γ射線料位計(jì)主要組成
①放射源及其源容器
放射源一般選用鈷-60(Co)或銫-137(Cs)，鈷-60半衰期5.3年，銫-137半衰期30.2年。放射源外形很小，一般用的放射源經(jīng)過氬弧焊多層密封后，尺寸大小為Φ10×10mm左右，或Φ8×10mm、Φ10×12mm。但為了對(duì)射線進(jìn)行防護(hù)，使其通過一個(gè)狹小扇區(qū)穿過設(shè)備，需將放射源放入鉛容器中，鉛容器一般為幾十公斤甚至幾百公斤重。不同廠家的鉛容器，尺寸、形狀、對(duì)接法蘭等規(guī)格會(huì)有不同，鉛容器帶有鎖閉裝置，不用放射源時(shí)可以關(guān)閉。
②探測(cè)器
探測(cè)器也稱探頭、接收器，主要用于探測(cè)射線，并將射線產(chǎn)生的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。主流探測(cè)器內(nèi)部主要元器件為：閃爍晶體、光電倍增管、前置電路。也有電離室探測(cè)器和計(jì)數(shù)管探測(cè)器，探測(cè)效率比較低，市場使用率很小。射線照射到閃爍晶體上，會(huì)產(chǎn)生光子，光子與光電倍增管表面涂的光感材料(稱為光陰級(jí))撞擊，光子的能量被光陰級(jí)材料中的電子吸收，電子獲得能量，離開光陰級(jí)材料。光電倍增管將光陰極接受到的電子進(jìn)行倍增后，輸出給前置電路部分進(jìn)行整形、濾波、運(yùn)算等處理。
當(dāng)前主流的閃爍晶體主要分NaI、PVT、光纖等。
a、NaI晶體屬于無機(jī)閃爍體，探測(cè)效率高，但單位體積的價(jià)格很高，尺寸一般做得較小，用于物位開關(guān)或點(diǎn)式探測(cè)器測(cè)量料位的測(cè)量系統(tǒng)中；
b、PVT晶體屬于有機(jī)塑料閃爍晶體，可測(cè)量最長3m左右的物位，如果用級(jí)聯(lián)探測(cè)器，長度會(huì)達(dá)到更長；
c、光纖也屬于有機(jī)閃爍晶體，比較柔軟，單根測(cè)量長度可達(dá)到6-7m。可用于測(cè)量不規(guī)則形狀料倉的料位，它能使實(shí)際料位變化的輸出曲線更具線性，但光纖探測(cè)效率很低，相應(yīng)地所需放射源活度大，對(duì)周圍環(huán)境輻射影響也大。前置電路一般包括電壓放大器、射極輸出器(針對(duì)閃爍體計(jì)數(shù)器來說)，以放大信號(hào)電壓和功率，并使光電倍增管的輸出阻抗與所連接的遠(yuǎn)傳輸電纜匹配。
③轉(zhuǎn)換器
轉(zhuǎn)換器用于將探測(cè)器輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為觸點(diǎn)信號(hào)、或標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出給DCS或其他外圍設(shè)備。轉(zhuǎn)換器一般置于非防爆的機(jī)柜間，轉(zhuǎn)換器上帶有顯示表。當(dāng)前很多較為先進(jìn)的儀表會(huì)將探測(cè)器和轉(zhuǎn)換器整合為一體，統(tǒng)稱為探測(cè)器。這樣，γ射線料位計(jì)就包括2個(gè)主要部分：放射源、探測(cè)器。
核子料位計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
1、SH/T3005-2016《石油化工自動(dòng)化儀表選型設(shè)計(jì)規(guī)范》
8.2.10 放射性物位計(jì)的選型應(yīng)符合下列規(guī)定：
a)對(duì)于高溫、高壓、高薪度、易結(jié)晶、易結(jié)焦、強(qiáng)腐蝕、易爆炸、有毒性或低溫等液位和粉料、粒料等固體料位的非接觸式連續(xù)測(cè)量，當(dāng)其他液位儀表不能使用時(shí)，宜選用放射性物位計(jì)；
b)放射源的強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)測(cè)量和安全性要求進(jìn)行選擇。現(xiàn)場的射線劑量當(dāng)量應(yīng)符合GBZ125-2009標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1級(jí)防護(hù)要求，放射源類型宜選用銫137(Csl37)，也可選用鉆60(Co60)；
c)放射源的種類，應(yīng)根據(jù)測(cè)量要求和被測(cè)對(duì)象特點(diǎn)、容器材質(zhì)及壁厚等因素進(jìn)行選擇；
d)為避免由于放射源衰變而引起的測(cè)量誤差，提高運(yùn)行的穩(wěn)定性和減少校驗(yàn)次數(shù)，測(cè)量儀表應(yīng)有衰變補(bǔ)償功能；
e)放射性物位計(jì)的放射源和探測(cè)器宜選用下列組合：
1)點(diǎn)型放射源和棒型(或纜型)探測(cè)器；
2)棒型放射源和點(diǎn)型探測(cè)器；
3)棒型放射源和棒型(或纜型)探測(cè)器；
f)放射源應(yīng)考慮防火，并裝在專用容器內(nèi)，專用容器外殼材質(zhì)最低為316SS。放射源應(yīng)有隔離射線裝置；
g)放射源宜帶有遙控氣動(dòng)或電動(dòng)源閘，當(dāng)氣源、電源或遙控線路故障時(shí)，源閘應(yīng)能自動(dòng)關(guān)閉。
2、HG/T20507-2014《儀表選型設(shè)計(jì)規(guī)范》
7.3.1 顆粒狀物料和粉粒狀物料，如：煤、塑料單體、肥料、砂子等料位連續(xù)測(cè)量和位式測(cè)量，宜選用電容式料位計(jì)(開關(guān))或射頻導(dǎo)納式料位計(jì)(開關(guān))。電容式料位計(jì)(開關(guān))或射頻導(dǎo)納式料位計(jì)(開關(guān))的選型應(yīng)符合下列要求：
1當(dāng)存在易掛料的顆粒狀物料和粉粒狀物料的工況，其料位連續(xù)測(cè)量和位式測(cè)量宜選用射頻導(dǎo)納式料位計(jì)(開關(guān))。
2當(dāng)被測(cè)介質(zhì)為粉體，料位為非平面時(shí)，電容式料位計(jì)或射頻導(dǎo)納式料位計(jì)可采用幾根電極測(cè)量其平均料位。
7.3.5 對(duì)于高溫、高壓、黏附性大、腐蝕性大的塊狀、顆粒狀、粉粒狀物料的料位位式測(cè)量和連續(xù)測(cè)量，在使用其他料位儀表難以滿足測(cè)量要求時(shí)，可選用核輻射式測(cè)量儀表。核輻射式測(cè)量儀表選型要求應(yīng)按本規(guī)范第7.2.11條第1~2款的規(guī)定采用。
核子料位計(jì)典型應(yīng)用
1、丙烷脫氫裝置(PDH)催化劑連續(xù)再生/連續(xù)還原工段。提升、閉鎖料斗高溫介質(zhì)催化劑料位(Csl37)測(cè)量(料位開關(guān)，料位變送器等)(放射源類型選擇與設(shè)備壁厚有關(guān))。
2、可降解塑料裝置(PBAT)增粘釜內(nèi)高溫聚合物連續(xù)料位(Csl37)測(cè)量(放射源類型選擇與設(shè)備壁厚有關(guān))。
核子料位計(jì)主要生產(chǎn)廠商
1、進(jìn)口品牌生產(chǎn)廠商：①德國E+H；②德國伯托；③德國VEG
2、國產(chǎn)品牌生產(chǎn)廠商：①武漢波光源科技有限公司；②南京愚工智能技術(shù)有限公司；③北京華科拓普電子儀器有限公司
綜上所述，依據(jù)不同類型工藝裝置特點(diǎn)，克服儀表檢測(cè)難點(diǎn)等問題，合理選用核子料位開關(guān)、料位變送器等。保證生產(chǎn)裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行。
相關(guān)閱讀
◆放射性液(料)位計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)和選型使用注意事項(xiàng)
