核子水分密度儀簡介：的新一代試驗儀器，是一種快速、準確地測量各種土壤、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受壓后，體積會縮小，密度會加大。受到的壓力愈大，變形也愈大，這是一般常識。但這種線性關系不是*如此，當物體分子間的間隙接近到一定程度，即物體的密度達到zui大密度時，再大的壓力也不會使它的體積縮小了。一條道路如果它的路基及路面，在筑路時都壓實到了該材料的zui大密度，這條路以后就不會因載重車的碾壓而變形了。
核子水分密度儀物理試驗：任何物體（或混合物）的zui大密度，是可以在試驗室的條件下測出的，該物體的zui大密度與現場壓實的密度之比，稱為壓實率。在路基實際施工中，施工規范會規定，壓實率要達到某一范圍才合格。如有的道路就規定密度要壓實到該材質zui大密度的95%以上為合格，因為壓實率達到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的，因此道路受重壓后不會出現*性凹坑，即路面不會遭受*性損害。一條路的路基及路面，壓實率愈高，路的質量就愈好。
核子水分密度儀工作原理濕度與密度的關系：
 

　　一種物體能否壓結實是與濕度密切有關的。設想生活中很容易想到的兩個情況，一是干面粉，它是很難壓結實的；二是稀漿糊，同樣很難壓結實。如果水分合適，就很容易得到密度大的面團。水在壓實過程中對固體物質分子的移動起潤滑及加強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，達到zui大密度后就不用再壓了，多壓也無益。
 

　　一條道路的壓實情況不可能各處都一樣，大部分壓實了，而有小部分沒壓實的情況也是有的，以后這小部分就可能因受壓而出凹坑，為了提高道路的質量， 應當一邊壓，一邊測，多點測量，不留隱患。
 

核子水分密度儀在路基的壓實過程中作為監測儀器，*可以代替傳統的測試方法
 

　　1． 我國傳統測試密度的方法有環刀法 、灌沙法等。
 

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

　　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刀法大，如路基中有較大的鵝卵石，多取一塊少取一塊都對測量結果有較大影響，因石塊的密度要比沙的密度大得多。想準確也有難度。
 

　　以上兩種方法對路面都是破壞性的，平整的路面經過測量就出了凹坑，測點愈多愈毀路。被測點在一次測量后就被破壞，因此要在同一點上進行多次的測量、復核，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行烘干脫水，這是一個費時費力的事。據中華人民共和國1993年批準實行的《公路土工試驗規程》規定，試樣在105℃下要烘8到 10小時，驅盡其中水分，才能根據樣塊重量的減輕算出干密度。這樣慢速的傳統測量技術在目前快速的機械化施工中是極不適用的。
 

　　核子水分密度儀功能性能特點：2． 核子儀zui大優點是能快速、準確地測出結果。只要按按鍵，僅數分鐘就能得出以上各種方法測得的結果，而且人為影響因素小，數據客觀性強。該儀器還可以在同一點上重復測量、復核，對路面無破壞或影響較小，不會因為等待測量結果而影響施工速度，也不會因為數據不準而影響路基質量。
 

　　能快速、準確地檢測濕度、密度的核子儀，在施工的實際應用中替代傳統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射線與物質原子外圍的電子進行彈性碰撞，發生康普頓散射，散射后的γ射線能量減少，方向改變。物質的密度越大，γ射線變化也愈大。因此測量某一固定的γ射線進入某物質前后強度的變化，就能計算出被測物質的平均密度。密度與射線間的函數關系，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，變為慢中子。用氦3管就很容易測出慢中子的量，經過換算也就測出了被測物質中含水分的多少。水分與慢中子間的函數關系，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。因為對被測路面*無損，故也稱無損檢測法。
 

　　這種方法主要用于道路完工驗收。壓好的、平整的瀝青路面，不會因測量造成損害，而且測量有相當的精度，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作順著孔道送入地下要測的位置。γ射線透過被測體到達檢測器，這樣可以測出放射源到檢測器之間所含物質的平均密度。測試時間一般一分鐘左右，加長測量時間就可提高測量精度。其測量不確定度可達0.004g/cm3
 

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

　　透射法的優點是測量精度高，對路面的平整度沒有要求，缺點是要在地面用細鋼釬打孔，當然這鋼釬留下的細孔，與環刀取土樣對路的損害程度是*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行公路規范，測出的數值有效嗎？
 

　　想用核子儀的人zui大的顧慮就是怕測得的數據不被承認，因為規范中沒有核子儀的使用規范，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，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據不可信的結論。
 

　　核子水分密度儀我們用核子儀測得的數據與傳統方法測得的數據相比較，將比較的結果用加入"偏差"的方法輸入核子儀，使核子儀在某一點的測得值與傳統方法的測得值*相同。這個"點"選被測路段認為合格或不合格的分界點，如壓實率為95%的合格"樣板"點，讓核子儀的讀數與傳統方法測得的結果**。核子儀具有*的線性關系，它能極方便地給出路段壓實率合格與不合格的評價，從而達到指導施工的目的。也有些單位用線性回歸的方法，將核子儀測得的數據與鉆孔取芯算出的數據進行比較，從而使得到的數據可信可靠。
 

　　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有相當的影響，如取土樣時用錘對土樣中部稍多敲一下，測出的密度就會增加；灌沙法在挖取土樣遇到鵝卵石時，多取一塊石與多取一點沙效果就不同，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，被側體中石塊的影響大大小于以上兩種方法。環刀法、灌沙法不能在同一地點重復測量的缺點核子儀也避免了，可以通過重復測量取其平均值，從而提高精度。核子儀的不確定度是與測量的時間有關的，時間越長，不確定度越小，根據精度的需要選擇測量時間，對核子儀來說是很容易的事。
 

　　核子水分密度儀選購常識：用戶應怎樣選擇核子儀？
 

　　儀器，尤其測量儀器，要全面考察其性能比較費事，不是非常專業的人，不僅沒有那樣多的專業知識去判斷是非優劣，更沒有鑒定所需要的大量時間和所需要的測試設備、條件。zui省事的法子就是相信國家的質量技術監督機構，他們會依照國家法律對生產部門進行各種嚴格的審查，只要檢驗不合格，就不會發"證"。因此買儀器要看"證書"，就像買房要看是否"五證"俱全一樣。
 

　　（1） 首先要查看生產廠家有無《制造計量器具許可證》，有無"CMC"許可證標志。
 

　　核子水分密度儀《中華人民共和國計量法》規定，制造計量器具的企業，"必須具備與所制造的計量器具相適應的設施、人員和檢定儀器設備，經縣級以上人民政府計量行政部門考核合格，取得《制造計量器具許可證》"。獲得此證，是質量技術監督部門對生產廠家已具有制造此種計量器具資格和能力的一種認可。生產廠家要得此證，

核子水分密度儀效驗：首先要經過質量監督部門對核子儀的技術性能、穩定性、可靠性等進行考核，合格后發給《樣機試驗合格證》，以證明該計量器具達到了規定的技術指標。質量技術監督部門還要對廠家的生產設施、技術條件（計量器具的朔源性、標準器、生產的工藝文件及人員資格等）、管理制度進行現場考核，一切合格后才發證，才可允許其生產、銷售。廠家獲證后的產品質量，不能低于樣機的技術指標。質檢部門抽查產品質量如不符樣機試驗合格的要求，就要吊銷其制造許可證，停止其生產。
 

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

　　核子水分密度儀 看有無ISO9001《質量管理體系認證證書》。
 

　　產品的質量是否穩定，要看生產過程的管理是否規范，看廠家的質量意識如何。ISO9001：2000《質量管理體系要求》，就是用來保證廠商以滿足顧客要求為宗旨，生產符合標準的產品。產品生產過程，必需有一系列具體的質量管理措施，廠家重視任何一個用戶的意見，以不斷提高產品質量。所以買有ISO9001體系保證的產品要放心得多。