자동 제어 장치, 방사성 측정 장치에서 방사성 동위 원소 사용
방사성동위원소는 각종 자동제어장치(방사측정장치)에 사용된다. 산업 공정에서 방사 측정 기술은 1950년대부터 복잡한 측정에 사용되었습니다.
방사성동위원소 장치의 주요 장점:
- 비접촉 측정(제어 환경과 측정 요소의 직접 접촉 없이);
- 방사선원의 안정성에 의해 제공되는 높은 도량형 품질;
- 일반적인 자동화 체계(전기 출력, 통합 블록)에서 사용하기 쉽습니다.
방사성 동위원소 장치의 작동 원리는 통제된 환경과 핵 방사선의 상호 작용 현상을 기반으로 합니다. 일반적으로 장치의 구성에는 방사선 소스, 방사선 수신기 (검출기), 수신 신호의 중간 변환기 및 출력 장치가 포함됩니다.
방사 측정 시스템은 두 부분으로 구성됩니다. 소스의 저준위 방사성 동위 원소는 선박과 같은 기술 장비를 통해 방사성 에너지를 방출하고 다른쪽에 설치된 검출기는 들어오는 방사선을 측정합니다. 소스와 감지기 사이의 질량이 변경되면(레벨 높이, 슬러리 밀도 또는 컨베이어에 있는 고체 입자의 무게) 감지기의 방사선 장 강도가 변경됩니다.
일부 유형의 방사선의 주요 특성 및 적용 분야:
1) 알파 방사선 - 헬륨 핵의 흐름. 그것은 환경에서 강하게 흡수됩니다. 공기 중 알파 입자의 범위는 수 센티미터이고 액체에서는 수십 미크론입니다. 가스 압력 측정 및 가스 분석에 사용됩니다. 측정 방법은 기체 매질의 이온화를 기반으로 합니다.
2) 베타 방사선 - 전자 또는 양전자의 흐름. 공기 중 베타 입자의 범위는 수 미터, 고체는 수 mm에 이릅니다. 매체에 의한 베타 입자의 흡수는 재료(직물, 종이, 담배 펄프, 호일 등)의 두께, 밀도 및 중량을 측정하고 액체의 조성을 제어하는 데 사용됩니다. 환경에서 베타 방사선의 반사(후방 산란)를 통해 주어진 물질의 코팅 두께와 개별 구성 요소의 농도를 측정할 수 있습니다. 베타 방사선은 이온화 가스 분석 및 정전기에서 전하를 제거하기 위한 이온화에도 사용됩니다. ;
3) 감마선 - 핵 변형을 수반하는 전자기 에너지의 양자 흐름. 최대 수십 cm의 고체에서 작동합니다.감마선은 높은 침투력이 필요한 경우(결함 감지, 밀도 제어, 레벨 제어) 또는 감마선과 액체 및 고체 매체의 상호 작용 기능(구성 제어)이 사용되는 경우에 사용됩니다.
4) n-중성자 방사선 이것은 하전되지 않은 입자의 흐름입니다. Po — Be 소스(Po 알파 입자가 Be에 충돌하는 경우 중성자 방출이 자주 사용됨). 환경의 습도와 조성을 측정하는 데 사용됩니다.
방사성 밀도 측정. 파이프라인 및 선박 감지 프로세스의 경우 밀도 지식은 운영자가 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.
자동 제어 장치에서 가장 일반적인 방사선 수신기는 이온화 챔버, 가스 방전 및 섬광 계수기입니다.
수신된 방사선 신호의 중간 변환기는 증폭(성형) 회로 및 펄스 계수율 측정기(적분기)를 포함할 수 있습니다. 또한 경우에 따라 특수 분광법이 사용됩니다. 때때로 자동 제어 장치가 제어 시스템에 직접 통합됩니다.
방사성 동위원소 장치의 독특한 특징은 일반적인 기기 오류 외에도 추가 확률 오류가 존재한다는 것입니다. 그들은 방사성 붕괴의 통계적 특성에 기인하므로 주어진 시간에 일정한 평균 방사선 플럭스 값을 사용하여 이 플럭스의 다른 값을 기록할 수 있습니다.
방사선 플럭스의 강도 또는 측정 시간을 증가시켜 측정 오류를 줄일 수 있습니다.그러나 전자는 안전 요구 사항에 의해 제한되고 후자는 장치의 성능을 저하시킵니다. 따라서 모든 경우에 검출 효율이 가장 높은 방사선 검출기를 사용하는 것이 좋습니다.
방사선 플럭스 강도의 정확한 측정은 해당 유형의 대부분의 장치에 필수 사항이지만 실제로는 강도가 아니라 기술 매개 변수를 정확하게 제어하는 것이 중요하기 때문에 이것이 궁극적인 목표는 아닙니다.
방사성동위원소 두께 및 밀도계
방사선을 흡수하여 두께나 밀도를 측정하는 데 가장 널리 사용되는 장치입니다. 방사선을 흡수하여 물질의 두께나 밀도를 측정하는 가장 간단한 방식은 방사선원, 시험물질, 방사선 수신기, 중간 변환기 및 출력 장치를 포함합니다.
다양한 산업에서 방사 측정 기술을 사용하여 밀도를 측정합니다. 광산, 제지 공장, 석탄 화력 발전소, 건축 자재 제조업체, 석유 및 가스 유틸리티는 모두 공정 어딘가에서 이 밀도 측정 기술을 사용합니다.
밀도 측정을 통해 작업자는 공정을 더 잘 이해할 수 있으므로 슬러리 성능을 최적화하고 막힘을 식별하며 복잡한 응용 분야에서 제어를 개선할 수 있습니다.
라디오메트릭 밀도 센서는 비접촉식입니다. 즉, 프로세스를 방해하지 않고 마모되지 않으며 유지보수가 필요하지 않아 더 오래 사용할 수 있습니다. 외부 장착은 센서 설치를 단순화합니다.
방사 측정 기술은 이러한 센서가 처리 중인 재료와 접촉하지 않고 측정을 수행하기 때문에 밀도를 측정하는 데 사용됩니다. 비접촉식 측정은 마모와 유지보수가 필요 없는 작동을 보장합니다. 마모성, 부식성 또는 부식성 제품은 종종 빈번하고 비용이 많이 드는 유지 관리 또는 다른 센서의 교체로 이어지지만 방사성 밀도 감지기는 20~30년 동안 지속될 수 있습니다.
이 센서는 시멘트 공장의 먼지가 많은 조건에 영향을 받지 않으며 수직 파이프의 밀도를 계속해서 정확하게 측정합니다.
방사 측정 기기는 파이프나 탱크 외부에 장착되어 시스템이 축적, 열 충격, 압력 서지 또는 기타 극한 공정 조건에 영향을 받지 않습니다. 또한 견고한 설계 덕분에 이러한 장치는 설치된 파이프나 탱크의 진동을 견딜 수 있습니다.
이러한 방사 측정 센서는 다른 기술보다 설치가 훨씬 쉽습니다. 이러한 유형의 기기는 비용이 많이 드는 프로세스를 중단하지 않고 설치할 수 있습니다. 다른 기술에서는 배관 부분을 제거하거나 프로세스 자체에 다른 중요한 변경을 요구합니다.
방사성 동위원소의 초기 비용은 다른 밀도 측정 솔루션보다 높습니다. 그러나 라디오메트릭 솔루션은 유지보수가 거의 또는 전혀 없이 20년 또는 30년 동안 지속될 수 있습니다.
다른 솔루션과 달리 방사성 밀도 센서는 전체 프로세스에 대한 장기적인 투자이므로 향후 수십 년 동안 안전하고 효율적인 작동을 보장합니다. 단일 라디오메트릭 밀도 센서는 기기의 수명 기간 동안 운영 비용을 크게 절감합니다.
방사성 질량 유량 측정은 석회 공장에서 정확한 장입을 제공합니다. 길이가 몇 미터에서 1km에 이르는 수많은 컨베이어 벨트를 통해 다양한 처리 조건에서 암석을 추가 처리를 위해 올바른 장소로 운반할 수 있습니다.
방사선 플럭스의 강도 측정 정확도에 의해 정확도가 결정되는 장치와 함께 방사선 플럭스의 강도를 정확하게 측정하는 작업이 전혀 설정되지 않은 중요한 장치입니다. 이들은 릴레이 모드에서 작동하는 시스템으로, 위상 또는 주파수 원리에 따라 작동하는 시스템뿐만 아니라 방사선 흐름의 존재 여부만 중요합니다.
이 경우 방사선의 존재나 강도, 예를 들어 방사선 플럭스의 강도가 다르거나 이 플럭스와 제어된 환경과의 상호 작용 정도가 다른 것으로 특징지어지는 상태의 주파수 또는 위상이 등록되지 않습니다. . 릴레이 시스템의 가장 널리 사용되는 애플리케이션 중 하나는 위치 레벨 제어입니다.
방사성 압력계
릴레이 시스템은 또한 컨베이어의 제품 계수, 움직이는 물체의 위치 모니터링, 회전 속도의 비접촉 측정 및 기타 여러 경우에 사용됩니다.
이온화 방법
알파 또는 베타 방사선 소스가 이온화 챔버에 배치되면 챔버 전류는 일정한 조성의 가스 압력 또는 일정한 압력의 조성에 따라 달라집니다. 이 현상은 방사성동위원소 압력계와 이원 혼합물용 가스 분석기의 설계에 사용됩니다.
중성자 플럭스 사용
제어 물질을 통과하여 핵과 상호 작용할 때 중성자는 에너지의 일부를 잃고 속도가 느려집니다. 운동량 보존 법칙에 따라 중성자는 더 많은 에너지를 핵으로 전달하고 핵의 질량이 중성자의 질량에 가까울수록 더 많이 전달됩니다. 따라서 고속 중성자는 수소 핵과 충돌할 때 가장 강한 감속을 경험합니다. 예를 들어 다양한 매체의 습도 또는 수소 함유 매체의 수준을 제어하는 데 사용됩니다.
LB 350 습도 측정 시스템은 중성자 측정 기술을 사용합니다. 측정은 사일로의 벽을 통해 외부에서 또는 사일로 내부에 설치된 강력한 침지 튜브를 통해 수행됩니다. 이러한 방식으로 측정 장치 자체는 마모되지 않습니다.
다양한 물질에 의한 중성자 흡수 정도 측정은 중성자 흡수 단면적이 큰 원소의 함량을 결정하는 데 사용됩니다. 물질에 의한 중성자 포획으로 인한 감마선의 스펙트럼 분석에 의해 물질의 구성을 제어하는 방법도 사용됩니다. 이 기술은 예를 들어 케이싱 유정에 사용됩니다.
방사 측정 공정 측정 기술을 사용하는 일부 산업에서는 비파괴 X선 검사 또는 방사선 검사를 사용하여 용접 및 용기의 무결성을 확인합니다. 또한 이러한 장치는 방사 측정기와 유사한 방식으로 소스에서 감마 에너지를 방출합니다.
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