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射线液位计的使用和管理 摘要： 射线液位计以独特的和非接触式的测量方式， 特别适合密闭容器中高温高压、高粘度、强腐蚀性、剧毒 物料液位的测量，其对于液态、固态、粉态等物理状态下 的料位测量也有很好的适用性。 关键词： 射线；液位测量；探测器 射线液位计是一种固定安装、连续测量物位的检测 仪表，它以核辐射检测技术为基础， 射线与物质相互作 用被吸收，射线强度随吸收物质的高度而变化，通过测量 射线辐射强度的变化，从而测量出被测液位的变化。该 仪表采用的是非接触测量方式，工作中仪表各部件与被测 介质不接触，所以特别适合密闭容器中高温高压、高粘度、 强腐蚀性、剧毒物料液位的测量。对于液态、固态、粉态 等物理状态下的料位测量有很好的适用性。陕西华山化工 集团股份有限公司主要应用于合成冷凝塔液位、合成氨分 离器液位、铜塔液位、尿素一分塔液位、尿素甲铵分离器 液位、尿素汽提塔液位和皮带核子秤两煤计量共计十余套。 一、仪表的工作原理 射线为波长极短的电磁辐射，对介质有很强的穿透 能力，其穿过物料前后的强度变化遵循朗伯-贝尔定律，按 指数规律衰减，射线衰减程度符合下列公式：I=I0e-h。 式中，I入射强度；I0出射强度；物料对 射线的线性吸收系数；h液位高度。穿过物料后的射 线强度和液位高度是非线性关系，对于小量程，可以通过 仪表内部的运算加以线性化处理来满足工业仪表线性刻度 的要求。但是如果使用单点源测量大量程的液位，放射源 的强度要求大得惊人，会带来防护上的困难。实际测量大 量程液位使用线状源，即一种射线强度呈一定函数分布的 特殊线放射源，保证探测器得到与液位成近似线性关系的 射线强度，即 I=I0+kh。线状源使用较低强度的放射源就能 够满足大量程液位的精确测量。当测量精度要求不高的时 候，可以使用多点源代替线状源。常用的 射线放射源有 C060 及 Cs137，考虑使用寿命，一般会选铯。但当容器壁 较厚，需要有较强穿透能力的场合，选用能量更大的钴更 合适。 二、仪表的结构 射线液位计由探测器、信号转换器和放射源及其容 器三部分组成。探测器、放射源及容器安装在测量现场， 信号转换器一般安装在控制室，也可安装在现场，通过专 用电缆与探测器连接。放射源被安装在一个特殊的容器内， 使放射源只能在某一个方向上的狭窄通道内无衰减的辐射 通过，容器上设有开关，可以在需要的时候关闭这个射线 通道。探测器有电离室、盖革米勒记数管、闪烁计数器等 几种型式。电离室探测器性能稳定，工作寿命长，但探测 效率低。盖革米勒记数管成本低，结构简单，但探测效率 低且工作寿命短。、闪烁计数器的探测效率高，可以减少 放射源强度并且工作寿命较长。 三、使用情况 陕西华山化工集团股份有限公司过去在高温高压设备 液位检测控制装置中使用常规仪表，由于工作条件较差， 腐蚀、堵、漏、假液位等故障较为频繁，维护检修工作量 大，经常影响工艺稳定运行，影响产品的产量和质量，在 不断探索中该单位选用了一台 射线液位计应用于铜洗铜 塔液位测量和控制，使用后效果明显，此后便开始了较多 的应用。液位测量主要使用了天华化工自动化研究设计院 HZ-5203B 和 HZ-5203C 型及 XX 中核高通同位素公司的 射 线料位计。探测器选用 HZ-0100 型等 射线防爆探测器， 具有探测效率高使用寿命长的特点。放射源有 C060 和 Cs137 两种，用铅容器保护。转换器采用以单片机为核心的 电子线路，将探测器检测到的变化信号转换成与测量量程 对应的 0mA-10mA 或 4mA-20mA、0V-5V 标准信号输出。仪表 会按照放射源强度的衰减率自动进行修正。应用后较好地 解决了过去使用常规仪表存在的问题，也较好地实现了仪 表长周期运行。使用中有时也会发生真假液位的争议，对 此，如果仪表长时间指示较低，可以用一块厚钢板或铅板 插在探测器前面，若液位指示上升而撤回挡板指示恢复， 可以判断仪表正常。而当仪表长时间指示满刻度，可以把 探测器拆下靠近放射源盒表面附近，若此时液位指示下降， 而探测器缓慢远离容器表面，仪表指示又逐渐上升，可判 断仪表反映的液位真实。一般 射线液位计的仪表故障多 发生在探测器，原因主要有高压供电中断、高压分压器分 压电阻开路或短路、光电倍增管损坏等。光电倍增管价格 较高，应注意保护。 四、管理与安全卫生 过去由于认识不足，人们谈“核”色变，限制了 射 线液位计的推广应用。实际上放射源都是严格按标准要求 进行封闭的，卫生防疫部门对射线的安全情况还会定期进 行现场实地检测，不符合国家标准是不允许安装和使用的， 更不可能组织生产。使用 射线液位计应该注意以下方面： 及时和卫生防疫部门、公安部门取得联系，进行现场射线 强度检测，办理相关手续；设置安全警示标志；安装位置 一方面要考虑工艺和仪表要求，另一方面要远离人行过道； 工艺设备停车检修需要进塔入罐前，一定要及时联系关闭 放射源，检修结束方可打开放射源开关；选购仪表要选择 有实力的厂家，让制造厂不仅负责仪表的安装调试，并且 负责放射源的维护和回收，因为废旧放射源的处理也是相 当复杂的。 五、结束语 放射线测量仪表适用于极端过程条件下其他测量方 法无法实施的场合，具有不必考虑被测介质的组分、化学 及物理