LB440 料位计说明书

德国伯托公司

LB440 料位计说明书

上海伯托同位素技术服务中心

2003-1-1

1、引言

LB440 料位计是利用γ射线通过物料时被物料吸收的原理来测量料位的。为了用最小的放射源得到最好的测量效果, 每个测量系统都要进行独立的设计。因此, 签署合同前必须先根据用户提供的条件做系统设计, 以确定放射源与探测器的最佳配置。用户提供的参数应尽可能准确，以保证设计的可靠性。

测量系统所用的放射源已在生产车间按辐射防护标准进行封装并置于合适的屏蔽罐内。因此，测量系统所用的放射源对人员是安全的。按照辐射防护要求，本测量系统仅可由经过培训并持有证书的专业人员操作。

LB440料位计的硬件和软件设计保证了使用的灵活性，能用于不同形状的容器或设备，完成不同的测量任务。然而，对于不同的设备及不同的测量任务必须设置相应的参数，使系统能正常工作。为了保证测量的可靠性，参数不能任意修改。如果要对系统重新设置，应该由熟悉本系统的人员进行，因此，有关人员应仔细地阅读本手册。我们建议用一个参数表记录全部参数。

本手册对几种常用的的系统配置作了说明。请注意你的系统配置属于哪一种。

2、系统概述

2. 1 测量原理

γ射线穿过物料时被物料吸收，从而强度减弱，这个过程遵循一个物理定律。写成数学公式如下：

×e-μ×ρ×d

I = I

为穿过物质前的射线强度，I为穿过密度为ρ、路径为d的物料后的射线强其中I

度，μ为吸收系数，与放射源的类型有关，对于给定的放射源，μ可以认为是常数。

图1为测量原理图。

图1：测量原理

由于测量系统与所测物料的非接触性，使得物料对测量不产生任何物理和化学上的影响，从而保证了测量的高可靠性及低维护量。

2.2 系统配置

对于不同的测量任务，需要不同的系统配置。选择最佳配置就是选择最合适的放射源以及最合适的探测器。选择系统配置的主要依据是测量范围、测量部位的几何形状等。

2.2. 1 棒源/点探测器配置

图二是棒源/点探测器的基本配置图以及相应的标定曲线图。棒源的长度根据所需的测量范围而定。棒源的强度分布保证了测量的线性，即探测器接收到的信号与料位的变化成线性关系。在这种情况下，电子线路不再需要线性化。因此，标定及操作很容易。

图2：棒源配置示意图

2.2. 2 棒探测器/点源配置

图三是棒探测器/点源的基本配置图。棒探测器的长度根据所需的测量范围而定。如果所需的测量范围太大，则需要两个以上的棒探测器。如果一个点源不适宜就用两个或多个点源。测量的非线性由主机内的电子线路补偿。对于某个特定的测量系统的线性修正数据由EG&G Berthold 提供。

图3：棒探测器配置示意图

2. 2. 3

棒源/棒探测器配置

如果测量范围太大，而且探测器至源的距离太大或者设备的壁太厚，应选择棒源/棒探测器配置，如图四。在这种情况下，源与探测器的长度都应与测量范围相等。

测量的非线性由存储在主机内的修正数据修正。修正数据由EG&G Berthold 提供。

2. 2. 4 点源/点探测器配置

在测量范围很小的情况下，可以选择点源/点探测器配置,如图5。此时测量的的非线性纯由指数规律引起，通过主机内的软件就能得到修正。

料位

探头

放射源

信号

图5：点源/点探测器配置示意图

2． 3 LB440主机

2. 3. 1概述

主机置于一19英寸、3HE、21TE的框架内，包括CPU板与电源板。微处理器是32位的。面板上有六个触摸式键盘，其中三个是操作键，用于设置或修改参数，另外三个是功能键。面板上的显示窗内有4行显示。RS232接口也在前面板上。

接线端子在后面板上。包括电源接线端子、探头接线端子、电流输出接线端子、数字输入/输出接线端子。电流输出信号是隔离的，高、低限报警继电器、故障报警继电器的输出也是隔离的。一个机架内可以容纳一个主机、数个副机。副机用于与其余的探头连接并与主机通信。

系统对放射源的自然衰减进行自动补偿。

全部标定数据存储在可擦写存储器内，就是在电源出现故障时也不会丢失。

主机的显示窗内有4行显示，前三行是菜单内容，用于显示被选的参数或者当前的测量值。最后一行显示当前三个操作键的功能，或者，当仪表处于测量状态时，显示“run”。

2. 3. 2 菜单结构（原理）

图7为菜单结构图。键〈more〉用于选择各菜单组，键〈sk1〉及键〈sk2>用于从菜单组中选择的子菜单。在子菜单中用〈more〉选择不同的条目，在子菜单的结尾，用〈done〉即可回到本子菜单所在的菜单组。菜单结构的详细说明见本手册的目录部分。

图7：菜单结构图

2. 3. 3 键盘功能

料位计的操作通过键盘来完成。键盘包括操作键及功能键。

操作键

操作键用于选择不同的菜单组和存取参数。在菜单的不同位置操作键有不同的意义。其意义由显示窗对应的符号决定。

图8：LB440显示窗

图9：LB440 键盘示意图

2. 3. 4 探测器

探测器为闪烁计数器，这是因为闪烁计数器探测γ射线的灵敏度较高，且它们的使用寿命与辐射场的强度无关。

图10：闪烁探测器原理图

探测器有两个不同的类型：

棒探测器

闪烁体采用塑料晶体。棒探测器的长度最大可达2米。根据所需测量范围的不同，可以选择长度合适的探测器。如果测量范围很大，可以用两个或两个以上的探测器。

点探测器

闪烁体采用NaI 晶体。根据测量所需的灵敏度，可以选择不同尺寸的NaI 晶体。晶体尺寸越大，灵敏度越高。

单位时间内光闪烁的数目与射线的强度有关。单个光闪烁的时间是很短的，所以，探测器需要有很高的分辨率。

光闪烁通过光电倍增管转换成电信号。为了得到高精度及长期稳定性，光电倍增管的高压工作点由集成电路自动调节，有关的数据储存在存储器内，当前的高压工作点可以在显示窗内显示。探测器由2线电缆供电，在这2线电缆上，同时也传输数据和信息。

计数器置于一坚固的不锈钢壳内，以防外力的损害。为了保证性能可靠和长使用寿命，不应使探测器受到冲击及震动。另外，环境温度不应超过50℃，不然需要水冷却系统。

更详细的说明见LB440技术文件。