化工仪表、电力热控系列培训资料(六)

1、.共同窗习、共同提高 HBH_XH首发PAGE ：.；PAGE 17化工仪表、电力热控系列培训资料六化工仪表、电力热控系列培训资料六同位素料位计维护与维修第一部分同位素料位计运用概略种类：同位素料位计是一种工业检测仪表，主要运用的有三种：料位计、厚度计、密度计。运用范围：广泛地运用于化工、矿山、水泥、冶金、化肥、轻纺、食品、电力等部门。料位计：料位计运用数量最多，占同位互仪表的70%以上，主要运用于化肥厂，水泥厂、火电厂等。料位计的方框图： 1、放射源和核辐射探测器组成参数变换器，其功能在于把被丈量的解电参数X转变成为和被测参数有一定函数关系的电信号IX。该信号被加到电转换器的输入端，经电子线

2、路的处置后专变成为能推进二次仪表的电信号I2X。参数转换器和电转换器统称为一次仪表。二次仪表为显示仪表，记录仪器、控制仪器或计算机等。五、料位计称号的由来：同位素料位计是同位素工业仪表的一种，更确切的讲应为物位计更适宜，由于不论被测对象是料位、液位、或是其他可变物体，都可统归于物体的位置丈量。六、同位素料位计的特点：1它的检测是非接触式的。2可对高压、密封、易燃、强腐蚀等特殊条件下的被测物进展延续自动检测。3它能和微机及其他自控设备联网。第二部分：核辐射一、原子核根底知识：、1、元素和原子核：组成每种元素的根本单元是原子。原子是具有元素一切物性的最小“微核元素就是一切同种原子的总称。2、放射性

3、同位素：1同位素：具有一样质子数不同中子数年的同一种元素的原子，互称为同位素。如： 2同位素有稳定的和不稳定的两种， 不稳定的同位素，在没有任何外因的作用下，原子核的成分或形状会自动变化莫测，在变化的过程中放射出人眼看不见的射线，这种景象称放射景象，这种性能称放射性能，这种变化称为放射性衰变或放射性蜕变。而具有放射性能的同位素称为放射性同位素。3放射性同位素放射出来的常见惯的有三种：。射线或称粒子是带正电的原子核流。带两个正电荷射线或称粒子是高速运动的电子流。带一个负电荷射线或称光子是从原子核中发射出来的电磁波。速度等于光速3*108米/秒，波长极短。不带电3、放射性衰变规律：1放射强度：放射

4、性同位素的原子核在单位时间里衰变的数目称为放射性强度。或放射性活度单位是居里CI。2单位换算关系：1居里Ci=1000毫居里mCi 1毫居里mCi=1000微居里Ci注：新的单位为贝克勒尔Becquerel，符号：Bq. 定义为：每秒一次衰变。3半衰期：就是放射性强度衰减一半时所需的时间，符号放射性强度随时间减弱，吸从指数衰减规律：I=I0e-t注：I0为初始时的放射强度，I为经过时间t后的放射强度。称为衰变常数：=Ln2/T1/2=0.693/ T1/2上式可改写为：I= I0e-0。693t/ T1/24几种同常见同位素的半衰期：核素称号元素符号半衰期钴-60Co5.263年氪85Kr10

5、.76年铯Cs30年钡133Ba10.9年铕152Eu13.2年镭226Ra1600年铀238U45亿年碘-131I8.03天钋212Po3.0410-7年碳-14C5760年二、射线与物质的相互作用1、射线与物质作用的主要效应：1光电效应：光子穿过物质时，和物质中的原子发生碰撞，它能够把本人的能量交给原子核外的一个电子，这电子脱离原来的轨道而运运，而光子本身那么被物质吸收，这种效应称为光电效应。2散射效应： 3电子对效应 三、常见的射线源射线性同位素虽然有许多，但是有的半衰期太短，有的来之不易，所以射线料位计所用的放射源，目前绝大多数为钴-60或铯-，钴-60的半衰期为5.263年，铯-的半

6、衰期为30年。所以，我们所用放射钴-60普通五年，就要换新源。第三章：核辐射探测器一、计数管：1、种类：常用的有J408和J306。2、用途：主要用于电厂和水泥厂所用的开关型料位计的探测器。3、任务特性：1优点：A灵敏度高，B 脉冲幅度大C 稳定性高D运用方便，本钱低开关量控制。2缺陷：A分辨时间长B 探测效率低C 有乱真计数。二、闪烁计数器：闪烁计数器包括：闪烁体，光电倍增管，和相应的输出电路。1、闪烁体1按化学性质分类，可分为无机的和有机的两大类，按物质形状来分，可分为固体固体和粉末、液体、气体、塑料等类型。2射线料位计中常用的闪烁体为无机闪烁晶体，如碘化钠闪烁晶体或碘化铯闪烁晶体。3碘化

7、钠晶体：型号：ST-101 发射波长：4100A 主要用途：丈量射线能谱。外形特征：圆柱形、铝盒、铝入射窗。尺寸：4040mm2、光电倍增管：1组成部分：光阴极，倍增极，阳极。2原理：利用光电效应把入射光转换为光电子，从而把微弱的光转换成电流脉冲。而光电子经倍增管极依次逐级倍增，最后，电子搜集在阳极上，产生很大的电流脉冲。3暗电流，本底脉冲及噪声：由于光阴极和倍增极的热电子发射，电极间绝缘资料的漏电以及其它一些要素，即使光电倍增管完全不见光，在加上任务电压之后，阴极上仍有微弱电流流过，这微弱电流称为暗电流。暗电流实践上是微小脉冲的累计效果，这种微小电脉冲就是光电倍增管的本底脉冲或称噪声。4运用

8、环境：在加上任务电压时，一定不能暴光，否那么即烧坏。5常用管子：北京管，南京管GDB-44 GDB-44：直径：51mm 长度：110mm倍增管：百叶窗式，非聚焦。 任务电压：1600V。注：1北京管与南京管不能互换用，由于它们的管脚顺序虽然一样，但它们的电压分配不同。2北京管：从管座底部看由缺口按顺时针方向数为1、215。3南京管：管脚序号同北京管。第四部分：电子线路射线料位计的电子线路普通可分为两个部分：一部分是与射线探测器相配合的前置电路；另一部分那么为脉冲转换电路，它对前置电路的输出的脉冲信号进展处置，转换为相应的指示或控制信号，线路主要部分如以下图：一、根本单元电路1、前置电路：1同

9、探测器相配合的，置于主电路前面的电子线路，统称为前置电路。普通将这部分电路放置在探头内。2与闪烁计数器相配合的前置电路普通包括电压放大器及射极输出器，以放大信号电压和功率，并使光电倍增管的输出阻抗与之所衔接的远传电缆匹配，我们所用料位计FDL-1 HT-5001AB的前置电路是由两只三极管组成复合跟随器。(3)前置电路的作用(1)对脉冲进展放大(电压或电流)。 (2)阻抗匹配,以便远间隔 传输。2、主放电路：1组成：FDL料位计的主放电路是由高速运算放大器FC92组成。HT-5001AB的主放电路是由高速运算放大器LM318N组成。2作用：它把由探头送来的脉冲信号进展放大。3调试：对于FDL-

10、1，调试时，首先应使FC92输出端6脚在静态时应接近0V，假设不为0V，应调W2使6脚接近0V。 对HT-5001AB，因LM318N有自调调零功能，故无需调试。3、幅度甄别器：1电路：由FC92LM318N第6脚来的脉冲信号被送往幅度甄别器。幅度甄别器是由FC81LM393N组成的电压比较电路完成。2作用：剔除前级输出脉冲中杂乱的小幅度脉冲噪声、交流等起抗干扰作用。对输入脉冲进展预处置，使输出的脉冲幅度一致。3反向输入电压调理电位器W1 2.2K,当前来的脉冲中的小脉冲低于1.3V左右的不能使FC81LM393N转,输出为低电平接近0V，只需当脉冲大于1.3V的才干合FC81LM393N的输

11、出高电压为2.7V左右，这样才干起到了甄别的作用。因此，应调理W1，使该电压在1.3-1.6V之间才干起到作用。4、整形器： 探测器输出的脉冲信号幅度和宽度并不一致。但是对后级的计数率表电路来说，输出脉冲必需是幅度一致和宽度满足一定要求的矩形脉冲，所以必需用整形器来将探测器的输出信号改呵斥幅度一致的矩形脉冲。电路：FDL型：由T106来完成的。 HT-5001AB由74LS74 TTL高速D型触发器来完成的。作用：对脉冲宽度进展处置，以满足后续处置电路的要求。5、计数率表电路：1即用直接指示单位时间内脉冲数的电路，称为计数率表电路。该电路也称积分器。2作用：经过整形后的脉冲，经过率表电路转换为

12、直流电压或电流，并指示电表给出相应的指示值。进展数学运算。线性率表电路：当率表电路所转换成的直流电压或电流参数与脉冲计数率呈线性关系时，就称线性率表电路。对数率表电路：当直流电压或电流参数同脉冲计数率呈对数关系时，那么称对数率表电路。我们所用料位计是采用的对数率表电路。即采用2级二管唧筒式电路完成。由于射线料位计中，探测器所接纳的射线强度往往与物位参数呈对数关系。二极管唧筒式电路： 输出电压U0与计数率之间的关系：U0=Ui-U0C1*nR，即U0= Ui* C1*nR/1+ C1*nR阐明：在U0在0之间变化Ui之间变化，且与N呈线性关系。U0与N的关系曲线如上图。6、上下限报警电路：1电路

13、：报警电路是由F004LM358组成的电压比较器，三极管3DG27，继电器与互动电路来完成的。2高极：对于高位报警，高限基准，电压将为2V加到F004LM358的反相端上，这样当有主机板输出的大于2V的电压加到F004LM358的同相端上，那么输出高电平大于8V，这样运用期3DG27导通，继电器J动作，输出高位控制信号，并使高位灯亮。3低位报警：对于低位报警，低限基准电平约0.5V，加到相应的F004的同相端上，这样当主机板输出小于0.5V的电压加到F004的反相端上时，由于同相端电压高于反相端电压，F004输出高电平大于8V，这样使与之对应的3DG27导通，相应的继电器动作，输出低位控制信号

14、，并使低位灯亮。当主机板输出电压在0.5V-2V之间时，高低位继电器都不动作， 这时中位灯亮。7、低压电源：采用集成稳压电源，三端固定稳压器LM7812、LM78 24、LM7912，其接法如下：8、高压电源：1电路：射线料位计的高压电源的提供射线探测器所需这直流高压。高压的获得是先由直流低压电源经变换器转变成交流高压。然后现经过整流、滤波、获得直流高压输出，我们用的料位计的直流高压电源都是共发射极推挽式变换电路。2方框图：3直流高压电源稳定原理： 4变换器：直流高压电源中的变换器通常选用变压器耦合的间歇振荡电路。电路如以下图：二、整机电路实例 见附图第五部分 缺点检修仪器缺点的判别方法：安装

15、在现场的仪器，假设在运用中表针忽然指示到100A以上位置，将液位放下来，表针不能随之下降，即可以以为仪器发生了缺点。正在运用的料位计指示不能随液位变化而变化时，可用调零电位器将表针调在中间某一位置，然后卸下探头，使之接近或远离放射源，如表针有明显变化接近指针下移，远离指针上移，阐明仪表任务正常；如表针无任何变化，那么阐明仪器发生了缺点。由于任何地方都存在着本底射线，因此在仪表室或办公室可采用以下方法判别仪表任务能否正常：先取下仪器探头用调零电位器将表针指示调在中间某一固定位置，然后接上探头开机，如表针指示向零的方向打去，阐明仪表任务正常；假设表针仍指示到原来位置，那么阐明仪表缺点。接好仪表探头

16、后开机，察看表针有无细微的摆动；如有，仪表正常，如无任何摆动，那么为仪表缺点。接好探头开机，对仪表进展调零。假设将表头指示调在0A时，调零电位器的指示大于1，仪表任务正常；如调零电位器的指示为零，阐明仪表发生了缺点。根据以上判别，确认仪表缺点时，就需翻开仪表，借助万用表等工具、仪器对仪表进展检查，找出缺点元件。主机缺点的判别与检修：假设仪器停顿任务，可用备用探头试，假设它们不能任务，那么阐明主机缺点。参与振荡信号，表针无变化，阐明主机缺点。加振荡信号的方法：用一表笔或导线一端串一1000P/160V的电容，制造一根振荡信号通路。振荡信号源：任务中的3AD50C3AD6C的发射极C极即管子外壳。

17、注入方法：a、先将微安表调到70A处，将振荡信号注入BG3 3DK7的基极，如表针迅速向下偏移，阐明此点以后电路任务正常，缺点在此点以前。b、等表针返向原处后，在T076输入端3脚或LM358的输入端5脚如表针迅速向下打，阐明 T076 LM358任务正常，缺点在此以前；反之，在丈量T076 LM358供电正常时，阐明T076 LM358损坏。c、用振荡信号注入法检查高速电压比较器FC81LM393注入LM393的输入端3脚。d、将振荡信号注入FC92LM318输入端2脚，即C9之前，如表针有反响，阐明主机板任务正常。无反响时，用万用表丈量FC92LM318的输入端6脚，如测得电压与其正常任务

18、时的电压0V相差很大，且调整电位器W2指FDL型无法使输出电压为0V时，表时FV92LM318损坏。e、在主机板的输入端注入信号，如表头有反响，阐明主机板正常，缺点在于电缆线或探头。主机板的信号通入C9输入，所以注入信号时，就加在C9之前即可。3、低压电源的测试：1测试值高于正常值时，稳压块击穿。2测试值低于正常值时，去掉负载主机板和报警板后，假设能恢复正常，阐明负载出现缺点，否那么稳压器击穿。甚至还要检查整流后的电压能否正常。4、高压电源的检修：1测得高压为0V振荡电路缺点。测LM317的2脚电压主能否在10V 左右；假设有，阐明振荡电路停振，3AD50C坏或振荡线圈坏否那么，阐明LM317

19、坏。2测得高压为1700V左右：LM317电路缺点。假设LM317的2脚电压有17V左右，那么LM317电路缺点，那么LM317坏或调理元件W16、R79蜕变或开路缺点。3测得高压为500V左右：信压电路缺点。信压电路由D31，D32，C53，C54和R83组成，对DFL型结HF-5001AB型，信压电路由D15，D16，C32，C33和R68组成。这些元件能够击穿，蜕变或开路。4高压时有时无：能够是C530.022F/2KV击穿，对HT型是C32(0.01F/2KV以致于呵斥R83或(R68)开路;也能够是振荡线圈烧坏。检查主机板缺点：利用加振荡信号的方法，对每一个集成块进展个检查。如调理调

20、零电位器，表针不随之变化，阐明IC4，IC5即LM358坏。报警板缺点检修：1表头指示在80%以上，而高灯不亮，测F004的6脚或LM339的14脚输出电压能否在10V以上；假设指示低于80%测F004的6脚或LM339的14脚输出电压能否在-10V以下；假设是，那么三极管BG63DG27坏，否那么F004或LM339坏。2表头指示在20%以下，而低灯不亮与上同。探头缺点检修：高压分压电路缺点：普通是电阻烧坏或蜕变。前置放大电路缺点，稳压管D1和BG1，BG2易出现缺点。D1的内部构造：是由2DW234和2DW235两个管子组成。BG1和BG2各极电压分配：BG1：VB=-2V，VC=-11.

21、7V, VE=-1.4VBG2: VB=-1.4V，VC=-11.5V, VE=-0.8V光电倍增管缺点：光电倍增管阴极应为茶色，假设变为白色，即为损坏。晶体缺点：晶体本无色透明，假设蜕变，即为损坏。特殊缺点：1、高压线漏电，呵斥表壳带电，仪表指示时准时不准，这种景象是由于高压经过屏蔽线传至仪表外壳呵斥的，可把高压信号线上的屏蔽线断开来处理。2、主机板插件接触不良时，无负压，会使表针固定指示某一位置。3、报警板上F004的脚所接1000P电容漏电时，输出电压最高仅可达2V左右，引起指示灯转不灵。4、电位器W1调整不变或阻值变化时，会引起FC92振荡，从而出现极强的信号。5、高压输出不稳时，会引

22、起表针异常抖动或摆动。第六部分：安装方式与放射源强度计算一、安装方式：决议安装方式时应思索的要素。当物位变化时，相应的射线辐射强度运用足够的变化量。放射源的强度要尽能够选得小一些以利于防护。且必需对放射源采取妥善的平安防护措施。要维护，检修方便。对置于露无的设备，要加强对探头的防水，防暴晒措施。常采用的安装方式举例：1定点监测型：2延续丈量型：延续丈量型安装方式，适用于对被测设备内可变物料位置在某一高度范围内进展自动检测与延续指示。二、放射源强度计算：设放射源与探测器之间的间隔 为L (m)。射线经过资料密度为，厚度为d时的减弱倍数为K，d。n为脉冲计数率，脉冲数/秒。n本为探测的本底计数率，

23、脉冲数/秒。探测器的丈量系数为K源强度宽裕系数为放射源的强度为I那么：I=n+2n本*L2*Kk(，d) .阐明：1探测系数K：当探测效率以百分数表示时： K=4/3.7103gs 其中，g是放射源每次衰变时光子孙拉额，对60Co，g=2；Cs，g=0.85 S：探测器有效探测面积cm2(2)减弱倍数k(，d)：当射线穿过多层不同资料组成的设备时，设备层物质的厚度及线性减弱系数分别为d11 ，d22。那么总减弱倍数为：k(，d)= k1d1，1 *k2d2，2*.(3)源强宽裕系数为：选取值的大小与放射源的半衰期，放射源设计运用年限及计算中所取数据的准确性有关，值不用获得过大，对CO-60，取1.5-2也就差不多了。计数率n对于NaI：n本=100个/秒。n查表附表：探测器的丈量系数KmCi/m2/脉冲数探测元件K源J306J408NaI302540405050Co-60810-3710-31.510-36.7510-44.310-4Cs-1.2510-21.3410-23.7510-31.610-3110-3注：表中数值为单个探