射线液位计
射线液位计是一种放射源装在被测液体的容器内的γ射线液位计。可以适应高温(或低温)、高压(或低压)、强腐蚀、剧毒、粘稠、结晶、固体颗粒等多种苛刻环境。
安装与维护
放射源的安装、拆卸应由受过专门训练,并持有放射源操作许可证的专业人员承担。放射源的安装一般在装置开车前进行,并应在安装、拆卸前制定详细的实施计划,设置危险区域警示牌,避免不必要的人员进入危险区域。在装置停车检修期间,射源需要处于关闭状态,或拆卸予以安全储存。
射线液位计在完全安装完毕后,厂家应给出标定曲线。如果厂家没有经验和把握,装置有必要进行“水标定”,用实际标定数据验证厂家的理论计算是否正确。并在投料前,即操作温度、压力均达到正常操作状态时进行热态零点调整。时间常数的设置需根据液位的变化速率调整,通常时间常数为,液位变化快时时间常数可适当调小。
优点
射线液位计由于其特殊的测量原理使得它可以不直接接触介质,不受介质温度、粘度、结晶、腐蚀、毒性、状态等特性的影响,不受容器压力、材质、壁厚、形状等的制约,几乎可以说是解决物位测量的万能钥匙。因此,在石油、化工、化纤等行业中解决了很多测量难题。
组成
射线液位计一般由射源、检测器、变送器3部分组成。射源一般采用或两种放射性同位素之一,有点源和线源两种形式,从安装位置又可以分为内置源和外置源两种应用。其作用就是发出γ射线。
检测器的作用则是检测γ射线。检测器品种较多,根据形状分为点状和线/棒状;根据敏感体分为气体和固体探测器。气体探测器有计数管、电离室两大类,效率低、受温度影响大,但价格低廉。固体检测器从晶体材料上分,有碘化钠、碘化铯、(锗酸铋)、塑料、光纤束或人工晶体。由于高效的碘化钠、碘化铯、晶体难以将其体积做大、做长,所以只能做成点状探测器。
而棒状探测器又分为钢性和柔性两类:刚性的人工晶体直径约,长度可达,探测效率高;柔性的光纤束约,长度可达,但探测效率低、温度影响大。检测器是射线液位计的关键部件,其灵敏度和稳定性是决定射线测量技术的关键所在。
变送器的作用是将检测到的γ射线强度通过电子线路变换成通用的标准信号传送到监控系统。射线仪表的很多功能都是在变送器内完成的,例如:衰减自动补偿、探测器自动调节、料位突变的时间常数自适应、探测器自身温度测量报警、探测器性能自检及探伤干扰自识别功能等。变送器一般分为现场和控制室两种,输出信号有普通等多种选择。
原理
射线穿过物体后会有衰减,并严格按照e指数衰减,即:
X:射源发出的射线强度
μ:吸收系数(与核素有关的常数)
ρ:介质的密度
d:介质的厚度
Y:经过密度为ρ,厚度为d的物体后的射线强度
射线液位计根据上述原理,经过合理设计,使得射线穿过容器后,容器本身对射线的吸收为一定值,其变化仅与容器内介质的物位(即厚度)有关。密度计的测量原理与液位计类似,不同的是测量点大多在管道上,管道中的介质始终充满,这时射线穿过的介质厚度不变,吸收量仅与密度有关。