文章簡要敘述了放射性密度計的使用原理及相應(yīng)的系統(tǒng)配置組成。并說明放射性密度計放射源、探測器的具體結(jié)構(gòu)、各部分的作用以及其在生產(chǎn)中的安裝、標(biāo)定、應(yīng)用及優(yōu)勢。

在工業(yè)生產(chǎn)及一些特殊行業(yè)作業(yè)過程中，產(chǎn)品的品質(zhì)好壞或產(chǎn)量多少，與過程控制中相應(yīng)物質(zhì)的密度有很大關(guān)系，通過對密度的實時準(zhǔn)確測量監(jiān)控可以幫助操作人員對當(dāng)前工況進(jìn)行分析，并指導(dǎo)解決生產(chǎn)作業(yè)過程中出現(xiàn)的相應(yīng)問題，改善和完善操作工藝。

但在一些生產(chǎn)作業(yè)過程中往往伴隨著高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕、熔融狀、泥漿礦漿等苛刻工況，物質(zhì)密度的測量很難通過常規(guī)的電子儀器儀表來實現(xiàn)，放射性密度計的應(yīng)用有效的解決了此類問題，現(xiàn)已在煤、石油化工、航道挖泥船及一些特殊行業(yè)中得到廣泛使用。

1、密度計測量原理

放射性密度計是利用放射源產(chǎn)生的γ射線穿過被測容器及容器中的介質(zhì)時，會被相應(yīng)吸收而衰減的物理規(guī)律，來測出相應(yīng)介質(zhì)的密度。

當(dāng)放射性密度計測量容器中介質(zhì)密度時，由于密度計安裝完成后管道尺寸是固定不變的，選定放射源后，唯yi影響測量結(jié)果的因素就只有管道內(nèi)通過的被測介質(zhì)了。通過對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定校準(zhǔn)后，就可以由測量信號的大小來得到設(shè)備內(nèi)介質(zhì)的密度。

2、放射性密度計系統(tǒng)配置

對于放射性儀表，根據(jù)放射源種類(常見的棒放射源和點放射源兩類)和探測器的種類(常見的棒探測器和點探測器兩類)，可以有多種不同的系統(tǒng)配置組成，在實際選用中可以依據(jù)具體的測量范圍和測量部位的形狀，來選擇合適的系統(tǒng)配置。

對于放射性密度計來說在測量密度時，系統(tǒng)配置常見形式就是點放射源、點探測器和信號處理主機(jī)。測量結(jié)果由指數(shù)規(guī)律引起，然后由信號處理主機(jī)進(jìn)行修正處理。

3、放射性密度計系統(tǒng)配置組成、安裝、標(biāo)定、應(yīng)用實例

3.1放射性密度計配置組成及各部分具體結(jié)構(gòu)功用

放射性密度計主要由放射源、探測器及信號處理主機(jī)3部分組成。

3.1.1放射源

現(xiàn)如今在工業(yè)生產(chǎn)中使用的放射源都是用雙層不銹鋼套密封住，并在鉛罐中裝好，做好屏蔽防護(hù)工作后才會進(jìn)行使用。在測量過程中放射性物資和被測介質(zhì)之間不產(chǎn)生接觸，在不同的條件下進(jìn)行測量時要選擇合適的源種類，放射性密度計一般可選用Co-60或Cs-137源。放射源種類及其強(qiáng)度大小決定了屏蔽鉛罐的設(shè)計，設(shè)計制作出的屏蔽鉛罐要保證輻射照射量不會超過國家標(biāo)準(zhǔn)，所用的放射源不可能把被測介質(zhì)激活。

3.1.2探測器

射線儀表的探測器為閃爍計數(shù)器，閃爍計數(shù)器對γ射線的探測具有較高靈敏度，且輻射場的強(qiáng)度不會對閃爍探測器的使用壽命造成影響?，F(xiàn)探測器一般有NaI閃爍探測器，塑料閃爍探測器。其中棒探測器的閃爍體采用塑料晶體，其長度Zda可達(dá)2m，對于不同的測量范圍需求，可以選擇相應(yīng)長度的合適的探測器。當(dāng)所需測量的范圍過大時，可以用多根探測器串聯(lián)。點探測器的閃爍體采用NaI晶體，晶體尺寸的大小會影響靈敏度高低，可以通過選擇NaI晶題的尺寸，來滿足測量所需的靈敏度。

3.2放射性密度計的安裝

3.2.1安裝前檢查

(1)放射源檢查

在源儲藏室內(nèi)開啟源鎖，往復(fù)拉出推進(jìn)，源閘應(yīng)比較靈活，否則應(yīng)予修復(fù)，Z后關(guān)閉上鎖。注意:檢查時，源前方(有法蘭盤)不要站人。

(2)信號處理主機(jī)檢查

接上電源，未接探測器時，儀表應(yīng)先顯示5s當(dāng)前年、月、日，后顯示“Err--OFF”。若如此，說明信號處理機(jī)工作正常。

3.2.2測量頭安裝

探測器、放射源和被測管道設(shè)備通過安裝架或安裝座固定安裝后即構(gòu)成測量頭。

(1)卡管架式測量頭安裝

當(dāng)直接在輸料管道上測量時，可將本儀表安裝架直接用螺栓拴卡在管道上，探測器和源罐分別安裝在安裝架兩邊。

(2)槽、池測量頭安裝

制作安裝架零部件并按尺寸焊接固定。

注意：密度計的探測器盡可能安裝在垂直管道上，如果安裝在水平管道上，要水平安裝，以避免管道內(nèi)沉積物和氣泡造成的測量誤差。探測器安裝座不得固定在有較強(qiáng)振動的基體上，避免安裝在發(fā)熱體上。無法避免的輕微振動和熱輻射應(yīng)在探測器座和安裝座之間加墊5mm左右厚的柔軟膠墊以減振，在熱輻射方向加石棉板。如果石棉板溫度仍在50℃以上，則探測器應(yīng)加水冷套。

(3)信號處理主機(jī)安裝

盤裝式處理機(jī)應(yīng)按開孔尺寸開孔，用安裝板緊固機(jī)箱。

3.3射性密度計的標(biāo)定投用

標(biāo)定:經(jīng)安裝試運(yùn)行后的儀表正式投入測量使用前應(yīng)作標(biāo)定，標(biāo)定時的工藝條件如壓力、溫度等應(yīng)與正式生產(chǎn)相同，標(biāo)定前要對一些基礎(chǔ)參數(shù)先行設(shè)定。

標(biāo)定方法：密度計共有3種標(biāo)定方法:一點標(biāo)定法、二點標(biāo)定法、三點標(biāo)定法。

(1)一點標(biāo)定：在許多應(yīng)用場合中，進(jìn)行單點標(biāo)定即可，它需要一個標(biāo)定點的數(shù)據(jù)(被測物的密度值和對應(yīng)的計數(shù)率)、吸收系數(shù)和吸收路徑(即管道的內(nèi)徑)。一點標(biāo)定時，標(biāo)定點應(yīng)盡可能接近工作點，在工作點附近的密度相對極ng準(zhǔn)測量，而隨著與工作點距離的增大，測量精度降低。

(2)多點標(biāo)定：在整個測量范圍內(nèi)需要高精度測量時，有條件的情況下應(yīng)使用兩點標(biāo)定或3點標(biāo)定。標(biāo)定點位置應(yīng)盡可能相互遠(yuǎn)離，且分布均勻(兩點標(biāo)定時，兩點應(yīng)盡量在測量范圍上限和下限)。

對儀表進(jìn)行標(biāo)定后即可正常投入使用，顯示界面上會有密度值、計數(shù)率、時間等相關(guān)顯示。

4、結(jié)束語

在生產(chǎn)作業(yè)過程中放射性密度計在苛刻工況下的應(yīng)用有著不可或缺的作用。放射源本身對環(huán)境和人體具有危害。因此，在必須使用射線儀表的情況下，在滿足測量要求時盡可能選擇小的合適的放射源，這就需要選用更高靈敏度、更高穩(wěn)定性的探測器。探測器靈敏度高意味著相同條件下可選擇更小活度的放射源，高穩(wěn)定性意味著在惡劣環(huán)境下工作時間更長，維護(hù)時間變短。這樣可以Zda限度的防止電離輻射對人體的危害。