+7 (4812) 209-310 (многоканальный)
E-mail: info@td-urovnemer.ru

Радиоизотопные уровнемеры

Существует огромное многообразие уровнемеров, применимых, практически, для любых сред и условий. В случаях, когда известных методов и способов измерения уровня с использованием традиционных уровнемеров недостаточно, или их применение не представляется возможным - на сцену выходит Радиоизотопный уровнемер.

Сразу следует упомянуть о том, что радиоизотопный уровнемер радиационно опасен и требует применения дополнительных средств для обеспечения безопасности для персонала и измеряемого продукта.

Радиоизотопные уровнемеры широко распространены в металлургии, для измерения уровня жидкого металла. Они, также, используются для определения уровня сыпучих материалов и жидких сред. Однако, по причинам, отмеченным выше, радиоизотопные уровнемеры не могут быть применены для измерения и сигнализации уровня в пищевой промышленности. Радиоизотопные уровнемеры прекрасно работают с закрытыми емкостями. Примером отличного радиоизотопного уровнемера является позиционный бесконтактный уровнемер «БПУ-1КМ». Используется он для бесконтактной регистрации наличия или отсутствия сыпучей или жидкой среды внутри технологического резервуара, или на транспортерной ленте, непосредственно в зоне установки прибора.

Рисунок 1. Радиоизотопный уровнемер.

Так как же работают радиоизотопные уровнемеры? Принцип работы таких уровнемеров прекрасно известен ещё со школьного курса Физики, ведь состоит он в измерении степени поглощения гамма-лучей проходящих через среду в резервуаре. Причем, радиоизотопное излучение проходит выше или ниже уровня раздела двух сред, обладающих разной плотностью. Это если кратко. Полнее, работу радиоизотопного уровнемера мы рассмотрим ниже.

Радиоизотопные уровнемеры и гамма излучателями делятся на две группы:

«Следящие» уровнемеры - для непрерывного измерения уровня среды в резервуаре (рисунок 2). В этом случае, излучатель и приемник радиационного излучения перемещаются вверх и вниз, по всей высоте емкости, используя либо специальные ленты  либо жесткие металлические рейки с зубцами. Эта конструкция приводится в действие при помощи реверсивного электромотора. Такой уровнемер отслеживает границу уровня раздела сред, и в соответствии с ней - выдает текущий уровень материала в резервуаре.

Следящий радиоизотопный уровнемер

Рисунок 2. Следящий радиоизотопный уровнемер.

Здесь под цифрами обозначены: 1-измеряемая сыпучая или жидкая среда, 2-излучающее устройство, 3-подъемный механизм (червяк, лента или рейка с зубцами), 4-стенка резервуара, 5-счетчик Гейгера,6-электронный блок поддержания равновесия в системе, 7-электродвигатель, 8-сельсин-датчик, 9-механичсекий редуктор, 10-индукционный датчик, 11-показывающий (регистрирующий) прибор, 12 и 13-сельсин-приемники

Сигнализаторы или индикаторы уровня - в свою очередь подразделяются на сигнализаторы предельного значения и сигнализаторы отклонения от заданного уровня (рисунок 3). Отличие этих сигнализаторов состоит в том, что они считают нормальным: уровень среды до линии установки датчика (т.е. защита от перелива), либо же нахождение датчика на границе двух сред (поддержание уровня). Это стационарные приборы, установленные на одном месте, не имеющие подвижных частей.

Рисунок 3. Радиоизотопный сигнализатор уровня.

Каким бы не был радиоизотопный уровнемер, стационарным или «следящим», принцип его действия неизменен и основан на измерении разности интенсивности гамма-лучей, излученных и поглощенных, при их прохождении через вещества с различной плотностью, заполняющие резервуар. Что это означает на практике?

Слабое гамма-излучение от источника радиоизотопного излучения (это может быть либо радиоактивный Кобальт Co60, либо Цезий137), проникая через стенки резервуара и его внутреннюю полость, улавливается и преобразуется приемником-детектором, в качестве которого выступает обычный счетчик Гейгера. В счётчике Гейгера, при воздействии гамма-излучения, происходит ионизация заполняющего его газа. Благодаря тому, что к электродам счетчика приложен высокий электрический потенциал, возникает импульсный ток, частота импульсов которого, прямо пропорциональна интенсивности потока гамма-излучения.

В случае заполнения резервуара сыпучей или жидкой средой, часть гамма-излучения  поглощается, вследствие чего, на приемном устройстве уровнемера наблюдается снижение уровня излучения. Таким образом, частота импульсов от счетчика Гейгера изменяется. Контроллер, по этим сигналам, распознает порог изменения интенсивности гамма-излучения, преобразует его в постоянный ток, пропорциональный частоте импульсов и переключает контакты встроенного реле (либо подаёт сигнал на пульт диспетчера или индикаторы). 

Таким образом, радиационное излучение идет от излучателя к приемнику, которые располагаются на противоположных стенках емкости или резервуара. Гамма лучи на своем пути проходят либо через воздух, в случае, когда уровень среды не достигнет отметки, на которой установлен уровнемер, либо непосредственно через продукт, уровень которого и контролируется. Воздушная среда не способна обеспечить сильное затухание радиоактивного сигнала. В случае же, когда уровень измеряемой среды окажется выше отметки, на которой установлены излучатель и приемное устройство, то радиоактивное излучение будет проходить сквозь толщу этой среды, что отразится на его интенсивности , поскольку, плотная среда имеет свойство поглощать радиацию намного сильнее, нежели воздушная среда.

Радиоизотопные уровнемеры уже давно освоены предприятиями тяжелой промышленности. Они надежны, поскольку ломаться в таких уровнемерах и сигнализаторах, абсолютно нечему, и имеют высокую точность определения уровня. Однако, они имеют ряд негативных моментов, которые и ограничивают их повсеместное применение. Во-первых, это необходимость обеспечения дополнительной безопасности персонала, работающего с этими радиоактивными приборами. Во-вторых, невозможность использования таких датчиков для измерения уровня пищевых продуктов. Они подходят лишь для промышленного применения. И в-третьих, стоимость радиационной аппаратуры вообще, и радиоизотопных уровнемеров, в частности, может быть в несколько раз выше, чем уровнемеров других типов.

Рисунок 4. Прибор технологического контроля уровня жидкого металла «ПТКУ»

Однако, как уже говорилось ранее, существуют ситуации, когда без радиоизотопного уровнемера не обойтись. Например, как, при измерении уровня расплавленного металла в печах, или в процессе непрерывной отливки (для этих целей прекрасно подойдет прибор технологического контроля уровня жидкого металла «ПТКУ»). Поэтому, радиоизотопные уровнемеры имеют полное право на существование и активную эксплуатацию. Просто подбирать такой уровнемер можно не подо все технологические процессы.

Назад

© TD-UROVNEMER.RU - приборы для измерения уровня жидкостей, вязких и сыпучих сред, 2017

WebCanape - быстрое создание сайтов и продвижение

Яндекс.Метрика Яндекс цитирования