放射性液位計(jì)原理及應(yīng)用

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1、52德國伯托公司LB440料位計(jì)說明書上海伯托同位素技術(shù)服務(wù)中心2003-1-1521、引言LB440料位計(jì)是利用γ射線通過物料時被物料吸收的原理來測量料位的。為了用最小的放射源得到最好的測量效果,每個測量系統(tǒng)都要進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)計(jì)。因此,簽署合同前必須先根據(jù)用戶提供的條件做系統(tǒng)設(shè)計(jì),以確定放射源與探測器的最佳配置。用戶提供的參數(shù)應(yīng)盡可能準(zhǔn)確，以保證設(shè)計(jì)的可靠性。測量系統(tǒng)所用的放射源已在生產(chǎn)車間按輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行封裝并置于合適的屏蔽罐內(nèi)。因此，測量系統(tǒng)所用的放射源對人員是安全的。按照輻射防護(hù)要求，本測量系統(tǒng)僅可由經(jīng)過培訓(xùn)并持有證書的專業(yè)人員操作。LB440料位計(jì)的硬件

2、和軟件設(shè)計(jì)保證了使用的靈活性，能用于不同形狀的容器或設(shè)備，完成不同的測量任務(wù)。然而，對于不同的設(shè)備及不同的測量任務(wù)必須設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，使系統(tǒng)能正常工作。為了保證測量的可靠性，參數(shù)不能任意修改。如果要對系統(tǒng)重新設(shè)置，應(yīng)該由熟悉本系統(tǒng)的人員進(jìn)行，因此，有關(guān)人員應(yīng)仔細(xì)地閱讀本手冊。我們建議用一個參數(shù)表記錄全部參數(shù)。本手冊對幾種常用的的系統(tǒng)配置作了說明。請注意你的系統(tǒng)配置屬于哪一種。2、系統(tǒng)概述2.1測量原理γ射線穿過物料時被物料吸收，從而強(qiáng)度減弱，這個過程遵循一個物理定律。寫成數(shù)學(xué)公式如下：I=I0×e-μ×ρ×d其中I0為穿過物質(zhì)前的射線強(qiáng)度，I為穿過密度為ρ、路徑為

3、d的物料后的射線強(qiáng)度，μ為吸收系數(shù)，與放射源的類型有關(guān)，對于給定的放射源，μ可以認(rèn)為是常數(shù)。圖1為測量原理圖。d放射源探測器I/I0ρ圖1：測量原理52由于測量系統(tǒng)與所測物料的非接觸性，使得物料對測量不產(chǎn)生任何物理和化學(xué)上的影響，從而保證了測量的高可靠性及低維護(hù)量。2.2系統(tǒng)配置對于不同的測量任務(wù)，需要不同的系統(tǒng)配置。選擇最佳配置就是選擇最合適的放射源以及最合適的探測器。選擇系統(tǒng)配置的主要依據(jù)是測量范圍、測量部位的幾何形狀等。2.2.1棒源/點(diǎn)探測器配置圖二是棒源/點(diǎn)探測器的基本配置圖以及相應(yīng)的標(biāo)定曲線圖。棒源的長度根據(jù)所需的測量范圍而定。棒源的強(qiáng)度分布保證了測量

4、的線性，即探測器接收到的信號與料位的變化成線性關(guān)系。在這種情況下，電子線路不再需要線性化。因此，標(biāo)定及操作很容易。料位棒源探頭信號圖2：棒源配置示意圖2.2.2棒探測器/點(diǎn)源配置圖三是棒探測器/點(diǎn)源的基本配置圖。棒探測器的長度根據(jù)所需的測量范圍而定。如果所需的測量范圍太大，則需要兩個以上的棒探測器。如果一個點(diǎn)源不適宜就用兩個或多個點(diǎn)源。測量的非線性由主機(jī)內(nèi)的電子線路補(bǔ)償。對于某個特定的測量系統(tǒng)的線性修正數(shù)據(jù)由EG&GBerthold提供。52料位棒源探頭信號圖3：棒探測器配置示意圖2.2.3棒源/棒探測器配置如果測量范圍太大，而且探測器至源的距離太大或者設(shè)備的壁太

5、厚，應(yīng)選擇棒源/棒探測器配置，如圖四。在這種情況下，源與探測器的長度都應(yīng)與測量范圍相等。測量的非線性由存儲在主機(jī)內(nèi)的修正數(shù)據(jù)修正。修正數(shù)據(jù)由EG&GBerthold提供。料位棒源探頭信號圖4：棒源/棒探測器配置示意圖522.2.4點(diǎn)源/點(diǎn)探測器配置在測量范圍很小的情況下，可以選擇點(diǎn)源/點(diǎn)探測器配置,如圖5。此時測量的的非線性純由指數(shù)規(guī)律引起，通過主機(jī)內(nèi)的軟件就能得到修正。料位探頭放射源信號圖5：點(diǎn)源/點(diǎn)探測器配置示意圖2．3LB440主機(jī)2.3.1概述主機(jī)置于一19英寸、3HE、21TE的框架內(nèi)，包括CPU板與電源板。微處理器是32位的。面板上有六個觸摸式鍵盤，其

6、中三個是操作鍵，用于設(shè)置或修改參數(shù)，另外三個是功能鍵。面板上的顯示窗內(nèi)有4行顯示。RS232接口也在前面板上。圖6：LB440面板示意圖52接線端子在后面板上。包括電源接線端子、探頭接線端子、電流輸出接線端子、數(shù)字輸入/輸出接線端子。電流輸出信號是隔離的，高、低限報(bào)警繼電器、故障報(bào)警繼電器的輸出也是隔離的。一個機(jī)架內(nèi)可以容納一個主機(jī)、數(shù)個副機(jī)。副機(jī)用于與其余的探頭連接并與主機(jī)通信。系統(tǒng)對放射源的自然衰減進(jìn)行自動補(bǔ)償。全部標(biāo)定數(shù)據(jù)存儲在可擦寫存儲器內(nèi)，就是在電源出現(xiàn)故障時也不會丟失。主機(jī)的顯示窗內(nèi)有4行顯示，前三行是菜單內(nèi)容，用于顯示被選的參數(shù)或者當(dāng)前的測量值。最后

7、一行顯示當(dāng)前三個操作鍵的功能，或者，當(dāng)儀表處于測量狀態(tài)時，顯示“run”。2.3.2菜單結(jié)構(gòu)（原理）圖7為菜單結(jié)構(gòu)圖。鍵〈more〉用于選擇各菜單組，鍵〈sk1〉及鍵〈sk2>用于從菜單組中選擇的子菜單。在子菜單中用〈more〉選擇不同的條目，在子菜單的結(jié)尾，用〈done〉即可回到本子菜單所在的菜單組。菜單結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明見本手冊的目錄部分。52圖7：菜單結(jié)構(gòu)圖522.3.3鍵盤功能料位計(jì)的操作通過鍵盤來完成。鍵盤包括操作鍵及功能鍵。操作鍵操作鍵用于選擇不同的菜單組和存取參數(shù)。在菜單的不同位置操作鍵有不同的意義。其意義由顯示窗對應(yīng)的符號決定。操作鍵功能Sk1與Sk2

8、在某一菜單