放射性密度计

文章简要叙述了放射性密度计的使用原理及相应的系统配置组成。并说明放射性密度计放射源、探测器的具体结构、各部分的作用以及其在生产中的安装、标定、应用及优势。

在工业生产及一些特殊行业作业过程中，产品的品质好坏或产量多少，与过程控制中相应物质的密度有很大关系，通过对密度的实时准确测量监控可以帮助操作人员对当前工况进行分析，并指导解决生产作业过程中出现的相应问题，改善和完善操作工艺。

但在一些生产作业过程中往往伴随着高温、高压、强腐蚀、熔融状、泥浆矿浆等苛刻工况，物质密度的测量很难通过常规的电子仪器仪表来实现，放射性密度计的应用有效的解决了此类问题，现已在煤、石油化工、航道挖泥船及一些特殊行业中得到广泛使用。

1、密度计测量原理

放射性密度计是利用放射源产生的γ射线穿过被测容器及容器中的介质时，会被相应吸收而衰减的物理规律，来测出相应介质的密度。

当放射性密度计测量容器中介质密度时，由于密度计安装完成后管道尺寸是固定不变的，选定放射源后，唯yi影响测量结果的因素就只有管道内通过的被测介质了。通过对系统进行标定校准后，就可以由测量信号的大小来得到设备内介质的密度。

2、放射性密度计系统配置

对于放射性仪表，根据放射源种类(常见的棒放射源和点放射源两类)和探测器的种类(常见的棒探测器和点探测器两类)，可以有多种不同的系统配置组成，在实际选用中可以依据具体的测量范围和测量部位的形状，来选择合适的系统配置。

对于放射性密度计来说在测量密度时，系统配置常见形式就是点放射源、点探测器和信号处理主机。测量结果由指数规律引起，然后由信号处理主机进行修正处理。

3、放射性密度计系统配置组成、安装、标定、应用实例

3.1放射性密度计配置组成及各部分具体结构功用

放射性密度计主要由放射源、探测器及信号处理主机3部分组成。

3.1.1放射源

现如今在工业生产中使用的放射源都是用双层不锈钢套密封住，并在铅罐中装好，做好屏蔽防护工作后才会进行使用。在测量过程中放射性物资和被测介质之间不产生接触，在不同的条件下进行测量时要选择合适的源种类，放射性密度计一般可选用Co-60或Cs-137源。放射源种类及其强度大小决定了屏蔽铅罐的设计，设计制作出的屏蔽铅罐要保证辐射照射量不会超过国家标准，所用的放射源不可能把被测介质激活。

3.1.2探测器

射线仪表的探测器为闪烁计数器，闪烁计数器对γ射线的探测具有较高灵敏度，且辐射场的强度不会对闪烁探测器的使用寿命造成影响。现探测器一般有NaI闪烁探测器，塑料闪烁探测器。其中棒探测器的闪烁体采用塑料晶体，其长度Zda可达2m，对于不同的测量范围需求，可以选择相应长度的合适的探测器。当所需测量的范围过大时，可以用多根探测器串联。点探测器的闪烁体采用NaI晶体，晶体尺寸的大小会影响灵敏度高低，可以通过选择NaI晶题的尺寸，来满足测量所需的灵敏度。

3.2放射性密度计的安装

3.2.1安装前检查

(1)放射源检查

在源储藏室内开启源锁，往复拉出推进，源闸应比较灵活，否则应予修复，Z后关闭上锁。注意:检查时，源前方(有法兰盘)不要站人。

(2)信号处理主机检查

接上电源，未接探测器时，仪表应先显示5s当前年、月、日，后显示“Err--OFF”。若如此，说明信号处理机工作正常。

3.2.2测量头安装

探测器、放射源和被测管道设备通过安装架或安装座固定安装后即构成测量头。

(1)卡管架式测量头安装

当直接在输料管道上测量时，可将本仪表安装架直接用螺栓拴卡在管道上，探测器和源罐分别安装在安装架两边。

(2)槽、池测量头安装

制作安装架零部件并按尺寸焊接固定。

注意：密度计的探测器尽可能安装在垂直管道上，如果安装在水平管道上，要水平安装，以避免管道内沉积物和气泡造成的测量误差。探测器安装座不得固定在有较强振动的基体上，避免安装在发热体上。无法避免的轻微振动和热辐射应在探测器座和安装座之间加垫5mm左右厚的柔软胶垫以减振，在热辐射方向加石棉板。如果石棉板温度仍在50℃以上，则探测器应加水冷套。

(3)信号处理主机安装

盘装式处理机应按开孔尺寸开孔，用安装板紧固机箱。

3.3射性密度计的标定投用

标定:经安装试运行后的仪表正式投入测量使用前应作标定，标定时的工艺条件如压力、温度等应与正式生产相同，标定前要对一些基础参数先行设定。

标定方法：密度计共有3种标定方法:一点标定法、二点标定法、三点标定法。

(1)一点标定：在许多应用场合中，进行单点标定即可，它需要一个标定点的数据(被测物的密度值和对应的计数率)、吸收系数和吸收路径(即管道的内径)。一点标定时，标定点应尽可能接近工作点，在工作点附近的密度相对极ng准测量，而随着与工作点距离的增大，测量精度降低。

(2)多点标定：在整个测量范围内需要高精度测量时，有条件的情况下应使用两点标定或3点标定。标定点位置应尽可能相互远离，且分布均匀(两点标定时，两点应尽量在测量范围上限和下限)。

对仪表进行标定后即可正常投入使用，显示界面上会有密度值、计数率、时间等相关显示。

4、结束语

在生产作业过程中放射性密度计在苛刻工况下的应用有着不可或缺的作用。放射源本身对环境和人体具有危害。因此，在必须使用射线仪表的情况下，在满足测量要求时尽可能选择小的合适的放射源，这就需要选用更高灵敏度、更高稳定性的探测器。探测器灵敏度高意味着相同条件下可选择更小活度的放射源，高稳定性意味着在恶劣环境下工作时间更长，维护时间变短。这样可以Zda限度的防止电离辐射对人体的危害。