核辐射工业检测仪表教学课件

1核辐射工业检测仪表第四章2第四章核辐射工业检测仪表一、概述二、核辐射穿透式厚度计三、核反射式厚度计四、核辐射式密度计五、核辐射式物位计六、核辐射式成分分析仪七、其它检测仪表3料位检测（料位计）密度检测（密度计）厚度检测（厚度计）（辐射型工业检测仪表中的“老三计”：

料位计、密度计、厚度计）成份检测（煤炭灰分分析仪、水份仪）一、概述41、辐射型工业检测仪表的特点

1）非接触式测量。

2）环境因素对核辐射的来源无影响。

3）实现在线测量。

4）对被测对象无损伤和破坏。

5）能实现同时多个参量测量。

6）测量结果相对性。

7）辐射测量的特殊性。52、工作原理

1）吸收效应--

、

、

2）电离效应--

、

3）散射效应--

、

、

n

63、常用仪表1）电离效应

、

静电消除器，

、

烟雾报警器，

放射性避雷针。2）吸收效应

透射式厚度计，气体压力计,密度计，

同位素透射仪表，

密度，料位及称重。3）散射效应

同位素反散射仪表，

测井，

n测井及水分计。74、基本结构

1）有防护屏蔽的辐射源

2）有适当几何布置的辐射灵敏探测装置

3）处理探测器输出信号的电子学线路

4）用于贮存和分析结果的仪器8二、核辐射穿透式厚度计1、基本原理9对于β射线：对于γ射线：仅对窄束单能射线适用，对宽束和多能射线需修正。102、β穿透式厚度计测量范围：几mg/cm2-600mg/cm2对于钢板：约0.003-0.8mm常采用的放射性同位素：

Tl204，Sr90，C14，Pm147，Kr85常用探测器：单电离室、双电离室11121）单电离室β厚度计132）双电离室β厚度计143、γ穿透式厚度计测量热轧钢板厚度或其他较厚物体的厚度。测量范围：对于钢约为0.064-125mm,常用范围0.5-50mm对于其他材料：常用辐射源：137Cs,60Co,241Am探测器：闪烁探测器，γ电离室15三、核反射式厚度计1、基本原理（β射线）Ip0-由非常厚的散射体反射出的反散射线强度x-被测物厚度Ip-反散射强度k-决定于辐射能量的常数，可由下式确定：16反散射强度和厚度的关系17Ip0-当Xn=0时的反散射辐射强度Ipn-当Xn大于等于XH时的反散射辐射强度ρn-覆盖材料的密度镀膜厚度（β射线）：18对于γ射线：192、β反射式厚度计测量范围在160mg/cm2以下。203、γ反射式厚度计测量范围约为0-18mm.21四、核辐射式密度计γ密度计测量范围：0.2-5g/cm31、γ穿透式密度计22五、核辐射式物位计1、检测物位的几种方式与原理1）利用辐射源和探测器间距离的变化测量物位232）利用物质对射线的吸收程度测量物位2425262、固定式物位计包括连续指示和继电器物位计常用测量范围：0至几米辐射源：Co60，Cs137探测器：闪烁计数器误差：几毫米273、随动式物位计测量范围：0至20几米2853217641.放射源2.探测器3.水泥立窑局部4.鼓风机5.料封管6.振动出料机7.信号处理部分γ射线定点料位计的应用实例——水泥立窑的料封29六、核辐射式成分分析仪1、核辐射式成分分析仪测量物质成分的原理1）吸收法成分复杂的物质对γ射线的吸收系数μm应写成：30312）β散射法323）能谱分析法332、成分分析的重要应用—煤灰分仪34煤灰分煤在一定温度下充分、完全灼烧后，氧化物残留(主要由SiO2,Al2O3组成)所占灼烧前煤的质量分数；煤灰分与煤的发热量密切相关，是煤的品质的重要指标。通用方法化学检验法，缺点是存在着比较大的滞后性，无法在线检验。35鉴别煤中所含的树木化石含灰量,分析传送带上的煤品质监测和控制电路伽马射线瞄准仪火花发出检测器伽马射线传送带辐射源36

设近似按窄束平行γ射线考虑，又设探测器是线性响应。则探测器的输出信号：

I0

：皮带空载（无煤）时的信号；

t：煤对某种能量γ射线总的质量吸收系数；（x）：γ射线所穿透煤层的质量厚度；37

按对复合材料质量吸收系数的计算规则：

w：所要测的元素或化合物（灰分）的质量吸收系数Fw：所要测的元素或化合物（灰分）的含量（百分重量）

m：基体碳的质量吸收系数Fm：基体碳的含量（百分重量）由

式对中能γ射线，煤的质量吸收系数：38

对中能γ射线，煤的质量吸收系数：

：皮带空载时探测器对中能γ射线的输出信号；：皮带有煤时探测器对中能γ射线的输出信号；对低能γ射线，煤的质量吸收系数：

:皮带空载时探测器对低能γ射线的输出信号；

:皮带有煤时探测器对低能γ射线的输出信号；39

通过推导最后得到其中：：碳对低能γ射线的质量吸收系数，是已知的；

：碳对中能γ射线的质量吸收系数，也是已知的；：灰份物质对低能γ射线的质量吸收系数；只要灰份的组成已知，或是固定不变的，

1w就可求；

40

为求得I’0、I’、I”0、I”，采用NaI闪烁探测器，得到下面的能谱图。相应有2个能量区间，分别得到相应的记数率。411、核子称七、其它检测仪表42核子秤原理分析图43工作原理：

m为单位长度的物料质量，a为皮带宽度

若皮带传输速度为v(cm/s),则0-t时间内，皮带运输的总质量：44核子秤应用的现场图45核子秤应用的现场图46核子秤应用的现场图472、物件探伤（

辐射探伤仪）工作原理：一束平行

射线射向被检测物件，在物件的另一侧放置探测器，如下图dρ气泡等裂隙48

射线在正常物件的衰减当存在缺陷时

两者比值为缺陷物质常是空气

49常用方法：强度测量法辐射探伤常用

源：60Co,137Cs辐射探伤常用源活度：1011Bq

～1012Bq示意图：率表

源电离室503、中子水分计工作原理：快中子与原子核弹性碰撞，散射后的平均动能E2为：51插入型中子水分计快中子源241Am-Be，活度为4～10GBq。探测器为锂玻璃探测器（对慢中子灵敏）;探头装有中子源和探测器52核子密度仪外观---国产

FJ型仪器内部有一个含137Csγ源和241Am-Be中子源的复合源。γ源用来测量密度，中子源用来测量含水量。53核子密度仪外观----美国核子密度湿度仪544、α，β辐射式仪表（1）核辐射静电中和器工作原理：核辐射粒子与空气分子作用，产生正负离子对,在一定的空间范围内形成高密度的离子云。带静电荷的物体靠近中和器，离子对中带相反电荷的离子向带电体迁移,与之中和，而剩余离子则由中和器接地被泄漏。55核辐射静电消除器工作原理图56静电消除器实图57

常见的烟雾探测器（2）火灾报警器5859

离子感烟探头及用其他原理制成的各种火灾探测器已能与计算机系统相联，不仅能自动报警，而且能自动灭火，自动切断空调系统及控制电梯降落等等。还可以做成某些毒气的探测报警装置等。60

普通避雷针 提前放电避雷针（3）同位素避雷针6162提前放电原理

避雷针保护范围e.g.对100m保护范围（地面），需用总活度100Bq的241Amα源63相比其他负离子发生器(高频放电、紫外电离式)，放射性同位素负氧离子发生器省电、稳定、且产生的臭氧少；

e.g.100~200kBq的241Amα源可产生足够的氧负离子空调专用车宅两用（4）放射性同位素负氧离子发生器窿锰隘圾嘻槛顾玛泄吟幼拜牧允淀峙佰湍伦隧慰罗铡造毫港讣捡嘴诌柜嚣核辐射工业检测仪表教学课件PPT核辐射工业检测仪表教学课件PPT64傍咱酞蕉铅嫡戳绦莲冯攘蜂俭抠桑泅叛漱澈疮褒悲电洼邓斧塔竭统碱体钦核辐射工业检测仪表教学课件PPT核辐射工业检测仪表教学课件PPT65露辟虽腊埃乌迹侵垫卤刑挂二呼趾良课琐汰杖宝崔瑰句孺它喝微淄零乱锋核辐射工业检测仪表教学课件PPT核辐射工业检测仪