放射性液(料)位計(jì)原理
放射性液(料)位計(jì)是基于“射線吸收原理”來測(cè)量容器內(nèi)的物位(料位或液位)。
放射源產(chǎn)生的γ射線穿過被測(cè)量容器壁和被測(cè)量介質(zhì)時(shí)，γ射線被吸收或散射而產(chǎn)生衰減，通過檢測(cè)器檢測(cè)剩余γ射線的量，并將其轉(zhuǎn)化為電量的變化，然后通過電子電路放大及計(jì)算處理，獲得被測(cè)量介質(zhì)的物位。
γ射線穿透被測(cè)物料后遵循朗伯-貝爾定律，即按指數(shù)規(guī)律衰減，即：
式中X為放射源發(fā)出的射線強(qiáng)度；μ為吸收系數(shù)(與放射性核素有關(guān)的常數(shù))；ρ為被測(cè)量介質(zhì)的密度；d為被測(cè)量介質(zhì)的厚度；Y為射線穿過密度為ρ，厚度為d的被測(cè)介質(zhì)后的射線強(qiáng)度。
種類
放射性液(料)位計(jì)可分為開關(guān)型和連續(xù)測(cè)量型兩大類。
放射性液(料)位計(jì)主要組成部分和外形結(jié)構(gòu)
放射性液(料)位計(jì)通常由放射源(射線源)、檢測(cè)器帶變送器組成。
1、放射源
放射源一般選擇同位素137Cs或60Co放射源。137Cs半衰期為30.17年，穿透性弱一些；60Co半衰期為5.27年，穿透性強(qiáng)。放射源的選擇要綜合考慮被測(cè)介質(zhì)的密度、容器的材料和壁厚及直徑等因素，由于申請(qǐng)相關(guān)許可證的實(shí)際情況，首選是四類五類放射源，由于137Cs半衰期長(zhǎng)，使用壽命更長(zhǎng)，根據(jù)廠家的計(jì)算在137Cs可以穿透的情況下，優(yōu)先使用137Cs，在廠家計(jì)算137Cs無法穿透的情況，考慮使用60Co。 放射源有點(diǎn)源和棒狀源之分。137Cs一般為點(diǎn)源，也很難做成連續(xù)的棒狀源；而60Co既可做點(diǎn)源又可做棒狀源，通常多個(gè)137Cs點(diǎn)源可以替代達(dá)到棒狀源的效果。
放射源外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示：
2、接收器
檢測(cè)器通常有電離室、蓋革管和閃爍計(jì)數(shù)器三種類型，電離室與蓋革管原理類似，電離室目前已經(jīng)很少使用，由于經(jīng)濟(jì)性的需求，蓋革管在料位開關(guān)測(cè)量中還有一定的應(yīng)用。檢測(cè)器也分點(diǎn)狀接收器和棒狀接收器。目前使用廣泛的閃爍計(jì)數(shù)器通常是碘化鈉NaI(Ti) 晶體，PVT晶體和光纖等。當(dāng)輻射γ射線進(jìn)入閃爍晶體，使晶體中的原子受激，產(chǎn)生熒光，發(fā)光持續(xù)時(shí)間約為0.25μs。就敏感度而言，碘化鈉晶體與PVT晶體敏感度最高，光纖次之，電離室與蓋革管的敏感度差。棒狀接收器和點(diǎn)式接收器外形如圖所示。
放射性液(料)位計(jì)主要參數(shù)
1、放射源
放射源通常為137Cs或60Co，放射源強(qiáng)度需要根據(jù)被測(cè)量介質(zhì)特性、容器材質(zhì)及厚度、容器尺寸和形狀，以及安全防護(hù)等因素，由制造廠經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算后確定。
2、檢測(cè)器及變送器
測(cè)量范圍：0.05~2m(可以多節(jié)級(jí)聯(lián))
測(cè)量精度：±0.5%FS(-40~+60℃)
環(huán)境溫度：-40~60℃
電源：18~36VDC；90~253VAC，50/60Hz
消耗功率：直流供電型約3.5W；交流供電型約8.5VA
信號(hào)輸出：4-20mA+HART；ProfibusPA；Foundation Fieldbus
繼電器輸出：3A AC；1A DC
防護(hù)等級(jí)：IP66/IP67防護(hù)等級(jí)
防爆等級(jí)：ExdⅡA/B/CT1~6 Ga/Gb/Gc
安全認(rèn)證： WHG/SIL1/SIL2/SIL3(可選)
