放射性液位计原理及应用

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2003-1-11、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 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 。因此,签署 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 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 焊锡培训资料ppt免费下载焊接培训教程 ppt 下载特设培训下载班长管理培训下载培训时间表下载 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： I=I0×e-μ×ρ×d其中I0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。 d 放射源 探测器 I/I0ρ 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。 料位 棒源 探头 信号图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&GBerthold提供。 料位 棒源 探头 信号图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&GBerthold提供。 料位 棒源 探头 信号图4：棒源/棒探测器配置示意图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2．3LB440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。图6：LB440面板示意图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。 操作键 功能 Sk1与Sk2 在某一菜单组中选择子菜单 more 进入下一个菜单组 操作键 功能 ^^^ 在子菜单中选择不同条目，或在光标所在的数上加“1”。 操作键 功能 <<< 循环移动光标 操作键 功能 +与- 在下一级子菜单中作循环选择 done 回到菜单组图8：LB440显示窗EG&GBertholdLCD显示窗LB440LEVELGAUGEmore操作键enterClearrun功能键图9：LB440键盘示意图 键盘 功能 存入（enter） 存入数据及移动光标至下一个位置或使光标在两个位置之间移动。 清除（clear） 清除数据 运行（run） 启动或终止测量，或直接返回至测量值显示状态，且在测量开始时直接进入测量值显示状态。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辩率。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。2.3.5接线2.3.5.1探测器图11：探测器接线盒示意图探测器用2线标准非屏蔽电缆（2×1mm）与主机相连，电缆直径为6mm，对应的最大长度为750米。探测器接线盒内不能进水，所以接线后必须采取密封措施。如果环境温度>70℃,请使用防高温电缆。2.3.5.2LB440主机主机的接线端子在后面板上，见本手册附录部分的主机接线图。图12：主机接线端子图注意！电源应接在合适的电源引出端上。遵守电的安全操作规程。由于主机上没有电源开关，电源保险丝置于后面板上，取出很方便。参阅本手册附录部分的接线图。有关接线端子说明如下：探测器端子（2a/2c）：探测器与主机的连接采用2线电缆。探测器的防护类型为EExibIIb。为安全起见，线端应套上10mm长的塑料保护套管（见接线图）。继电器2端子继电器2用于高限或低限报警，由软件设置。报警点可以根据需要设定。继电器2也可用于监测探测器的温度。继电器3端子继电器3用于高限或低限报警，由软件设置。报警点可以根据需要设置。继电器2也可用于监测探测器的温度。继电器1端子继电器1用于故障报警。停止测量端子停止测量，用于特殊应用。复位报警用于由干扰辐射产生的故障报警的复位，并且重新开始测量。RS485端子用于主机与副机之间的数据传输和通信。0/4-20mA电流输出端子隔离信号，最大负荷500Ω。电源端子供电电源。电源类型请看后面板上的标牌。注意！打开电源前，请仔细检查接线，以免损坏仪表。2．3．6放射源工业用的放射源都是密封的。放射性物质被密封在一不锈钢壳内，所以不会泄漏，这就排除了沾染的可能性。根据物理特性，被测物料也不可能被激活。用于料位测量的放射源主要有下面几种：Co-60具有相对高的能量，主要的能量有两种，分别为和。它用于设备壁厚较大的情形。半衰期大约为年。Cs-137其主要的能量为。用于设备壁厚较小的情形。由于它具有较低的能量，因此具有比Co-60更好的测量效果，并且屏蔽容易。其半衰期大约为30年。（按照NBS的规定，半衰期的意义是：放射源的强度减小一半所需要的时间。）2．3．7系统软件结构概述预置参数表见附录中的“CONFIGURATIONCHECKLIST”。用户需要对仪表进行最后的参数设置，以使仪表能正常工作。用<^^^>键修改参数，并用<enter>存入。 通用参数键盘锁指令可以任意选定一个一位至六位数的数作为锁指令，并用<enter>存入，则键盘被锁。此时，所有的参数都只能在显示窗内显示而不能修改。这就避免了未经允许的误操作。用同样的数作为开锁指令，用<enter>存入，键盘就被打开。日期以TT..的格式存入当前的日期。日期必须正确，因为其与放射源活度的自然衰减补偿有关。时间以HH..MM的格式存入当前的时间。时间几乎对放射源活度的自然衰减补偿无关。但可以通过检查时间来检验仪表的功能。程序版本显示仪表类型及程序版本。如果你的仪表有问题而需要与厂方接触时，请告知你的程序版本。语言有德语和英语两钟语言可供选择。通过<^^^>键实现。打印参数仪表可接打印机，打印机接口在面板上。所有的参数都能打印出来。打印样例见附录。预置参数厂方预置参数对应如下特例：点源/棒探测器配置，设备内径为1米，测量范围为1米。 标定模式棒探测器标定对应于点源/棒探测器及棒源/棒探测器配置。指数标定用于测量范围较小的情况，对应于点源/点探测器配置。线性标定对应于棒源/点探测器配置。折线标定用于特殊应用中的棒源/点探测器配置。注意：选用何种标定模式根据系统配置而定。出错模式选择系统出错时的运行模式。如果选择“继续测量”，则系统自动清除出错信息。 测量参数探测器编码探测器编码与其形状和尺寸有关（编码见“技术参数”）。所以必须存入正确的编码。放射源类型选择测量所用的放射源类型。以正确地补偿放射源活度的自然衰减。时间常数系统根据时间常数计算测量值的平均值。为了减小统计误差，应选择尽可能大的时间常数，但它受料位变化速度制约。在特殊情况下，时间常数可能小于20秒。快速转换只有在设备尺寸较小和料位变化较突然的情况下，才需要快速转换功能，以便于信号的变化跟上料位的变化。用<ON>和<OFF>开启或关闭此功能。开动快速转换功能后，一旦料位发生突然变化，且变化幅度超过设定的σ值的倍数，则系统的时间常数就变为原先的十分之一，显示和电流输出信号随着快速变化。统计误差却比原来增加了三倍。如果料位重新变得稳定，则又变回到原来的时间常数。启用快速转换功能时，σ值的倍数至少应存入“4”甚至“5”，以保证统计涨落或小的料位变化不会引起时间常数的快速转换。我们建议在日常运行中摸索最佳的倍数值。干扰辐射只有当干扰辐射有可能对测量造成影响的时侯才使用此功能。用<ON>或<OFF>来开启或关闭此功能。设定一个σ值倍数值，当辐射干扰信号超过此值时,测量被停止.这就提出了一个问题：测量一旦被停止，系统选择“停止测量”还是“继续测量”，如果选择”继续测量”，则有以下三种方法：(1)按<run>键。(2)由数字输入信号启动测量。(3)等延迟时间结束。干扰辐射延迟时间由干扰辐射产生的故障一般都是短时的。可以设定一个延迟时间，一旦超过延迟时间，测量又自动开始。最大计数率此参数用于检查系统的功能，如果计数率超过此值，系统就停止测量。为了排除假报警，应该设置一个在任何正常测量状态下都不会超过的数值。比如说，至少是零点计数率的两倍。如果这个功能对你的系统来说是不重要的，你可以存入“0”，关闭此功能。为了便于设置最大计数率，标定后可查询零点计数率。最小计数率最小计数率的设置用于抑制干扰。如果这功能对系统是不重要的，可存入“0”关闭此功能。更换放射源指示出放射源是否应该被更换。当存入“0”的时侯，计数率被自动计算。如果存入的数不等于“0”，则保持原有的计数率不变。系统标定前及更换放射源后,必须存入“0”。报警值是初始计数率的30%。当自动计算得到的计数率小于报警值的时候，显示报警信号。但此时测量系统至少还可以工作6个月。可以手动修改此值。 输出参数电流输出选择料位为“0”时的电流输出信号，0mA或者4mA。电流输出范围确定对应于料位测量范围的电流输出范围。典型的是：0/4mA对应料位“0”点，20mA对应料位满度。电流输出错误当系统出错时，输出信号模式选择。选择保持出错前的信号还是为预置的在0-22mA之间的值。继电器2/3这两个继电器有以下的功能：a)低限报警（报警点可设置为0-100%之间的任意值）b)高限报警（报警点可设置为0-100%之间的任意值）c)探测器温度报警（报警点可设置为0-60℃之间的任意值）根据高限和低限的不同，当测量值超出设置的报警值的时候，继电器被激励（线路断开），当测量值回复到报警值以内，且经报警延迟后，报警信号被解除。报警延迟大约为量程的5%。 接口RS232可选择以下设备与之连接：a)打印机：用于打印所有参数b)PC机：用PC计算机标定或存取参数。PC机存取选择有两种选择：a)数据操作b)数据查询标准设置为“数据查询”，以避免未经允许的数据操作。RS485选择所连接的装置(仅对LB440-2是可能的)。探测器编码存入用于测量的探测器编码。副机1–n当测量系统使用一个以上的探测器时，存入副机的编码。生产方预置值与副机的编码一样。 标定不同系统配置的标定模式见有关章节。 瞬时显示不论当前显示窗内显示的是什么内容，只要按<menu>键，即回到本菜单组。当前料位显示当前料位。平均计数率显示当前平均计数率。平均计数率为时间常数内脉冲计数率的平均值。探测器（n）高压（HV）：显示当前探测器（n）的高压。脉冲计数率：显示当前脉冲计数率。温度：显示当前探测器温度。注意：如果显示“HV-测试”,则高压测试值存储于维护菜单。高压控制此时不起作用，可能产生漂移。更详细的信息见维护菜单。在由数个探测器组成的网络系统中，全部探测器的参数都能查询显示。 维护菜单见维护章节。3棒探测器配置3.1放射源常用的典型是钴-60点源及铯-137点源。只有在很少的情况下，比如设备内径较小而壁厚很大，才使用棒源。请参照第四章的安装说明。3.2置于45°铅罐内的点源除了很少的情形，安装铅罐都有一个辐射道，使射线形成射线束射向探头。在运输,安装及维修时，辐射道必须关闭并锁定。铅罐的型号与所需的防护效果有关，设计铅罐的时候，必须考虑下面因素a)放射源的类型及活度b)防护标准c)现场的安装条件及用户的要求根据量程的需要，棒探测器需要足够大的射线束覆盖，因而铅罐的辐射道设计成45°角，使射线束成45°角发射出来。铅罐可固定在安装支架上,使射线束正好对准探测器的灵敏体。所以，铅罐的安装简单可行。对于内插式放射源,其防护铅罐的设计应该保证能用绳子或杆升降放射源。这种铅罐的结构和功能的详细资料请参阅LB440技术信息的有关部分。图13：45°点源铅罐示意图3．3安装安全要点装有放射源的铅罐的运输应遵循辐射防护的有关规则。对其存放的地点也必须进行监察。根据铅罐的结构图以及现场的具体情况，小心地安装支架及夹具。确保支架能承受铅罐的重量。因为铅罐的安装是永久性的，因此所有的螺丝及紧固件都必须牢固，以避免松开而使铅罐掉下。为了保证安装人员的受照剂量尽可能地低，所有参加安装或拆卸铅罐的人员都必须经过培训并有放射源操作证书。进行此项工作时应有放射防护人员在场监护。另外，必须确保铅罐的辐射道已关闭并已锁定，且锁是可靠的，射线不可能泄漏出来。还要确保铅罐没有损坏。注意！请阅读且遵循辐射防护条列(见第8章)。3.3.145°铅罐的安装提示:采用棒探测器时，在安装铅罐前必须先测量本底。有关说明见章。并且确保附近的放射源对测量不产生影响。放射源铅罐中心点，探测器灵敏体的上端点应与最大料位在同一水平线上。设计测量系统的时候，铅罐的安装位置已被确定。安装时，必须找准这个位置，不然，测量会产生偏差。标准配置见图14。图中可以看到正确的铅罐的安装位置。“G”正好位于最大料位线的上方。铅罐安装在一个合适的支架上,支架的高度合理,使“G”正好处在正确的位置上。请参阅不同型号的铅罐的尺寸图。图14：棒探测器配置图15为铅罐安装支架的示意图。其尺寸及承重力根据铅罐的重量而定。支架安装高度应合理。如果可能的话,直接焊接在设备上，或者焊在另外的支撑物上。对于比较特殊的设备，为了减小放射源的活度及优化线性，采用两个放射源。图16是这种配置的安装示意图。下面的铅罐离上面铅罐的尺寸用“H”标出。如果没有标出的话，则安装于一半量程的地方。根据量程的不同，配置中可使用一个或数个探测器。设计系统时配置已被确定，并且已在图纸上标出或者在文件上注明。安装时必须遵守，否则会导致线性变差。图15：安装支架示意图图16：多点源配置示意图对于安装铅罐,必须检查铅罐的辐射道的锁定装置。根据运行的实际情况，最迟一年后要重新检查一次。3．3．2棒探测器安装棒探测器应垂直安装于设备的外壁，如图所示（图14，16，17，18）。其有效长度的上端有标号标出，应对应于最大料位线。请注意探测器的尺寸图.棒探测器如图17安装。其中一个夹套置于上端标志槽的上面，另一个置于探测器的底部。请注意两个夹套内径的不同。探测器的接线盒必须密封，以防水进入接线盒。探测器中心至设备表面或保温层的距离大约为100mm。请注意尽量避免热量通过夹套传到探测器上。如果不能保证安装现场的温度<50℃，则必须配备水冷却装置。需要的水量根据水的温度和可能传输的热量而定。另外，必须注意大的震动不能传递到探测器上，否则，会影响其使用寿命。图17：棒探测器安装示意图多于一个探测器的配置的安装示意图见图18，对应于量程大于或2米。所有探测器的有效长度必须重迭。每个探测器都有相应的主机或副机提供工作电源，并受其控制和监测。主机和副机之间通过RS1和RS2端子相连。主机(LB440-1)与第一个探测器相连，对所有探测器的信号进行累加，并产生输出信号。其余的探测器都与副机（LB440-2）相连，副机仅用于控制相连接的探测器。注意：对于安装在露天的探测器，最好加一个防护罩，以防太阳光的直接照射。图18：多探测器配置示意图3．3．3电子线路连接电子线路的连接见节。3．4系统菜单结构及启动菜单的基本结构见节。下面仅对有关棒探测器的菜单部分进行说明。注意：系统通电30分钟后才能进入工作状态。工作模式棒探测器工作模式由测量配置决定。用<^^^>选择后，按<enter>键。在棒探测器的情况下，工作模式必须选择”Roddetecter”。测量参数探测器编码探测器编码决定了光电倍增管的高压设置方式。采用NaI晶体的探测器不在这里描述。与副机连接的探测器的编码存入相应的副机。 探测器类型 有效长度(mm) 探测器编码（新） 探测器编码（旧） LB4405-01 500 22 24 LB4405-02 750 22 24 LB4405-03 1000 13 15 LB4405-04 1250 13 15 LB4405-05 1500 10 12 LB4405-06 2000 10 12标定标定分以下三个步骤：1、在放射源未安装之前，测量本底。2、放射源安装以后，存入线性修正数据，最后存入零点计数率。或3、放射源安装以后，在不同的料位测量对应的计数率。4、安装放射源以后，测量满度时的计数率。本底测量本底是由环境辐射产生的。本底不需要进行自然衰减补偿，因为它是一个常数。本底的误差会影响测量的精度。任何影响测量的因素都必须排除。本底的测量如下进行：a)最佳方法探测器已安装到位而放射源还未安装，并且在设备是空的情况下。b)方法二探测器及放射源都已安装到位，但铅罐关闭且锁定，并且在设备是满的情况下。c)方法三探测器及放射源都已安装到位，铅罐处于关闭且锁定，设备处于空的状态。在这种情况下，探测器只感应到很少的来自于放射源的信号。本底选择本底菜单。按<run>键，开始本低测量，至少100秒以后，读取计数结束。按<run>键停止读取计数。按<enter>键存入计数。注意：在测量本底以前，不能执行任何其它的操作步骤。要点：最后，必须进行热态标定，尤其是对于高温、高压设备。热态标定应在设备内的温度及压力都到位以后才能进行。对于内有搅拌器的设备，在搅拌器工作时不应对测量造成任何的影响。如果器壁上可能产生结垢现象，那么一段时间以后必须重新进行标定注意！由气相密度、结垢等引起的误差可以通过用Cs-137放射源代替Co-60放射源来减小。标定曲线有两种标定方法：1）存入标定曲线2）读取标定曲线1）存入标定曲线按照下列 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 存入线性修正数据，它们在标定中不被改变。 编号 料位% 线性修正计数率 1 0 100 2 11 94 3 22 88 4 33 79 5 44 70 6 56 59 7 67 46 8 78 31 9 89 16 10 100 2图19线性修正数据举例一共可以存入25对数值。相应的料位-计数率必须正确。不可能产生断点，因为输入终止于0/0数值对（0%料位，0cps）。零点标定 零点标定及满度标定都必须在放射源已经安装的情况下进行，并且，铅罐辐射道也已打开。在设备空时读取计数率并用<enter>存入。满度标定在设备满的时候读取计数率并用<enter>键存入。注意：在料位>0%及<100%的时侯也可以做零点和满度标定，但这种标定是临时性的。在这种情形下，必须存入对应的实际料位。这种方法容易产生误差，标定点离实际的零点和满度越远，产生的误差越大。所以，尽可能地进行准确的零点和满度标定，以保证系统正常运行。在线显示选择在线显示菜单，按键<run>开始测量。存入锁指令锁定键盘。2）读取标定曲线在不同的料位点读取相应的计数率，用<enter>键存入。同时，存入相应的料位值。最多可以读取任何25个料位点的数据。相关的料位-计数率必须正确。标定曲线没有拐点，因为输入值的端点的数据对为0/0（0%料位，0cps）.3.5最后设置在测量状态下,可以显示当前计数率,自动地设置高压,检查探测器的当前温度，通过<more>来转换。比较高压自动设置值及高压设定值的区别（在维护菜单里读取高压设定值）。如果偏差>50V，则应减小高压设定值，使电源断开再打开时能尽快地到达最后的高压值。4棒源配置4．1棒源对于Co-60棒源，所用的放射材料是Co丝。根据所需的活度分布，把Co丝绕在一个芯棒上，然后把芯棒仔细地装入一不锈钢管内。对于Cs-137棒源，棒源有数个短的铯棒源组成。棒源的长度取决于所需的测量范围，如果测量范围大于1米，棒源就分成几节。4．2棒源铅罐除了几个特殊的情况外，棒源铅罐都有一可锁的辐射道，射线从辐射道中射出。运输、安装及维护时，辐射道必须锁上。棒源铅罐是圆柱型的，其长度由源的长度而定。锁上辐射道时，只要把铅罐旋转90°。铅罐应安装在一个合适的支架上。对于由几节棒源组成的长棒源，其铅罐安装时必须头尾相接。牢固的结构，尤其是灵活的旋转式锁定装置，保证了铅罐甚至在恶劣环境下使用的可靠性。并且，铅罐处于锁定位置时，其框架结构部分也对放射源提供了额外的防护。铅罐的设计针对于某个测量系统，其长度根据测量范围而定。铅罐型号的选择依据下列因素：放射源的类型及其活度，测量现场的具体情况，用户可能提出的防护要求。必须保证铅罐周围的辐射防护区域范围尽可能的小。图20：棒源铅罐示意图对于内插式棒源所用的铅罐，放射源可以通过绳索或杆放下或收起。关于铅罐结构和功能方面的详细情况见有关图表及LB440技术信息。4.3安装4．3．1安全要点放射源铅罐的运输必须遵循放射源运输的有关规则。并在尽可能接近现场的地方开箱。安装前，必须存放在有存放许可证的源库内。根据有关的图纸及现场情况固定安装支架。安装支架必须稳固且能承受铅罐的重量。铅罐最好在临近开车前安装。所有的螺旋及固定部件都必须安置牢固，保证在铅罐使用期间不会松动，使铅罐掉下来。为了保证个人所受的辐射剂量尽可能的少，安装和拆卸铅罐的工作应由受过专业训练并持有放射源操作许可证的人员担任，而且工作进行时必须有放射防护人员在旁监护。装拆时，铅罐必须处于锁定位置，没有任何射线从辐射道中射出。并确认铅罐没有变形或损坏。注意！请认真阅读并遵循辐射防护条例（见8章）。4．3．2棒源铅罐安装设计一个测量系统的时候，测量范围及测量位置都已确定。进行安装前，应仔细查阅有关资料，尽可能使安装位置准确无误，不然会给测量带来误差。图21是标准配置示意图。棒源的长度及安装位置满足了测量范围及测量位置的需要。棒源的上的“G”点、探测器的中心点及满度（MAX）位置应在同一水平线上。见相应的铅罐尺寸图。安装支架由用户根据 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 制作。安装支架的稳定性及承重力必须与铅罐的尺寸及重量相配。出于安全考虑，棒源铅罐必须固定在一个附加的钢框架上。图21：棒源配置铅罐应安装于接近设备表面（或保温层表面）的位置，以保证量程不被缩短，图22：多节棒源配置如果是单节棒源，则其铅罐上标有“TOP”及“BOTTOM”的标志，以避免上下倒置。如果是多节棒源，则标有A、B、C等字样，依次从上到下安装。连接处用螺旋固定。每一节都有各自的钢框架结构固定。铅罐安装以后，应检查铅罐的锁定装置。并根据实际情况，定期检查锁定装置的功能，最多在一年后要重新检查一次。注意：如果测量系统所处的环境很恶劣，那么最好做一个防护罩遮住铅罐。4．3．3探测器安装根据图21，探测器的中心点、棒源的上端点及量程的满度点应位于同一水平线上。探测器的端窗应对准射线方向。注意探测器尺寸图上辐射窗的准线。探测器的中心点到设备表面或保温层表面的距离大约为100mm，探测器置于安装支架上并用夹套固定，并使辐射窗面向放射源且不被挡掉（图23）。图23：探测器安装电缆引出口必须密封，以防水汽经引出口进入探测器。选择探测器固定点的时候，应注意避免机械压力或者震动传递到探测器上，不然会影响探测器的使用寿命。另外，探测器周围的环境温度不应超过50℃。探测器的铅罩内置有一薄金属片以阻挡热辐射及太阳光的辐射。电缆及其接口的温度不应超过70℃。如果环境温度超过50℃，则探测器应配备水冷套。水量根据可能传输的热量及冷却水的温度而定。如果探测器安装于露天，则需要做一个防护罩以避免太阳光的直接照射。4．3．3内插式放射源的安装对于一些特殊的设备，棒源设计成内插式。这并不改变功能及其基本的配置，如图24。由于探测器与源之间的距离更短及射线仅穿过设备一边的壁，所以，所需的放射源活度变小。对于这种配置，存放放射源的铅罐通常置于法兰上，放射源可以通过保护套管放入设备内某一设定的位置。放射源的伸缩通过绳索或杆进行。源保护套管由用户提供，它应安装在设备内，放射源可以在不影响生产的情况下随时起降。保护套管应能承受机械压力及化学压力。保护套管一旦损坏需立即更换，以使放射源能及时固定。图24：内插式棒源安装图24为内插式源的安装示意图。采用双层保护套管，内外套管之间用保护气体充满，一旦保护套管损坏或者有泄漏，压力表便能立刻指示出来，安全得到了高度的保障。4．4电子线路连接电子线路连接见第节。4.5菜单结构及启动安装放射源前，测量系统就可打开。打开后，主机即显示仪表型号（图9）。检查日期及预置参数。此时，显示的计数率信号为本底信号。仪表应保持打开状态直到最后交付使用。源应该在最后交付使用之前安装。最后打开铅罐辐射道，使射线从辐射道中射出。4.5.1基础设置基础设置见节。关于棒源和点探测器配置的部分描述如下。4.5.2标定要点：系统必须进行最后的标定，即热态（压力、温度到位）标定。尤其是对于高温、高压设备。保温夹层内必须充满介质并升温到工作温度。对于内有搅拌器的设备，搅拌器应处于运行状态。如果运行中器壁有结垢现象，那么一段时间后需要重新进行零点标定。打开系统30分钟后，系统才能进入工作状态。工作模式线性工作模式由测量配置决定。用<^^^>选择并按<enter>键。在本章节中，操作模式应选择“线性”（Liner）。测量参数探测器编码探测器编码由光电倍增管的高压设置方式决定。这里描述的是采用NaI晶体的探测器的编码。对于与副机相连的探测器，其编码存入相应的副机内。 类型 晶体尺寸 是否防爆 探测器编码 ＬＢ４４０1-01 ２５／２５ 是 ０ ＬＢ４４０1-02 ４０／３５ 是 ０ ＬＢ４４０1-03 ５０／５０ 是 ０ ＬＢ５４０1-01 ２５／２５ 否 ０ ＬＢ５４01-02 ４０／３５ 否 ０ ＬＢ５４０1-03 ５０／５０ 否 ０标定进行两点法标定，即取零点和满度两点。1、选择接口／标定（Interfaces/Calibration）菜单组。2、按<sk2>进入标定子菜单。零点标定进行零点和满度标定之前，必需安装放射源，且辐射道必须打开。在设备是空的情况下，或者料位在零点（ＭＩＮ）以下时进行零点标定。如选取零点以上的料位作为标定点进行标定，则必须确知此时料位的真实位置，以便作为标定数据存入系统。这样会产生误差，且标定点离真实零点越远，产生的误差越大。所以，我们建议尽可能的将真实的零点作为标定点。3、存入对应于零点的料位值（比如０％），按<enter>键。4、按<run>读进相应的计数率，待读数稳定后再按<run>停止测量。5、按<enter>键存入计数。6、按<more>进入下一个参数。满度标定物料充满设备或者在满度（ＭＡＸ）位置以上标定满度。满度（MAX）位置以下的某一点也可以作为标定点，但必须知道这一点的确切料位。在这种情况下，存入确切的料位值。标定点离满度（MAX）点越远，标定误差就越大。所以，建议尽可能的以真正的满度点作为标定点。7、存入满度标定点的料位值（比如100%），并按<enter>键。8、按<run>读进相应的计数率，待读数稳定后，按<run>停止测量。9、按<enter>键存入读数。10、按<done>回到所在的菜单组，再按<run>回到测量状态。4.5.3一点法标定如果不具备满度标定的条件，那么可以采用一点法标定。系统只要进行零点标定，读进零点计数率。满度计数率可以通过计算得出。如物料的密度大约为ρ=1g/cm，设备内径>1m，那么满度计数率就可以认为是“0”。如果设备内径<1m，把零点计数率乘上一个系数就成为满度计数率。此系数根据如下公式计算：对于Co-60源：I=I0×e–×ρ×d对于Cs-137源：I=I0××ρ×d例子：（用Co-60源，设备内径<1m的情况）设备内径d=500mm,ρ=,零点计数率I0=600cps,则满度计数率：I=600×××500=600×=103cps在条件具备的情况下，建议进行满度标定，而不采用一点法标定。5点源配置5．1点源C0-60及Cs-137点源用于这种配置。5．2点源铅罐除了几种特殊的情况，点源置于防护铅罐内，铅罐上有一准直孔作为辐射道，打开时，射线束成大约10°的圆锥角发射出来。运输、安装及维护时，准直孔被锁定，没有射线发射出来。铅罐的型号及大小取决于所用放射源的类型、活度及用户提出的防护要求。应确保铅罐周围的防护区域相当的小。铅罐既可安装在支架上也可安装在法兰上。见相应安装铅罐的尺寸图。图25：点源铅罐对于设计成内插式的点源，其防护铅罐应保证放射源能通过绳索或杆伸降。关于点源铅罐的更详细的说明见有关的图纸。5．3安装5．3．1安全要点运输装有放射源的铅罐必须遵循有关放射物质运输的规定。最好到安装现场附近再打开包装箱。安装前，应把装有放射源的铅罐连同包装箱存放在一个有存放许可证的源库里。根据铅罐的图纸及现场的实际情况，制作安装支架并固定在设备上。确保支架能承受铅罐的重量。铅罐最好在系统准备启动前安装到位。所有的螺旋及固定件都必须牢固，以防产生松动而使铅罐掉下来。为了人体所受的辐射量尽可能的小，安装和拆卸铅罐应该有经过专业培训且持有操作许可证的人员担任。且现场应有放射防护人员监督。必须注意安装和拆卸时铅罐的辐射道应锁上，保证没有射线发射出来。另外，要确保铅罐没有变形或损坏。注意！请阅读并遵循放射防护条例（见第8章）。5．3．2铅罐安装根据图纸或有关的文件，确定的铅罐的安装位置，以保证测量范围及测量部位的准确，避免产生误差。如图26所示，测量范围由铅罐的倾斜角保证。所以，安装铅罐时，应根据测量范围调节铅罐的倾斜角度。因此，制作安装铅罐的法兰或支架时最好也能考虑到这一点，使铅罐的倾斜角度能在某一范围内调节。图26：点源配置5．3．3探测器安装探测器应水平的安装在支架上，并用夹套固定。其辐射窗应对准放射源的方向（如图27）。射线束是放射状的。在选择固定点的时候，注意尽量避免机械应力或震动传递到探测器上，而影响探测器的使用寿命。注意探测器的温度不能超过50℃。探测器一端的铅罩内置有一薄金属片，可以阻挡热辐射及太阳光辐射。图27：探测器安装探测器中心至设备外壁或保温层的距离大约为100mm。探测器置于一个合适的夹套内，其辐射窗对准射线方向。电缆引出口必须密封,以免水汽从引出口进入探测器。电缆以及其穿线管的温度不得超过70℃。如果环境温度超过50℃，探测器必须配备水冷系统。冷却水的量根据传输的热量及水温而定。对于安装在露天的探测器，应配备一个防护罩来阻挡太阳光的直接照射。5.4电子线路连接电子线路连接见节。5.5菜单结构及启动基础设置见节。有关点源配置的菜单部分说明如下。放射源安装前就能开启系统进行有关操作。打开电源后，主机即显示仪表型号（如图9）。检查日期及预置参数，此时探测器接收的信号为本底信号。不需要关掉主机一直到系统交付使用。铅罐最好在最后再安装到位。然后打开源锁让射线发射出来。打开系统30分钟以后，系统才能进行正常工作。5.5.1基础设置工作模式指数模式工作模式由系统配置决定。用<^^^>选择并按<enter>键。对于点源配置，必须选择指数模式（Exponential）.探测器编码探测器编码决定了光电倍增管的高压设置方式。对于采用NaI晶体的探测器，编码见如下表格。对与副机相连的探测器，其编码存入相应的副机内。 探测器型号 晶体尺寸 防爆否 探测器编码 LB4401-01 25/25 是 0 LB4401-02 40/35 是 0 LB4401-03 50/50 是 0 LB5401-01 25/25 否 0 LB5401-02 40/35 否 0 LB5401-03 50/50 否 05.5.2标定最后的标定（热态标定）应该在设备处于热态（温度、压力都到正常工作点）下进行，尤其是对于高温、高压设备。此外，此时设备的保温夹层也应充满介质，并达到正常温度。对于内有搅拌器的设备，搅拌器应处于工作状态。如果设备壁存在结垢现象，则在一段时间以后，重新进行零点标定。系统的初步标定可以采用一点法标定。最后进行更准确的标定应采用二点法标定。一点法标定在设备暂时无法充满的情况下可以采用一点法标定。存入吸收系数a1。a1的值根据吸收路径AP、物料密度及所用的放射源类型通过计算得出。仅进行零点标定，即存入零点料位%值并读进相应的计数率。对于满度标定必须存入满度料位%值，相应的计数率由系统根据a1值自动的计算。吸收系数如下计算：对于Co-60a1=×ρ×AP对于Cs-137a1=×ρ×AP其中ρ为物料密度，单位为g/cm，AP为吸收路径长度，单位是mm。例子：量程MR=200mm，吸收路径AP=280mm，密度ρ=1放射源为：Co-60则：a1=×1×280=图28：吸收路径示意图1、用<more>选择接口/标定菜单组。2、用<sk2>进入标定子菜单。3、存入a1值。零点标定在设备是空的情况下或料位在零点（MIN）以下时进行零点标定。4、存入零点料位值（如0%）。5、用<run>读进相应的计数率，待读数稳定后，用<run>停止测量。6、用<enter>存入。7、按<more>进入下一个参数。满度标定8、存入满度料位值（如100%）。对应的计数率自动计算。9、按<done>回到所在的菜单组。并按<run>回到测量模式。如果设备在以后能完全充满，建议做更准确的满度标定，读进满度计数率，进行两点法标定。两点法标定在设备空和满的时候，分别读进计数率。1、用<more>选择接口/标定菜单组。2、用<sk2>进入标定子菜单。3、不用存入a1值，对于两点法标定，此值被自动计算。零点标定在设备是空的情况下或者料位在零点（MIN）以下时进行。4、确定零点料位值（如0%），用<enter>存入。5、按<run>读进相应的计数率，待读数稳定后再按<run>停止测量。6、按<enter>存入。7、按<more>进入下一个参数。满度标定设备充满物料，，或者料位在满度位置（MAX）以上。8、确定满度料位值（如100%）。9、按<run>读进相应的计数率，待读数稳定后，再按<run>停止测量。10、按<enter>存入。11、按<done>回到菜单组，再按<run>回到测量模式。6技术参数6．1LB440主机型号：LB440-1主机LB440-2副机，用于多探测器系统。尺寸：3HE，21TE19”框架；防护类型为IP20。供电电源：115V+-10%230V+-10%18-32VDC功率：大约30VA（30W）温度范围：工作温度：0-50℃；无冷却系统存放温度：-40-+70℃CPU：32位　　数据存储在FLASHE-PROM输入/输出（LB440-1）：探测器连接EExiBllB数字输入1/2：无源，用于：a）外部启动/停止测量b）外部重新启动测量，在测量因干扰辐射而停止以后。模拟输出：0/4-20mA隔离信号（最大500Ω）报警输出：2个继电器输出，用于高限/低限报警。1个继电器输出，用于故障报警负荷：30VAC/DC，1mA，无感。显示：LCD显示，4×20个字符，被照明数据由键盘输入。用触摸式键进行对话。语言：德语，英语。数据修改只能在用由用户设定的锁指令打开键盘以后。接口：RS232，RS485。时间常数：可选，启动快速转换功能后，变为原来的十分之一。自动衰减补偿：对于Cs-137源及Co-60源。重量：大约2kg。6．2探测器LB440…：NaI晶体闪烁计数器，25/25，40/35，50/50。稳定性：+%。LB441…：塑料晶体闪烁计数器，长期稳定性为+-1%，有效长度见下面表格。防护类型：EExdellcT6/EExde(ib)llC/IP65。LB540…：NaI晶体闪烁计数器，25/25，40/35，50/50。稳定性：+%。防护类型：IP65外壳：不锈钢外壳。电缆进口：PG7，电缆外径。温度范围：工作温度：-20—+50℃。更高的温度需配备水冷系统。当超过最大可允许的温度时，探测器的温度监测系统发出报警信号。存放温度：-40—+70℃。连接电缆：2线。 截面积（平方毫米） 最大长度(米) 1 750 1000 1800探测器列表： 型号 尺寸 重量 工作编码（新/旧） 维护编码 NaI晶体 塑料晶体 LB4401/5401-01 25/25 6 0/0 — 是 LB4401/5401-02 40/25 6 0/0 — 是 LB4401/5401-03 50/50 18 0/0 — 是 LB4405-01 500 10 22/24 27 是 LB4405-02 750 10．5 22/24 21 是 LB4405-03 1000 13 13/15 21 是 LB4405-04 1250 13．5 13/15 18 是 LB4405-05 1500 15 10/12 18 是 LB4405-06 2000 22 10/12 18 是注意：当塑料探测器开始工作的时候，应先存入维护编码，然后再存入工作编码。更详细的说明参阅LB440技术信息。7系统维护7．1安全要点任何有关电子线路的操作都必须遵守安全法则。请参阅安全概要中的GENERALWARNINGS及SPECIFICWARNINGS。任何有关放射源铅罐的操作都应该由经过专业培训的人员担任或在专业人员的指导下进行。7．2故障排除说明 现象 产生原因 解决方法 无显示 无供电电源 检查电源线检查保险丝 无法读出显示内容 微处理器故障 注意出错编码重新进行设置更换主机 无计数率（出错编码2） 电源或探测器断开探测器故障 检查连接电缆更换探测器 计数率太低 铅罐未打开或未处于正确的位置射线束的射出方向未对准探测器辐射通道上有内件阻挡器壁结垢放射源已过使用期 检查锁定装置，并使其处于正确的“开”的位置。调准射线束发射方向。使辐射道避开内件。除去结垢。更换放射源。 无料位读数或不准确 最后输入的料位值不准确 检查计数率与料位的相关性数据。 电流输出信号不正确 最后的料位输入值不正确。 检查计数率和料位的相关性数据。 料位读数涨落太大 时间常数太小启动快速转换的σ倍数值太小计数率太低 增加时间常数值（最小20秒）关闭快速转换功能或增加σ倍数值。检查放射源的年限或更换探测器。 料位读数出现漂移 探测器稳定性故障光电倍增管故障 更换探测器更换光电倍增管7．3铅罐和放射源在通常的工作状态下，铅罐没有任何需要维护的磨损部件及机械移动部件。但出于安全考虑，应该定期检查锁定装置。根据安装环境的不同，可以隔半年或者一年检查一次。如果铅罐或者锁定装置出现问题，应马上通知放射防人员。如果问题不能通过简单的方法解决，那么系统应立即停止工作，直到修复为止。尽可能地使铅罐不受机械损坏或足够大的振动，以使内置的放射源安然无恙。如果要检查或更换放射源，请参阅第8章中有关的说明。放射源的使用寿命为5-10年。当统计误差随着时间的推移变得越来越大，而增大时间常数由于工艺的原因不允许的话，必须更换放射源。注意！更换放射源以后，必须重新进行零点标定。有关源和铅罐的信息见技术文件或铭牌（图29）。图29：铭牌如果要换新源，在你的新的订单上应注明旧源的号码。源的号码包括三组数字，例如：1234–11-94第一组是序号，第二组和第三组分别是生产源的月份（这里是11月）和年份（这里是94年）。源的号码在铅罐的铭牌上和密封测试证书上都有注明。7．4LB440主机打开电源以后，主机型号就出现在显示窗内（图9）。用<more>你可以进入不同的菜单组。如果不作选择，系统在几分钟后就自动的从当前的菜单回到在线显示模式。主机包括出错信号显示功能，系统的某部份一旦出现故障，相应的显示信号就会在显示窗内显示出来。出错信号编码及其产生原因见“出错信号编码表”。如果硬件出错，则必须更换主机。如果不出现出错信号，那么电子线路工作正常，并且所有参数都在正常范围内。此时系统如果有问题的话，则由另外的原因引起。请参阅节故障排除说明。在系统关闭的情况下，按<clear>键不放，同时打开系统，则系统复位。7．4．1出错信号编码表对于带有副机的网络系统，副机同样显示出错信号。例如：a)error2———表示与主机相连的探测器出错d)error3slaven———表示与副机相连的探测器出错。出错信号编码表 编码 现象 原因 1 脉冲计数率溢出 脉冲计数率>520000cps 2 无来自探测器的脉冲 探测器故障 3 HV（高压）出错 HV<500V或HV>1500V，超出控制范围。 6 探测器温度>65℃ NTC温度>65℃ 7 探测器通讯出错 探测器至主机的数据传送出错，或者连接电揽断开。 8 测量停止 由于触点20a/c闭合（数字输入2）导致测量停止。 9 探测器温度>80℃ NTC温度>80℃ 10 没有标定 没有进行标定 11 没有时间 时钟没有设置 12 不能输入 锁指令错误或键盘被锁 32 锁指令错误 输入的锁指令错误 33 干扰辐射 用<run>重新启动或启用数字输入3（22a/c） 34 输入值错误 输入值超出范围 35 标定错误 错误的标定 36 脉冲计数率<最小值 测量脉冲计数率<最小值 37 脉冲计数率>最大值 测量脉冲计数率>最大值 38 RS485通信故障 不能与相关的副机通信出现出错信号时输出信号的状态列表 出错信息 出错时的工作模式中止 出错时的工作模式继续 继电器状态 电流输出 计数率溢出 中止 继续 出错 故障信号 无脉冲信号 中止 继续 出错 故障信号 HV错误 中止 继续 出错 故障信号 Pt100错误 中止 继续 出错 故障信号 0/4-20mA故障 中止 继续 出错 故障信号 探测器温度>65℃ 继续 继续 出错 故障信号 测量停止 保持 保持 出错 测量信号 探测器温度>80℃ 中止 中止 出错 故障信号 没有标定 中止 中止 出错 测量信号 电源故障>1个月？ 中止 继续 出错 故障信号 干扰辐射 中止 继续 出错 故障信号 输入错误 继续 继续 正常 测量信号 标定错误 中止 中止 正常 测量信号 不能输入 继续 继续 正常 测量信号 计数率<最小值 保持 保持 出错 故障信号 计数率>最大值 保持 保持 出错 故障信号 RS48