放射性液(料)位計原理
放射性液(料)位計是基于“射線吸收原理”來測量容器內(nèi)的物位(料位或液位)。
放射源產(chǎn)生的γ射線穿過被測量容器壁和被測量介質(zhì)時，γ射線被吸收或散射而產(chǎn)生衰減，通過檢測器檢測剩余γ射線的量，并將其轉(zhuǎn)化為電量的變化，然后通過電子電路放大及計算處理，獲得被測量介質(zhì)的物位。
γ射線穿透被測物料后遵循朗伯-貝爾定律，即按指數(shù)規(guī)律衰減，即：
式中X為放射源發(fā)出的射線強度；μ為吸收系數(shù)(與放射性核素有關(guān)的常數(shù))；ρ為被測量介質(zhì)的密度；d為被測量介質(zhì)的厚度；Y為射線穿過密度為ρ，厚度為d的被測介質(zhì)后的射線強度。
種類
放射性液(料)位計可分為開關(guān)型和連續(xù)測量型兩大類。
放射性液(料)位計主要組成部分和外形結(jié)構(gòu)
放射性液(料)位計通常由放射源(射線源)、檢測器帶變送器組成。
1、放射源
放射源一般選擇同位素137Cs或60Co放射源。137Cs半衰期為30.17年，穿透性弱一些；60Co半衰期為5.27年，穿透性強。放射源的選擇要綜合考慮被測介質(zhì)的密度、容器的材料和壁厚及直徑等因素，由于申請相關(guān)許可證的實際情況，首選是四類五類放射源，由于137Cs半衰期長，使用壽命更長，根據(jù)廠家的計算在137Cs可以穿透的情況下，優(yōu)先使用137Cs，在廠家計算137Cs無法穿透的情況，考慮使用60Co。 放射源有點源和棒狀源之分。137Cs一般為點源，也很難做成連續(xù)的棒狀源；而60Co既可做點源又可做棒狀源，通常多個137Cs點源可以替代達到棒狀源的效果。
放射源外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示：
2、接收器
檢測器通常有電離室、蓋革管和閃爍計數(shù)器三種類型，電離室與蓋革管原理類似，電離室目前已經(jīng)很少使用，由于經(jīng)濟性的需求，蓋革管在料位開關(guān)測量中還有一定的應(yīng)用。檢測器也分點狀接收器和棒狀接收器。目前使用廣泛的閃爍計數(shù)器通常是碘化鈉NaI(Ti) 晶體，PVT晶體和光纖等。當(dāng)輻射γ射線進入閃爍晶體，使晶體中的原子受激，產(chǎn)生熒光，發(fā)光持續(xù)時間約為0.25μs。就敏感度而言，碘化鈉晶體與PVT晶體敏感度最高，光纖次之，電離室與蓋革管的敏感度差。棒狀接收器和點式接收器外形如圖所示。
放射性液(料)位計主要參數(shù)
1、放射源
放射源通常為137Cs或60Co，放射源強度需要根據(jù)被測量介質(zhì)特性、容器材質(zhì)及厚度、容器尺寸和形狀，以及安全防護等因素，由制造廠經(jīng)過嚴(yán)格計算后確定。
2、檢測器及變送器
測量范圍：0.05~2m(可以多節(jié)級聯(lián))
測量精度：±0.5%FS(-40~+60℃)
環(huán)境溫度：-40~60℃
電源：18~36VDC；90~253VAC，50/60Hz
消耗功率：直流供電型約3.5W；交流供電型約8.5VA
信號輸出：4-20mA+HART；ProfibusPA；Foundation Fieldbus
繼電器輸出：3A AC；1A DC
防護等級：IP66/IP67防護等級
防爆等級：ExdⅡA/B/CT1~6 Ga/Gb/Gc
安全認(rèn)證： WHG/SIL1/SIL2/SIL3(可選)
