专利名称：利用核技术的物料测量监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用核技术的物料位置测量监控装置。
背景技术：
目前常用的料位计有浮力式、差压式、电学式、超声波式及核辐射式等数种。核辐射式料位计简称核料位计，其最大优点是非接触式测量，不但具有安装简单、维修方便、运行可靠等优点，而且特别适用于其他料位计难以应用的工作场所。例如高温、高压、真空等密闭容器内的料位检测；多尘、多烟雾、强电磁干扰、强酸、强碱、粘稠溶液等恶劣环境中设备内的料位检测。在其它料位计不能胜任的情况下，推荐使用核料位计。
核料位计已被广泛应用于电力、石油、化工、冶金、水泥和建材等工业部门，目前核料位计存在一些缺点使用的放射源半衰期较低—工作寿命较短；活度较强-不易于防护；采用的放射源容器不合理，产生散射较大，对相邻的探测器造成干扰；放射源的操作大都停留在手动操作，对使用者造成心理障碍，同时可能在恶劣环境下较难进行操作。
图1是物料位置测量监控装置的整体图；图2是关于准直性的说明图；图3是辐射源开关控制箱的结构图；图4是探测器的框架结构图。
发明内容
及实施方式本实用新型的目的就是设计一种利用核技术的物料位置测量监控装置，解决以上的缺陷。它由辐射源容器(2)、辐射源开关控制箱(3)、探测器(4)、监控器(5)、监控机箱(6)和机柜(7)组成。辐射源容器(2)和探测器(4)安放于被测容器(1)的两侧，在同一水平面上；它们的电源供给、信号传输通过辐射源开关控制箱(3)实现，特别是辐射源容器(2)的开关状态受辐射源开关控制箱(3)的控制。监控器(5)和探测器(4)的信号传输通过辐射源开关控制箱(3)实现。监控器(5)安装于机箱(6)以后，一并安装于机柜(7)上。见图1。
辐射源安装于辐射源容器(2)内，采用半衰期长的放射性元素，工作寿命可达30年之久；采用放射性射线能量低的放射源，国际标准中规定，只有射线能量大于10兆电子伏(Mev)时，才与受照物质的原子核碰撞导致核裂变，才能使受照物质变质和具有放射性。而低能量射线照射物质时，一般只与受照物质原子核外的电子发生碰撞，不会引起变质和也不会有辐射性，我们采用的放射源的射线能量只有10兆电子伏(Mev)的十六分之一(1/16)；采用放射性活度低的放射源，国家推荐使用的是10GBq-1TBq，我们使用的活度只有其千分之一到十万分之一，对人体的损害极小，并且易于防护。
为了减少射线的散射，避免临近探测器的干扰，我们在采用辐射源防护容器的设计中采用了准直孔，并尽量加大准直孔的长度。图2中，(2)是辐射源防护容器，(21)是辐射源，(22)是准直孔，(4)为探测器，(23)是辐射源的射线经准直孔到探测器的辐射路径。在准直孔(22)的作用下，所有的射线基本上被探测器接收，从而避免了临近测量点的相互干扰。
辐射源开关控制箱(见图3)主要由直流变换器(31)、辐射源控制器(32)、辐射源容器分配器(34)和探测器分配器(33)组成。它主要是远地有效地控制辐射源容器的开启和关闭状态的相互转换，具有方便、快捷、安全和可靠的特点。它向料位计中的探测器、辐射源容器提供12V直流电源，将探测器获取的料位信号传输到监控器，完成料位的监测。
探测器(4)(见图4)主要由核放射性射线接收敏感器件(41)、信号放大处理电路(42)和脉冲放大整形模块(43)组成。脉冲放大整形模块对探测器的信号进行了脉冲的整形和能量的放大，脉冲信号的强度在11伏以上，大大提高了抗干扰的能力，在实际的应用过程中，还未出现因信号的干扰造成系统的不稳定现象。
监控器(图1、(5))由计数和判别电路、计数率显示电路、通道显示电路、方式选择电路和开关信号输出电路组成。
计数和判别电路探测器输出的脉冲信号通过信号传输电缆加到料位监控器的输入端，经隔离电路隔离进入选择电路，由计数器计数后与窗口比较电路中设置的上、下阈值进行比较，计数率低于下阈值，则料满灯(红灯)亮，继电器吸合，接通外部电路；计数率高于上阈值，则料空灯(绿灯)亮。如计数率在上、下阈值之间，则电路维持原状态不变。
计数率显示电路此电路为公共电路，通过“通道选择”可切换到任一通道上进行计数率观察。如选择1通道时，则由1通道的“窗口比较器”输出计数脉冲至“计数锁存”电路，进行计数、锁存、译码，最后由“计数器显示”电路进行显示，并每8秒(可根据不同要求进行设置)刷新一次。
通道选择电路通道选择电路为四线输出。加电后自动变换到1#通道为高电平，按动“通道选择”键，可将任一通道置为高电平，此信号一路进入“工作/自检选择电路”同“方式选择”信号进行与操作，为“0”时，此通道向计数电路输入自检信号。另一路进入窗口比较电路，将计数脉冲导引到“计数锁存”电路。
方式选择电路加电后自动复位到“工作”状态，此时“工作/自检选择电路”输出的信号分别是各自通道的前放信号，转换到“自检”状态时，控制自检信号加到“通道选择”信号选中的某一通道。
开关信号输出电路此电路输出料位“满”或“空”的开关信号，它可被送至功率控制器(8)上，完成加料和排料的连锁控制(见图1)。
权利要求1.一种利用核技术实现的物料位置测量监控装置，由辐射源容器、探测器、辐射源开关控制箱、监控器、监控机箱和机柜组成；辐射源容器和探测器安放于被测容器的两侧，在同一水平面上；其特征在于它们的电源供给、信号传输通过辐射源开关控制箱实现，特别是辐射源容器的开关状态受辐射源开关控制箱的控制；监控器和探测器的信号传输通过辐射源开关控制箱实现；多个监控器安装于各自的机箱以后，一并安装于机柜上。
2.根据权利要求1所述的核物料位置测量监控装置，其特征在于，使用半衰期长、辐射能量低的放射源。
3.根据权利要求1所述的核物料位置测量监控装置，其特征在于，辐射源防护容器设计采用了准直孔，大大减少了散射，避免临近探测器的干扰。
4.根据权利要求1所述的核物料位置测量监控装置，其特征在于，探测器输出的脉冲信号幅度大于11伏，抗干扰能力强；监控器具有连锁控制功能，监控器输出的开关量信号可送至功率控制器上，完成加料和排料的连锁控制。
专利摘要一种可用于电厂、化工、水泥、冶金和矿山等，可不接触被检测对象，利用核射线检测物料变化的测量监控系统。该系统使用射线能量低、半衰期长的放射源，放射源采用电动控制装置，无需操作人员接触操作，方便了操作和对被测对象的处理；对探测器的信号采用整形处理，提高了电气抗干扰能力；放射源设计上使用准直孔，减少散射，使得两组以上的放射源－探测器在较近条件下也能同时使用，而互不干扰。该装置可通过监控器进行监视和输出控制信号，控制相应设备的启动和停止。现场应用适应性强，在恶劣条件下运行，可定点测量高温、高压、密闭、酸、碱易燃等物料的位置。
文档编号G01F23/284GK2708269SQ03210568
公开日2005年7月6日 申请日期2003年9月12日 优先权日2003年9月12日
发明者李义华, 金涛, 杨吉纯 申请人:李义华, 金涛