專利名稱：連鑄機結晶器鋼水液位測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬物位測量領域，具體涉及利用放射源測量連鑄機結晶器鋼水液位的裝置。
放射性同位素用于連鑄機結晶器鋼水液位測量具有準確、可靠的優(yōu)點。現(xiàn)有的內置式(指放射源安裝在結晶器水箱內)射源型鋼水液位測量裝置(美國專利US5564487)將放射源嵌入結晶器銅管上的穴槽內，或將桿狀放射源通過結晶器法蘭插入結晶器水箱中，其缺點是這些放射源不帶物質屏蔽，操作劑量比較大，尤其是嵌入式的安裝困難，操作周期長，很少應用。其改進型是將桿狀放射源連同縮小了體積的原用于外置式(指放射源安裝在結晶器外)的圓柱形鉛容器通過結晶器法蘭吊裝入結晶器水箱內，這種圓柱形鉛容器內還有一個靠邊的旋轉圓柱體，放射源位于旋轉圓柱體的邊界處，源開時放射源旋轉至圓柱形鉛容器的邊界處，源關時放射源旋轉至圓柱形鉛容器的中央位置，對放射源進行全方位的屏蔽。這種方法的缺點是全方位屏蔽的效果較差。現(xiàn)有技術的另一個缺點是放射源大角度照射導至散射輻射水平較高，在圓坯等結晶器上的測量精度較差。
本實用新型的目的是要提供一種內置式射源型連鑄機結晶器鋼水液位測量裝置，其所用放射源帶有能有效降低操作者受照水平和消除接受器所受散射γ干擾的屏蔽結構。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的放射源和屏蔽盒組成源盒，源盒為定向屏蔽結構，即放射源處于源盒的靠近銅管的側壁內，或處于源盒的靠近銅管一側的凹槽中，由此加大了源與操作者之間鉛、鎢或貧鈾等屏蔽物質的厚度，降低了γ照射水平，在必要時又限制了射束范圍，消除了散射γ的干擾，提高了鋼水液位測量的精度。對于結晶器上只需要單向屏蔽的放射源，用側推式源盒，即源盒從結晶器水箱側面推入結晶器水箱內的源盒安裝盒內，或用豎裝式源盒，即源盒通過結晶器法蘭裝入結晶器水箱內的源盒安裝盒內。對于在結晶器上需要全方位屏蔽的放射源，方位可改變的豎裝式源盒通過結晶器法蘭裝入結晶器水箱內的源盒安裝盒中，并在結晶器水箱內靠近源盒安裝盒處設固定屏蔽塊，改變源盒的方向使源盒中的放射源朝向固定屏蔽塊時即實現(xiàn)了全方位的屏蔽，在不增加可操作的源盒的重量的條件下，提高了全方位屏蔽的效果。當源盒從結晶器上取下時，源盒裝入源盒屏蔽容器內與源盒形狀相對應的穴槽中，使放射源受到全方位的有效的屏蔽。
傳統(tǒng)的內置式射源型連鑄機結晶器鋼水液位測量裝置用于小斷面結晶器時將桿狀放射源通過結晶器法蘭插入結晶器水箱內，在結晶器上安裝放射源或從結晶器上取下放射源時，直接操作無屏蔽的裸源桿，盡管放射源的活度較小，但由于操作距離較近，操作劑量還是比較大的。這種源轉移或存放時，一般裝入一個直徑60mm的鉛容器中央，其有效鉛屏蔽厚度只有15mm，對銫137源的γ輻射只能減弱4倍，因而環(huán)境輻射水平較高。當用于大斷面結晶器時，由于大斷面結晶器的銅管壁較厚，源與接受器之間的距離較遠，源桿的活度較大，傳統(tǒng)的改進型內置式射源型連鑄機結晶器鋼水液位測量裝置的圓柱形鉛容器受結晶器的有限尺寸以及結晶器法蘭密封結構的限制，其外徑一般為70mm，而其內外圓柱體的多層結構材料又占去了較大的空間，其全方位屏蔽的有效鉛厚度也只有17mm，對銫137源的γ輻射只能減弱4.5倍，這是遠遠不夠的。另外，在結晶器內裸源桿向4π立體角的空間照射，傳統(tǒng)的圓柱形鉛容器源開時的照射主體角接近2π，當源離結晶器銅管較遠，或用于圓坯結晶器時，射到接受器上的與結晶器銅管內鋼水液位高低無關的散射γ的貢獻較大，即接受器的滿位計數(shù)率較高，約為空位計數(shù)率的二分之一，這意味著散射輻射將使低液位的計數(shù)率提高一倍，使90％高液位的計數(shù)率提高10倍，由此引起的計數(shù)率統(tǒng)計漲落的加大將使低液位和高液位的測量精度分別變差1.4倍和3.3倍。本實用新型的定向屏蔽結構增加了鉛的有效厚度，對于Φ70的源盒，鉛的有效厚度為58mm，對銫137源發(fā)射的γ輻射可以降低470倍。對于圓坯結晶器，本實用新型的限制γ射束的凹槽結構將使接受器的滿位計數(shù)率降低到空位計數(shù)率的二十分之一，從而保證了連鑄機結晶器鋼水液位的測量精度。通常源盒安裝在結晶器內弧，源盒內的定向屏蔽結構對通常在內弧操作的澆鋼工和拆、裝放射源的操作工起到極好的保護作用。當需要對結晶器銅管內的操作進行保護時，使源盒安裝盒內的屏蔽材料朝向銅管一側，而使放射源處于該屏蔽材料與固定屏蔽塊之間，對放射源進行全方位屏蔽。在結晶器檢修期間，從結晶器上取下的源盒放入源盒屏蔽容器的穴槽中，降低了環(huán)境輻射水平。
本實用新型的具體結構由以下實施例及附圖給出


圖1a、1b和1c是側推內置式連鑄機結晶器鋼水液位測量裝置示意圖；圖2a、2b和2c是豎裝內置式連鑄機結晶器鋼水液位測量裝置示意圖；圖3a、3b和3c是用于圓坯結晶器的側推內置式鋼水液位測量裝置示意圖。
以下結合附圖詳細說明依據(jù)本實用新型推出的具體裝置的細節(jié)及工作情況。
本實用新型第一個實施例如
圖1a、1b和1c所示。圖中結晶器(105)的水箱(107)內弧有源盒安裝盒(102)，源盒(101)安裝在其中，銫137線狀放射源(101a)處于源盒(101)的對著結晶器銅管(108)一側的內壁中，源盒(101)中的鉛屏蔽材料(101b)有58mm厚，對于處于內弧的操作者可以將受照水平降低470倍。源盒(101)的操作把手(101c)上有卡銷(101d)，旋轉把手(101c)可使卡銷(101d)卡入或移出源盒安裝盒(102)側壁上的卡槽，以此實現(xiàn)源盒的快速安裝或拆除。在結晶器水箱另一側(即外弧)有接受器(103)和接受器安裝筒(104)，圖中的接受器(103)是從結晶器外弧右側插入結晶器水箱外弧左側(從源盒所處的內弧看)，接受器內的探測元件(103a)的中心與線源(101a)之間的連線(即射束中心線)離結晶器(105)左側的銅管壁較近，這種布置有利于避開水口干擾，并使接受器(103)整體地處于結晶器水箱(107)內。源盒(101)和接受器(103)受到法蘭(106)和水箱(107)極好地保護和冷卻。隨著結晶器(105)銅管(108)內的鋼水(109)液位(110)的升高或降低，接受器(102)探測到的銫137線源(101a)的γ射線的信號將減少或增加，由此確定連鑄機結晶器銅管(108)內鋼水液位(110)的高度。在結晶器檢修期間，從源盒安裝盒(102)取出的源盒(101)裝入源盒屏蔽容器(111)的穴槽中。在放射源長期存放或運輸期間，可將源盒(101)的把手(101c)取下。源盒屏蔽容器(111)為直徑133mm的圓柱體，對存入其中的銫源(101a)有470倍的全方位屏蔽作用。
本實用新型的第二個實施例如圖2a、2b和2c所示。外徑為70mm的源盒(201)通過結晶器(205)的法蘭(206)安裝在結晶器水箱(207)內，圖中銫137線狀源(201a)在源盒(201)側壁內靠近結晶器(205)的銅管(208)的一側為源開的位置。在結晶器水箱另一側有接受器(203)和接受器安裝筒(204)，隨著結晶器(205)銅管(208)內的鋼水(209)的液位(210)的升高或降低，接受器(202)探測到的銫137源(201a)的γ射線的信號將減少或增加，由此確定連鑄機結晶器銅管(208)內鋼水液位(210)的高度。將源盒(201)旋轉180°，線狀銫137源即處于源盒(201)的鉛屏蔽材料(206)與位于結晶水箱內的固定屏蔽塊(212)之間，由此實現(xiàn)對線狀銫137源的全方位屏蔽(源盒、固定屏蔽塊和周圍的結構材料將使任何方向上的屏蔽效果大于470倍)。在結晶器檢修期間，從源盒安裝盒(202)取出的源盒(201)裝入源盒屏蔽容器(211)的穴槽中。
本實用新型的第三個實施例如圖3a、3b和3c所示。圖中的結晶器(305)的銅管(308)為圓形。源盒安裝盒(302)和接受器安裝盒(304)分別安裝在結晶器(305)水箱(307)的內弧和外弧。隨著結晶器銅管(308)內鋼水(309)的液位(310)的升高和降低，線狀銫137源(301a)的γ射線在接受器(303)內產(chǎn)生的信號減少或增加，由此確定連鑄機結晶器銅管(308)內鋼水液位(310)的高度。源盒(301)的接近銅管的一端設凹槽(301a)，線狀銫137源(301a)安裝在凹槽(301c)內，對γ射束進行限制。源盒(301)中的鉛屏蔽材料(301b)將使處于內弧的操作人員的受照射的水平降低470倍(穿過58mm鉛)，并且使線狀銫137源(301a)繞過銅管右側圓弧(從圖中源盒方位看)由結晶器水箱(307)中的水小角度散射到接受器(303)的γ輻射水平降低了10倍(穿過25mm鉛)，使結晶器銅管內的鋼水液位達到液位測程上限(即滿位)時接受器的計數(shù)率僅為液位達到下限(即空位)時的二十分之一，提高了連鑄機結晶器鋼水液位測量裝置的測量精度。從圖中可以看出，如果源盒不設限制γ射束的凹槽，從源(301a)射入水箱水中的γ射線，經(jīng)過小角度散射就能達到接受器，可見在該種照射幾何條件下限制γ射束的凹槽的必要性。圖中接受器(303)在水箱內的接受器安裝盒(304)內豎直安裝，加大了接受器(303)的長晶體(303a)接受銫137線狀源(301a)γ射線照射的面積，提高了測量靈敏度。接受器(303)和源盒(301)受到法蘭(306)和水箱(307)極好地保護和冷卻。在結晶器檢修期間，從源盒安裝盒(302)取出的源盒(301)存入相應的源盒屏蔽容器中。
權利要求1.一種測量連鑄機結晶器鋼水液位的裝置，它由安裝在結晶器水箱內接近一側銅管的放射源和安裝在結晶器水箱內接近對面一側銅管的接受器組成，其特征在于，放射源位于含屏蔽材料的源盒內接近結晶器銅管的一側。
2.根據(jù)權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，放射源位于源盒內接近結晶器銅管一側的凹槽內。
3.根據(jù)權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，源盒由結晶器水箱側面推入結晶器水箱內的源盒安裝盒中。
4.根據(jù)權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，源盒通過結晶器法蘭裝入結晶器水箱內的源盒安裝盒中。
5.根據(jù)權利要求1和權利要求4所述的測量裝置，其特征在于，在結晶器水箱內靠近源盒安裝盒有固定屏蔽塊，改變源盒在源盒安裝盒內的方位可使放射源處于源盒的屏蔽材料與固定屏蔽塊之間。
專利摘要本實用新型涉及利用放射性同位素測量連鑄機結晶器鋼水液位的裝置,它由安裝在結晶器水箱內接近一側銅管的放射源和安裝在結晶器水箱內接近對面一側銅管的接受器組成,放射源處于具有定向屏蔽作用的源盒中,即處于含屏蔽材料的源盒內接近結晶器銅管的一側或接近銅管一側的凹槽中,源盒從結晶器側面或通過結晶器法蘭裝入結晶器水箱內的安裝盒中,在必要時在結晶器水箱內靠近源盒安裝盒處安裝固定屏蔽塊。
文檔編號B22D2/00GK2482467SQ0122893
公開日2002年3月20日 申請日期2001年6月25日 優(yōu)先權日2001年6月25日
發(fā)明者姜虹 申請人:姜虹