放射性液(料)位計原理
放射性液(料)位計是基于“射線吸收原理”來測量容器內的物位(料位或液位)。
放射源產生的γ射線穿過被測量容器壁和被測量介質時,γ射線被吸收或散射而產生衰減,通過檢測器檢測剩余γ射線的量,并將其轉化為電量的變化,然后通過電子電路放大及計算處理,獲得被測量介質的物位。
γ射線穿透被測物料后遵循朗伯-貝爾定律,即按指數規律衰減,即:

式中X為放射源發出的射線強度;μ為吸收系數(與放射性核素有關的常數);ρ為被測量介質的密度;d為被測量介質的厚度;Y為射線穿過密度為ρ,厚度為d的被測介質后的射線強度。
種類
放射性液(料)位計可分為開關型和連續測量型兩大類。
放射性液(料)位計主要組成部分和外形結構
放射性液(料)位計通常由放射源(射線源)、檢測器帶變送器組成。
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。放射源的選擇要綜合考慮被測介質的密度、容器的材料和壁厚及直徑等因素,由于申請相關許可證的實際情況,首選是四類五類放射源,由于137Cs半衰期長,使用壽命更長,根據廠家的計算在137Cs可以穿透的情況下,優先使用137Cs,在廠家計算137Cs無法穿透的情況,考慮使用60Co。 放射源有點源和棒狀源之分。137Cs一般為點源,也很難做成連續的棒狀源;而60Co既可做點源又可做棒狀源,通常多個137Cs點源可以替代達到棒狀源的效果。
放射源外形和內部結構如圖所示:

2、接收器
檢測器通常有電離室、蓋革管和閃爍計數器三種類型,電離室與蓋革管原理類似,電離室目前已經很少使用,由于經濟性的需求,蓋革管在料位開關測量中還有一定的應用。檢測器也分點狀接收器和棒狀接收器。目前使用廣泛的閃爍計數器通常是碘化鈉NaI(Ti) 晶體,PVT晶體和光纖等。當輻射γ射線進入閃爍晶體,使晶體中的原子受激,產生熒光,發光持續時間約為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。棒狀接收器和點式接收器外形如圖所示。

放射性液(料)位計主要參數
1、放射源
放射源通常為137Cs或60Co,放射源強度需要根據被測量介質特性、容器材質及厚度、容器尺寸和形狀,以及安全防護等因素,由制造廠經過嚴格計算后確定。
2、檢測器及變送器
測量范圍:0.05~2m(可以多節級聯)
測量精度:±0.5%FS(-40~+60℃)
環境溫度:-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
信號輸出:4-20mA+HART;ProfibusPA;Foundation Fieldbus
繼電器輸出:3A AC;1A DC
防護等級:IP66/IP67防護等級
防爆等級:ExdⅡA/B/CT1~6 Ga/Gb/Gc
安全認證: WHG/SIL1/SIL2/SIL3(可選)