1. مقدمه ای بر فناوری تجهیزات
پرتو γ سیستم اندازه گیری رادیومتری سطح از سه بخش تشکیل شده است: یک منبع تابش، یک آشکارساز و یک ابزار نمایش ثانویه. منبع رادیواکتیو و آشکارساز به ترتیب در موقعیت های مخالف بر روی دیواره بیرونی ظرف مورد آزمایش نصب می شوند و متر ثانویه را می توان بر اساس الزامات خاص در محل یا در اتاق کنترل اصلی نصب کرد. پس از عبور پرتو γ ساطع شده توسط منبع رادیواکتیو از دیواره ظرف، به طور جزئی یا کامل توسط محیط اندازه گیری شده در ظرف محافظت می شود. آشکارساز سوسوزن نصب شده در طرف دیگر ظرف، بیشتر، کمتر، یا وجود یا عدم وجود پالس های پرتو را نسبت به داخل ظرف دریافت می کند. سطح پایین، زیاد یا خالی یا پر از سطح مواد رسانه را اندازه گیری کنید. پس از پردازش سیگنال پالس توسط آشکارساز و میزبان، سیگنال کم، زیاد، خالی یا پر که نشان دهنده سطح متوسط در ظرف اندازه گیری شده است، برای نمایش یا کنترل ردیابی به PLC یا DCS مشتری در حالت داده یا آنالوگ وارد می شود.
2. نمودار شماتیک طرح سیستم
2.1 نمودار شماتیک سیستم تشخیص سطح مواد
(1) تشخیص سوئیچ سطح
(2) نمودار شماتیک تشخیص سطح پیوسته
3. شرح ترکیب سیستم
سیستم تشخیص سطح مواد عمدتاً از قطعات منبع رادیواکتیو، آشکارسازها، فرستنده ها و کابل های ارتباطی تشکیل شده است.
3.1. بخش منبع رادیواکتیو
3.1.1 مقدمه ای بر منابع رادیواکتیو
بخش منبع رادیواکتیو شامل یک منبع رادیواکتیو و یک دستگاه خروجی پرتو است.
سطح سنج رادیواکتیو و چگالی سنج می تواند منبع رادیواکتیو Cs-137γ یا Co-60 را با توجه به ویژگی های تجهیزات مورد آزمایش انتخاب کند. منبع رادیواکتیو Co-60 دارای انرژی بالا، قدرت نفوذ قوی، اما نیمه عمر کوتاه است. به طور کلی برای تشخیص سوئیچ سطح و سطح پیوسته تجهیزات با قطر بزرگ و دیواره ظروف ضخیم استفاده می شود. قدرت نفوذ منبع رادیواکتیو Cs-137 نسبتا ضعیف است، اما نیمه عمر طولانی تر است. به طور کلی برای تشخیص سطح پیوسته، سوئیچ تراز و تراکم تجهیزات با قطر کمتر و ضخامت دیواره نازک تر استفاده می شود.
شکل خارجی منبع رادیواکتیو یک استوانه فولادی ضد زنگ است و اندازه آن عموماً φ6×10، φ8×10 و غیره است. این منبع مستقیماً توسط یک فرد اختصاصی در یک محیط خاص در محفظه ذخیره یا دستگاه خروجی اشعه بارگذاری شده است. از کارخانه خارج می شود دستگاه خروجی اشعه معمولاً از سرب یا اورانیوم ضعیف شده به عنوان لایه محافظ استفاده می کند و از فولاد کربنی یا فولاد ضد زنگ به عنوان پوشش و پوسته استفاده می کند. شکل به دو نوع افقی و عمودی تقسیم می شود. یک طرف دستگاه خروجی با یک سوراخ زاویه یا سوراخ موازی مشخص مطابق با الزامات اندازه گیری مختلف ارائه می شود، به طوری که پرتو اشعه را می توان با توجه به یک زاویه خاص یا خط مستقیم ساطع کرد. سوراخ خروجی اشعه با کلید و قفل طراحی شده است و کلید توسط یک فرد اختصاصی نگهداری می شود. معمولاً سوئیچ پرتو بسته و قفل است و فقط در زمان استفاده توسط یک مسئول خاص می تواند باز شود. دستگاه خروجی بر روی پایه نصب در کنار ظرف آزمایش شده نصب می شود. هنگامی که ظرف آزمایش شده ساخته می شود، براکت نصب معمولاً از قبل به یک موقعیت خاص جوش داده می شود. اگر تجهیزات دارای شرایط جوش نباشد، می توان آن را مستقیماً از زمین یا روی سکوی ساختمانی نیز ساخت. یک پایه بسازید و سپس منبع را روی پایه نصب شده ثابت کنید.
هنگام انتخاب منبع رادیواکتیو، ابتدا با توجه به قطر، ضخامت دیواره و ضخامت لایه عایق یا ژاکت آب خنک تجهیزات مورد آزمایش، اندازه و نوع منبع رادیواکتیو مورد استفاده را تعیین کنید و سپس با توجه به محدوده، قطر تجهیزات آزمایش شده و غیره. پارامترها تعداد منابع رادیواکتیو مورد استفاده و زاویه باز شدن دستگاه خروجی پرتو را تعیین می کنند. اندازه گیری سوئیچ سطح مواد به طور کلی یک سوراخ موازنه را باز می کند و اندازه گیری مداوم سطح مواد یک سوراخ زاویه دار به شکل فن را مطابق با نیاز تشخیص باز می کند.
3.1.2 برخی از شاخص های فنی منابع رادیواکتیو
عدد | Iterm | شاخص فنی | ملاحظات |
1 | رادیونوکلئید | Cs-137، Co-60 | |
2 | فعالیت منبع رادیواکتیو | با توجه به پارامترهای خاص دستگاه تحت آزمایش محاسبه کنید | |
3 | نیمه عمر منبع رادیواکتیو | Co-60: 5.3 سال | |
Cs-137: 31 سال | |||
4 | صادر کننده اشعه | نرخ دوز سطحی: ≤25μsv/h | مطابق با استانداردهای ملی مربوطه |
5 | مواد محافظ | سرب یا اورانیوم ضعیف شده | هنگامی که فعالیت منبع زیاد است از حفاظت اورانیوم ضعیف شده استفاده کنید |
3.2، آشکارساز
3.2.1 آشنایی با بخش آشکارساز
آشکارساز از یک شمارنده پالس اشعه، یک لوله مولتیپلایر نوری، یک مدار پردازش سیگنال و یک ماژول منبع تغذیه ولتاژ بالا تشکیل شده است.
ابزار تشخیص ایزوتوپ تولید شده توسط شرکت ما از یک شمارنده کریستال سوسوزن استفاده می کند. اصل کار خاص به شرح زیر است:
هنگامی که ذرات پرتو به کریستال سوسوزن تابش می کنند، کریستال سوسوزن تعداد مشخصی فوتون ساطع می کند. فوتون ها به فوتوکاتد لوله فتو ضرب کننده برخورد می کنند تا یک اثر فوتوالکتریک ایجاد کنند و الکترون آزاد کنند. الکترون ها توسط لوله فوتو ضربی تقویت می شوند تا یک پالس الکتریکی تشکیل دهند و پس از تقویت و شکل دهی، الکترون های تقویت شده توسط آند به عنوان خروجی سیگنال جمع آوری می شوند. تعداد الکترون های تولید شده توسط فوتوکاتد متناسب با تعداد فوتون های تابیده شده به آن است، یعنی هرچه آشکارساز پرتوهای گاما بیشتری دریافت کند، فوتون های بیشتری روی سوسوزن تولید می شود و دستگاه پالس های بیشتری را ثبت می کند. تعداد پالس ها وضعیت ماده در ظرف مورد آزمایش را مشخص می کند و توسط میزبان به سیگنال جریان یا ولتاژ مورد نیاز سیستم DCS تبدیل می شود.
شرکت ما عمدتاً PVT (سوزن پلاستیکی) یا کریستال سوسوزن NaI را به عنوان شمارنده انتخاب می کند. PVT (سوزن پلاستیکی) عمدتاً برای اندازه گیری سطح مداوم استفاده می شود و حداکثر محدوده تشخیص مؤثر یک پروب می تواند به 3 متر برسد. آشکارساز کریستال NaI عمدتاً برای اندازهگیری سوئیچ سطح و اندازهگیری چگالی استفاده میشود و همچنین میتوان آن را با توجه به نیاز سایت ساخت. سنج سطح مواد پیوسته با محدوده اندازهگیری کوچکتر. لوله فتومولتیپلایر از Hamamatsu ژاپن ساخته شده است که دارای ویژگی های حساسیت به نور قوی، راندمان تبدیل فوتوالکتریک بالا، عملکرد ضد تداخل خوب و عمر طولانی است.
در مقایسه با محصولات مشابه، راندمان دریافت سیگنال آشکارساز کریستالی 10٪ - 30٪ بیشتر از انواع دیگر آشکارسازها است و عمر مفید کریستال 2 تا 3 برابر بیشتر از انواع دیگر کریستال های آشکارساز است. با این نوع آشکارساز، عملکرد پایدارتر، کیفیت قابل اعتمادتر و دقت بالاتر است. این می تواند نیازهای مشتریان را برای محدوده های اندازه گیری مختلف برآورده کند (استفاده از یک کریستال برای برآورده کردن اندازه گیری سطح پیوسته در محدوده 0 تا 3 متر)، و فعالیت استفاده از منابع رادیواکتیو در شرایط اندازه گیری مشابه کم است، که به طور موثرتری تضمین می کند. تجهیزات استفاده عادی و ایمنی شخصی اپراتورها.
3.2.2 نشانگرهای فنی آشکارساز
عدد | Iterm | شاخص فنی | ملاحظات |
1 | مدل | WT353 | |
2 | تایپ کنید | NaI آشکارساز | تغییر سطح |
آشکارساز سوسوزن PVT | اندازه گیری سطح مداوم | ||
3 | دقت تشخیص | 1% | دقت اندازه گیری سطح |
4 | مواد پوسته | فولاد ضد زنگ 304 | قابل استفاده برای درمان ضد خوردگی و ضد اسید در مواقع خاص |
5 | منبع تغذیه | +15 ولت D | |
6 | درجه ضد انفجار | dⅡCT6 | |
7 | سطح حفاظت | IP65 | |
8 | ظرفیت انتقال سیگنال | L≤1000M |
9 | دمای عملیاتی | -40+60 درجه سانتیگراد | گرمایش یا سرمایش آبی اختیاری رفتار |
10 | دمای ذخیره سازی | -40+70 درجه سانتیگراد | |
11 | رطوبت کاری | 0.95٪ | رطوبت نسبی |
3.3، فرستنده (ابزار ثانویه)
3.3.1 مقدمه ای بر عملکرد فرستنده
فرستنده جدیدترین توسعه شرکت ما برای سری *** ابزارهای تشخیص ایزوتوپ است، طراحی مدولار را اتخاذ می کند، ماژول های کلیدی و تراشه های داده محصولات صنعتی وارداتی هستند. فرکانس پردازنده تا 400 مگاهرتز، با سیستم عامل تعبیه شده، عملکرد پردازش داده قدرتمند است. صفحه نمایش LCD رنگی صنعتی، صفحه نمایش گرافیکی، اطلاعات غنی. این سیستم دارای عملکرد پایدار، عملکرد ساده و قابلیت نگهداری خوب است.
از یک طرف، کامپیوتر فرستنده سیگنال پالس ارسال شده توسط آشکارساز را از طریق الگوریتم مربوطه پردازش می کند و آن را به اطلاعات مربوط به وضعیت مواد، مانند وجود یا عدم وجود سطح ماده، بالا و پایین و غیره تبدیل می کند. اطلاعات بر روی صفحه نمایش LCD رنگی به صورت دیجیتال و گرافیکی نمایش داده می شود. در نهایت، سیگنالهای کم، زیاد، خالی یا پر که سطح متوسط را در ظرف اندازهگیری شده نشان میدهند، برای نمایش یا کنترل ردیابی به PLC یا DCS مشتری در حالت داده یا آنالوگ وارد میشوند.
نرم افزار فرستنده دارای عملکردهای قدرتمند، عملکرد ساده و کار پایدار است. این الگوریتم آخرین تئوری کاربرد فناوری هسته ای و سال ها تجربه عملی در مهندسی ابزار هسته ای را ترکیب می کند و قابلیت اطمینان و دقت اندازه گیری به سطح بالایی رسیده است.
3.3.2 نشانگرهای فنی فرستنده
عدد | مورد | پارامتر | ملاحظات |
1 | تایپ کنید | ||
2 | نوع خروجی سیگنال | خروجی سوئیچ | مقاومت بار حداکثر: 500Ω |
3 | 4 تا 20 میلی آمپر | ||
4 | سطح حفاظت فرستنده | IP20 | |
5 | دمای کارکرد فرستنده | 0 تا 50 ℃ | بدون تراکم |
6 | دمای ذخیره سازی فرستنده | -40+70 درجه سانتیگراد | بدون تراکم |
7 | نیازهای نیروی کاری | 90 تا 240 VAC (50 تا 60 هرتز) | |
8 | مصرف برق کار میزبان | حدود 15 VA (AC) |