核子料位计工作原理
γ射线料位计常用作料位开关。工作原理是在料库的一侧设置同位素源,在另一侧设置探测器,同位素源向探测器定向发射γ射线,若库内的料面低于它,探测器检测得出料空信号;若库内的料面高于它,则物料遮挡、吸收γ射线,探测器检测得出料满信号。依据料仓的形状和工艺要求,γ射线料位计可安装在不同的位置。它是非接触式测量,常用于工作环境恶劣的大型混凝土料库,如水泥熟料库。此时,要求所用的同位素源强,常用Co-60源,源强达50~100mCi。γ射线料位计还广泛用在立窑的卸料料封控制上。γ射线被管中的熟料所吸收,探测器发出料满信号启动下面的卸料电振机。此时γ射线料位计的同位素源常用源强较低的且半衰期很长的Cs-137源。
核料位计的选型
依据《自动化仪表选型设计规范》 (HG/T 20507-2014 )第7.2.11 所示:
高温、高压、高黏度、强腐蚀的非接触式连续液位测量和位式液位测量,在使用其他仪表难以满足测量要求时,可选用核辐射式液位计。核辐射式液位计的选型应符合下列要求:
1 辐射源的强度应根据测量和安全要求进行选择,应使射线通过被测对象后,在工作现场的射线剂量尽可能小。工作现场的射线剂量当量应符合GBZ 125-2009《含密封源仪表的放射卫生防护要求》的有关规定。规定的II级防护标准,即距设备表面5厘米处的剂量≤25μSv/h;距设备表面1米处的剂量≤2.5μSv/h.
2 辐射源的种类应根据被测介质的密度、容器的几何形状、材质及壁厚等因素进行选择。辐射源的类型宜采用铅137(Cs137) ;用于厚壁容器要求穿透能力强时,可选用钴60(Co60) 。
Co-60 具有相对高的能量, 主要的能量有两种,分别为1.17MeV和1.33MeV。它用于设备壁厚较大的情形,半衰期大约为5.27 年。
Cs-137 其主要的能量为0.660MeV。用于设备壁厚较小的情形。由于它具有较低的能量,因此具有比Co-60 更好的测量效果,并且屏蔽容易。其半衰期大约为30 年。
料位计工作时不会接触容器内的物料, 因此不会受到容器内高温高压等恶劣工况的影响, 也不会因与物料的接触而产生磨损和腐蚀, 从而保证了仪器长期使用的可靠性和稳定性。由于利用的是物质本身固有的微量天然放射性, 因此凡是具有此特性的物料均可以通过此类型料位计进行测量, 比如煤灰、煤渣、沥青、水泥、矿石等。由于无源核子料位计具有很高的可靠性, 因此可以放心地将其用于除灰系统的自动控制中, 可以大大地减少维护的次数和管路的磨损、减少压缩空气的用量, 进而降低生产成本, 提升效益。