化也愈大。因此測量某一固定的γ射線進(jìn)入某物質(zhì)前后強(qiáng)度的變化，就能計(jì)算出被測物質(zhì)的平均密度。密度與射線間的函數(shù)關(guān)系，目前多用下列公式表示：
 

　　水分測量的原理：中子源放射出快中子，快中子遇到水中的氫，碰撞后能量減少，變?yōu)槁凶印Ｓ煤?管就很容易測出慢中子的量，經(jīng)過換算也就測出了被測物質(zhì)中含水分的多少。水分與慢中子間的函數(shù)關(guān)系，目前多用下列公式表示：
 

　　2． 核子儀的測量方法
 

　　核子水分密度儀核子儀有兩種測量方法：
 

　　1） 反射法：將放射源及檢測器置于地面，放射源放出的γ射線經(jīng)過被測路面散射到檢測器，這樣可以測量路表面5cm厚的平均密度。因?yàn)閷?duì)被測路面*無損，故也稱無損檢測法。
 

　　這種方法主要用于道路完工驗(yàn)收。壓好的、平整的瀝青路面，不會(huì)因測量造成損害，而且測量有相當(dāng)?shù)木?，其測量不確定度為 0.008g/cm3
 

　　2） 透射法：用鋼釬在地上打φ18的孔，檢測器置于地面，儀器中的放射源則通過手柄下壓的動(dòng)作順著孔道送入地下要測的位置。γ射線透過被測體到達(dá)檢測器，這樣可以測出放射源到檢測器之間所含物質(zhì)的平均密度。測試時(shí)間一般一分鐘左右，加長測量時(shí)間就可提高測量精度。其測量不確定度可達(dá)0.004g/cm3
 

　　這種方法主要用于指導(dǎo)土基的壓實(shí)工作。用核子儀進(jìn)行測量，可以知道土基不同深度的壓實(shí)程度，因此該儀器被施工者譽(yù)為指導(dǎo)土基施工的"眼睛"。
 

　　透射法的優(yōu)點(diǎn)是測量精度高，對(duì)路面的平整度沒有要求，缺點(diǎn)是要在地面用細(xì)鋼釬打孔，當(dāng)然這鋼釬留下的細(xì)孔，與環(huán)刀取土樣對(duì)路的損害程度是*不同的。
 

　　核子水分密度儀使用中的問題
 

　　1． 核子儀目前還沒有納入現(xiàn)行公路規(guī)范，測出的數(shù)值有效嗎？
 

　　想用核子儀的人zui大的顧慮就是怕測得的數(shù)據(jù)不被承認(rèn)，因?yàn)橐?guī)范中沒有核子儀的使用規(guī)范，儀器再良好，也不敢用。
 

　　在我國開始采用核子儀的公路多是外資投資的高速公路或鐵路，由于大膽采用了核子儀這種良好的技術(shù)，使得該儀器在我國逐年推廣，到目前為止還沒有核子儀測出的數(shù)據(jù)不可信的結(jié)論。
 

　　核子水分密度儀我們用核子儀測得的數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)方法測得的數(shù)據(jù)相比較，將比較的結(jié)果用加入"偏差"的方法輸入核子儀，使核子儀在某一點(diǎn)的測得值與傳統(tǒng)方法的測得值*相同。這個(gè)"點(diǎn)"選被測路段認(rèn)為合格或不合格的分界點(diǎn)，如壓實(shí)率為95%的合格"樣板"點(diǎn)，讓核子儀的讀數(shù)與傳統(tǒng)方法測得的結(jié)果**。核子儀具有*的線性關(guān)系，它能極方便地給出路段壓實(shí)率合格與不合格的評(píng)價(jià)，從而達(dá)到指導(dǎo)施工的目的。也有些單位用線性回歸的方法，將核子儀測得的數(shù)據(jù)與鉆孔取芯算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而使得到的數(shù)據(jù)可信可靠。
 

　　2． 核子儀的精度能不能滿足筑路工程的要求？
 

　　用"環(huán)刀法"測量素土的密濕度，可以說是精度比較高的。但取樣過程中人為因素會(huì)有相當(dāng)?shù)挠绊懀缛⊥翗訒r(shí)用錘對(duì)土樣中部稍多敲一下，測出的密度就會(huì)增加；灌沙法在挖取土樣遇到鵝卵石時(shí)，多取一塊石與多取一點(diǎn)沙效果就不同，因石塊的密度比沙子大一倍。
而核子儀人為的影響因素就很小，測量的范圍又比較大，被側(cè)體中石塊的影響大大小于以上兩種方法。環(huán)刀法、灌沙法不能在同一地點(diǎn)重復(fù)測量的缺點(diǎn)核子儀也避免了，可以通過重復(fù)測量取其平均值，從而提高精度。核子儀的不確定度是與測量的時(shí)間有關(guān)的，時(shí)間越長，不確定度越小，根據(jù)精度的需要選擇測量時(shí)間，對(duì)核子儀來說是很容易的事。
 

　　核子水分密度儀選購常識(shí)：用戶應(yīng)怎樣選擇核子儀？
 

　　儀器，尤其測量儀器，要全面考察其性能比較費(fèi)事，不是非常專業(yè)的人，不僅沒有那樣多的專業(yè)知識(shí)去判斷是非優(yōu)劣，更沒有鑒定所需要的大量時(shí)間和所需要的測試設(shè)備、條件。zui省事的法子就是相信國家的質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督機(jī)構(gòu)，他們會(huì)依照國家法律對(duì)生產(chǎn)部門進(jìn)行各種嚴(yán)格的審查，只要檢驗(yàn)不合格，就不會(huì)發(fā)"證"。因此買儀器要看"證書"，就像買房要看是否"五證"俱全一樣。
 

　?。?） 首先要查看生產(chǎn)廠家有無《制造計(jì)量器具許可證》，有無"CMC"許可證標(biāo)志。
 

　　核子水分密度儀《中華人民共和國計(jì)量法》規(guī)定，制造計(jì)量器具的企業(yè)，"必須具備與所制造的計(jì)量器具相適應(yīng)的設(shè)施、人員和檢定儀器設(shè)備，經(jīng)縣級(jí)以上人民政府計(jì)量行政部門考核合格，取得《制造計(jì)量器具許可證》"。獲得此證，是質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門對(duì)生產(chǎn)廠家已具有制造此種計(jì)量器具資格和能力的一種認(rèn)可。生產(chǎn)廠家要得此證，

核子水分密度儀效驗(yàn)：首先要經(jīng)過質(zhì)量監(jiān)督部門對(duì)核子儀的技術(shù)性能、穩(wěn)定性、可靠性等進(jìn)行考核，合格后發(fā)給《樣機(jī)試驗(yàn)合格證》，以證明該計(jì)量器具達(dá)到了規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門還要對(duì)廠家的生產(chǎn)設(shè)施、技術(shù)條件（計(jì)量器具的朔源性、標(biāo)準(zhǔn)器、生產(chǎn)的工藝文件及人員資格等）、管理制度進(jìn)行現(xiàn)場考核，一切合格后才發(fā)證，才可允許其生產(chǎn)、銷售。廠家獲證后的產(chǎn)品質(zhì)量，不能低于樣機(jī)的技術(shù)指標(biāo)。質(zhì)檢部門抽查產(chǎn)品質(zhì)量如不符樣機(jī)試驗(yàn)合格的要求，就要吊銷其制造許可證，停止其生產(chǎn)。
 

　　有人也可能認(rèn)為要看生產(chǎn)廠家的"證"不容易，很簡單的法子是看其生產(chǎn)標(biāo)牌上是否有"CMC"標(biāo)志，此標(biāo)志的含義就是"中華人民共和國制造計(jì)量器具許可證"。若怕不能辨別標(biāo)志真假，可注意標(biāo)志下方的許可證編號(hào)，這是廠商在質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局備案的編號(hào)，往質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局打個(gè)，一問便知真假了。編號(hào)樣式為A 制 B號(hào)。其中"A"為國家、省、自治區(qū)、直轄市的簡稱，"B"為地、市、縣的行政區(qū)代碼和許可證的順序號(hào)，共八位數(shù)字，其中1-4位是地、市、縣行政區(qū)代碼，5-8位是許可證的順序號(hào)。
 

　　核子水分密度儀 看有無ISO9001《質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書》。
 

　　產(chǎn)品的質(zhì)量是否穩(wěn)定，要看生產(chǎn)過程的管理是否規(guī)范，看廠家的質(zhì)量意識(shí)如何。ISO9001：2000《質(zhì)量管理體系要求》，就是用來保證廠商以滿足顧客要求為宗旨，生產(chǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。產(chǎn)品生產(chǎn)過程，必需有一系列具體的質(zhì)量管理措施，廠家重視任何一個(gè)用戶的意見，以不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量。所以買有ISO9001體系保證的產(chǎn)品要放心得多。