放色性液位计的原理和应用

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1、自动化仪表综述MarketOverview放射性液位计的原理和应用文/李宝华萨姆森控制设备（中国）有限公司工业自动化仪表中的物位测量仪表种类较多，方法不同，各有适用的场合。物位测量包括介质的液位、料位、界面的测量，一般是测量容器或设备内某一介质的高度或厚度、长度，应用最多的是液位测量。按物位测量仪表的工作原理划分，有直读式、浮力式、静压式、电气式、声波式、光学式、核辐射式等。对于某些高温、高压容器、强腐蚀、剧毒、有爆炸性、黏滞性、易结晶或沸腾状态的介质，以及高温融熔金属、煤粉等固体的物位测量，或特殊结构设备（如带复杂搅

2、拌器的反应器）的物位测量，常规方法很难实现，而核辐射式物位测量仪表可以解决这类技术难题。放射性液位计测量原理的密度ρ。采用核辐射检测器（闪烁计大，尤其是非线性分布的棒状源。放射利用同位素技术，通过核辐射检数器或离子室）检测穿透物质后的剩余源均应是符合要求的密封源，一般外部测进行工业测量的仪表称为核辐射仪γ射线，将其转换为电量的变化，并通安装方式加有带锁可开启辐射窗口的射表，亦称放射性仪表，可实现非接触测过电子电路的处理，就可测出被测液位线屏蔽层（铅屏蔽等），内插安装时要量。应用最普遍的有放射性液位计、密（厚度）。设计有

3、放射源保护套管。度计和厚度计。放射性液位计有着本身的特殊性检测器接受穿透介质后的剩余射放射性液位计是基于“射线吸收和应用于特殊场合，非接触式物位测线，常用类型有盖革管、电离室和闪原理”。放射性同位素Co60或Cs137衰量，介质的温度、粘度、腐蚀、形态等烁计数器，也分点状接受器和棒状接受变时可产生γ射线，γ射线穿透物质物化特性对测量结果没有影响，有高可器。对于Co60棒状放射源的检测常用时，由于光电效应、康普顿效应和电子靠性和免维护特征，但其辐射的安全防闪烁计数器。对的生成，γ射线将被物质的原子散射护和辐射源的环境影响

4、仍是需要特别注基于放射源和检测器的形态，放和吸收，造成γ射线衰减。实践证明，意的问题。射性液位计的应用配置可参见图1。射线的强度按指数规律减弱，有如下关系式：放射性液位计的应用配置LB440放射性液位计I=I0e-μmρd（1）放射性液位计一般由核辐射源、LB440放射性液位计是德国式中：检测器、信号处理单元三大部分组成。BRETHOLD（伯托）公司产品。是I—衰减后的辐射强度；核辐射源一般选择同位素Cs137或在原有LB3121型（晶体管电路）、I0—入射时的辐射强度；Co60放射源。Cs137半衰期为30.17年，

5、LB300-1型（集成电路）、LB323型e—自然对数的底；穿透性差一些；Co60半衰期为5.27年，（智能式）放射性液位计的基础上升级μm—物质质量吸收系数，与辐射穿透性强。放射源的选择要综合考虑被换代，采用32位微处理器、具有高运算源类型有关；测介质的密度、容器的材料和壁厚及直性能和高精度的新型智能化仪表，非接ρ—物质密度；径等因素，要求强度大的或被测介质密触、连续测量。d—被穿透物质的厚度。度低、测量范围小的可选用Cs137，大LB440主机和产生γ射线的辐射源由式（1）可得：直径厚壁容器要求穿透能力强的可选（如

6、Co60放射源）、检测辐射的点状1Io用Co60。放射源有点状源和棒状源之闪烁计数器或长尺寸离子室一起实现其ρd=In（2）μmI分。Cs137一般为点源，也很难做成连测量功能，如图2所示。利用上式，当被测物质密度ρ一续的棒状源；而Co60既可做点源又可BRETHOLD（伯托）公司产品已定时，可测出被测物质物位（液位）的做棒状源。点源常常需要大的辐射强进入中国市场近40年，LB440以及其高度即被测物质的厚度d。若被穿透物度，要多考虑安全防护问题；棒状源可它型号放射性液位计有相当数量应用，质的厚度d固定时，便可测出被测

7、物质尽可能减小所需的辐射强度但制造难度特有的非线性分布的棒状源成功用于如12｜InstrumentWorldMagazine｜October2010装插入1854mm，需加290mm长的无源棒源点检测器点检测器延长棒。内插安装时要装入被测设备上的保护管内，保存和运输要使用铅屏蔽棒源（铅筒），均应符合国家相关的法规和标准。棒状Co60放射源呈非线性分布是棒状接受器和点源点接受器和棒状源标准安装方式大容器的安装方式考虑棒状辐射源与点接受器的距离之间（外装辐射源）（内插辐射源）的非线性，从而保证检测器接受端收到图1放射性液位

8、计的应用配置的γ射线强度变化与液位为近似直线关系，同时也使测量电路及软件简化。棒状辐射源点检测器（Co60放射源）液位液位选择计算放射源强度与所选闪烁（闪烁计数器）计数器及应用条件有关。放射源产生γ射线是全方位散射，检测器的接受穿透路径辐射强度窗口仅能接受到穿透设备和介质后剩余的很少一部分γ射线，按穿透路径所有物质折成钢当量进行衰