專利名稱：利用天然放射性測量物位的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及物位測量方法，尤其是指利用被測物料和環(huán)境的天然放射性測量物位的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的非接觸式物位測量方法，不需要采用裝有放射性同位素的輻射源，利用被測物料和環(huán)境的天然放射性，通過測量容器內(nèi)不同的物位狀態(tài)產(chǎn)生的不同的放射性信號來測量物位。
為達到上述目的，本發(fā)明的解決方案是在容器外部測量出待測物料和環(huán)境的天然放射性，標定出測量到的放射性水平與容器內(nèi)物位的對應關系，然后通過在容器外部測量放射性水平來測量容器內(nèi)的物位。
一種利用物料和環(huán)境的天然放射性測量物位的方法，采用以下步驟(1)在容器外部設定位置測量出待測物料和環(huán)境的天然放射性；(2)標定測量到的放射性水平與容器內(nèi)物位的對應關系；(3)在容器外部設定位置測量待測物料和環(huán)境的實際放射性水平，根據(jù)上述標定的放射性水平與容器內(nèi)物位的對應關系，得到容器內(nèi)物料的實際物位。
該步驟(1)可包括根據(jù)物位測量要求及容器的構造和尺寸，設定測量位置；在該設定測量位置安置γ射線探測設備；該步驟(2)可包括使該射線探測設備相對于該容器保持靜止，根據(jù)測量精度要求，逐漸改變?nèi)萜鲀?nèi)的物位，分別測量在不同的物位狀態(tài)下物料和環(huán)境的放射性水平；根據(jù)測量數(shù)據(jù)標定放射性水平與容器內(nèi)物位的對應關系。
利用物料和環(huán)境的天然放射性測量物位的方法，可以采用以下步驟(1)在容器外部測量出待測物料和環(huán)境的天然放射性選擇探測效率較高的γ射線探測設備，在容器外部測量。因為環(huán)境的放射性在某種程度上說是不可避免的，測量結(jié)果實際上是環(huán)境的放射性和物料的放射性綜合作用的結(jié)果，所以必須要測量待測物料和環(huán)境的總體天然放射性水平。待測物料和環(huán)境的天然放射性水平越低要求探測設備的探測效率越高，可以根據(jù)實際測量情況更換更先進的探測設備；對于相同的測量精度要求，如果探測設備的探測效率越高，測量時間或者稱做響應時間就越短。
根據(jù)物位測量要求及容器的構造和尺寸，選擇測量位置。通常應選在測量量程的中間點。
根據(jù)容器的構造和實際情況，選擇γ射線探測設備的安裝固定方式。通常用支架。如圖5所示。
當容器內(nèi)裝滿物料和空時，γ射線探測設備應該能夠可靠地測量到放射性水平的差異。否則需要延長測量時間，或降低測量精度，或更換更先進的探測設備。
(2)標定測量到的放射性水平與容器內(nèi)物位的對應關系根據(jù)待測物位的測量精度要求，逐漸改變?nèi)萜鲀?nèi)的實際物位，由空到滿，或由滿到空。在不同的物位狀態(tài)下，分別測量物料和環(huán)境的放射性水平。如果在允許的時間內(nèi)，無法可靠地測量到各物位狀態(tài)下放射性水平的差異，則需要更換更先進的探測設備，或者降低要求(降低測量精度或延長響應時間)。最好多測幾次，考察重復測量精度。
根據(jù)測量數(shù)據(jù)標定放射性水平與容器內(nèi)物位的對應關系。
(3)實際測量物位在容器外部測量待測物料和環(huán)境的放射性水平。
根據(jù)標定的放射性水平與容器內(nèi)物位的對應關系，得到容器內(nèi)物料的物位。
對于不同的應用場合，比如不同材料、不同結(jié)構或不同尺寸的容器，或者不同的被測物料，不同的測量精度或響應時間，都應該重新標定測量關系。對于不同的測量環(huán)境的放射性，可以采用屏蔽的辦法消除或降低影響。
由于采用了上述方案，本發(fā)明的方法不需要另外使用放射性物質(zhì)作為信號源，測量方便，不會造成環(huán)境污染、威脅人體健康。
圖2為斜穿式安裝的連續(xù)測量電離輻射物位計示意圖。
圖3為上下對穿式安裝的連續(xù)測量電離輻射物位計示意圖。
圖4為采用條形探測器和橫向?qū)Υ┦桨惭b的連續(xù)測量電離輻射物位計示意圖。
圖5為采用本文描述的方法的電離輻射物位計的測量示意圖。
圖6為灰斗灰位實際測量示意圖。
圖7為標定的物位高度與每秒測得的射線計數(shù)關系曲線示意圖。
1、工藝過程要求靜電除塵器在火力發(fā)電、冶煉、化肥廠等需要對煙氣除塵的領域有廣泛的應用。電除塵器是排煙煙道中的一段，其中安裝了許多高壓電極板，當煙氣經(jīng)過電極板時，煙氣中的灰塵被吸附到電極板上，然后經(jīng)振打掉落到下方的灰斗里。電除塵灰斗用于收集并暫時儲存電除塵器除下來的灰。當灰斗內(nèi)的灰位達到一定高度時，需要及時排除。否則，灰位太高會造成電除塵器的電極板短路，損壞設備。通常，根據(jù)報警監(jiān)測點的位置和灰位上升速度，及允許的最高安全灰位，要求的最長灰位報警延遲時間應在20秒內(nèi)。如果報警監(jiān)測點的位置設置太低，會造成設備的頻繁運動，加快了磨損并浪費能源。
2、制作NaI(Tl)閃爍探測器作為γ射線探測設備和固定支架(1)NaI(Tl)閃爍探測器是使用較多的γ射線探測設備。它的探測效率較高，在30％左右。晶體選用3英寸的NaI，在探頭的上、下、左、右和后方用10mm厚的鉛皮做屏蔽。制作NaI(Tl)閃爍探測器的方法是已有公知技術，此不詳述。
(2)灰位測量要求的是高灰位報警，選擇設定測量位置在灰斗高位。
(3)在灰斗的壁上焊接支架，固定γ射線探測設備。安裝方式有許多種，只要使得探測器與被測容器的相對位置保持固定就可以。如圖6所示用支架6固定探測器5，來測量灰斗8內(nèi)的灰9的物位，將支架6固定在灰斗8壁上或灰斗8附近的固定物體(未示于圖)上。探測器5與灰斗8的相對位置要根據(jù)工藝過程和實際測量的要求來決定。
(4)當灰斗內(nèi)裝滿灰和排空時，該γ射線探測設備在響應時間為20秒時可靠地測量到了放射性水平的差異。部分測量結(jié)果如下

3、標定測量到的放射性水平與灰斗內(nèi)灰位的對應關系(1)在靜電除塵器正常工作狀態(tài)下，排空灰斗后關閉排灰閥門，灰斗內(nèi)灰位開始逐漸升高，由空到滿連續(xù)變化。同時測量灰斗內(nèi)灰的放射性水平，每1秒讀取一次射線計數(shù)。圖6為測量示意圖，部分數(shù)據(jù)如下表

應進行不少于3次的測量，求得一組均值；當然若對精度有更高要求也可以測量更多次并按數(shù)理方法進行分析處理求取結(jié)果。
(2)根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制曲線依據(jù)求得的這一組數(shù)據(jù)可繪制物位高度與每秒測得的射線計數(shù)關系曲線，如圖7所示。其中橫軸為被測物料的物位高度(h)，縱軸為探測器每秒測得的射線計數(shù)(N)。
對于不同的應用場合，比如不同材料、不同結(jié)構或不同尺寸的容器，或者不同的被測物料，不同的測量精度或響應時間，都應該重新標定測量關系。對于不同的測量環(huán)境的放射性，可以采用屏蔽的辦法消除或降低影響。
4、實際灰位測量在得到上述曲線圖或數(shù)據(jù)表后，就可以開始實際測量灰位。首先，要測量1秒鐘灰斗內(nèi)灰的放射性水平(縱軸數(shù)值N)，根據(jù)上述曲線圖7或數(shù)據(jù)表，就可以對應得到一個值(縱軸數(shù)值h)。h就是灰斗內(nèi)的灰位。
例如當測得的N＝134255時，查曲線圖或數(shù)據(jù)表得知對應灰位h在3417mm和3420mm之間。
當測得的N＝10000時，查曲線圖或數(shù)據(jù)表得知對應灰位h在972mm和975mm之間。
當測得的N＝80000時，查曲線圖或數(shù)據(jù)表得知對應灰位h在2313mm和2316mm之間。
當測得的N＝35000時，查曲線圖或數(shù)據(jù)表得知對應灰位h在1809mm和1812mm之間。
權利要求
1.一種利用天然放射性測量物位的方法，其特征在于采用以下步驟(1)在容器外部設定位置測量出容器內(nèi)待測物料和環(huán)境的天然放射性水平；(2)標定測量到的放射性水平與容器內(nèi)物位的對應關系；(3)在容器外部設定位置測量實際的放射性水平，根據(jù)上述標定的放射性水平與容器內(nèi)物位的對應關系，得到容器內(nèi)物料的實際物位。
2.根據(jù)權利要求1所述的利用物料和環(huán)境的天然放射性測量物位的方法，其特征在于該步驟(1)包括根據(jù)物位測量要求及容器的構造和尺寸，設定測量位置；在該設定測量位置安置γ射線探測設備；該步驟(2)包括使該γ射線探測設備相對于該容器保持靜止，根據(jù)測量精度要求，逐漸改變?nèi)萜鲀?nèi)的物位，分別測量在不同的物位狀態(tài)下物料和環(huán)境的放射性水平；根據(jù)測量數(shù)據(jù)標定放射性水平與容器內(nèi)物位的對應關系。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用天然放射性測量物位的方法，采用以下步驟在容器外部設定位置測量出待測物料和環(huán)境的天然放射性；標定測量到的放射性水平與容器內(nèi)物位的對應關系；在容器外部設定位置測量待測物料和環(huán)境的實際放射性水平，根據(jù)上述標定的放射性水平與容器內(nèi)物位的對應關系，得到容器內(nèi)物料的實際物位，本發(fā)明的方法利用被測物料和環(huán)境的天然放射性，通過測量容器內(nèi)不同的物位狀態(tài)產(chǎn)生的不同的放射性信號來測量物位，不需要另外使用放射性物質(zhì)作為信號源，不需要進行半衰期校正，測量方便，不會造成環(huán)境污染、威脅人體健康。
文檔編號G01F23/288GK1438475SQ0311582
公開日2003年8月27日 申請日期2003年3月14日 優(yōu)先權日2003年3月14日
發(fā)明者郭云昌, 陳群英, 宋東風 申請人:郭云昌