專利名稱：計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用核技術(shù)檢測液位的技術(shù)領(lǐng)域。特別是在線測量氧化鋁廠的高溫、高壓、高粘度、高固含、強堿、強腐蝕等惡劣環(huán)境下全封閉的閃蒸器液位的裝置。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外應(yīng)用核技術(shù)于液位(物位)檢測的探測器有兩種，一種是計數(shù)管，另一種是電離室。在使用過程中發(fā)現(xiàn)，兩種探測器均存在一些問題，一是計數(shù)管使用壽命短，而電離室壽命比較長，但價格昂貴，且其吸收γ射線強度特別大(≥4.0μSv/h)(μSv/h微希沃特每小時，以下同)，故產(chǎn)生有害氣體多，不利于防護，特別不宜安裝在人員活動頻繁的設(shè)備區(qū)域內(nèi)。并且由于γ源強衰減，3～4年后探頭下限劑量不夠，而導(dǎo)致儀表測量下限失靈。國內(nèi)一些廠礦液位檢測問題仍靠經(jīng)驗來解決，比如某鋁廠的拜耳法十一級閃蒸器的液位控制至今仍靠人工“耳聽”來判斷(因常規(guī)儀表檢測可行性不高，而采用非接觸性γ儀檢測可行性極高)，可見，國內(nèi)應(yīng)用核技術(shù)進行液位檢測與安全還存在一定缺陷。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是開發(fā)一種計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置。它可以延長計數(shù)管使用壽命并同時保證探頭上部和整個γ源罐裝置表面劑量當(dāng)量率不超標(biāo)(安全標(biāo)準(zhǔn)限值2.5μSv/h)，保障公眾健康和環(huán)境安全，保證γ儀測量準(zhǔn)確、運行穩(wěn)定。
本實用新型所采用的技術(shù)方案是設(shè)計一種計數(shù)管擋板密封γ儀在線測裝置，其特征在于所述裝置是由擋板(1)、擋板固定支架(2)、鉛板密封平面(3)、(4)、(5)和鉛罐(9)的固定平面(6)、以及角鋼(7)、安裝支架(8)等構(gòu)件組成，其中，a.擋板(1)設(shè)置在放射源鉛罐(9)的前面，其側(cè)面形狀近似一個梯形。
b.擋板(1)和擋板固定支架(2)設(shè)置在由鉛板密封平面(3)、(4)、(5)和固定平面(6)的密封框內(nèi)。
c.擋板(1)固定于擋板固定支架(2)上，并可以上、下移動調(diào)節(jié)，可卸下調(diào)整其厚度，以便安裝時調(diào)整。
d.擋板固定支架(2)固定于安裝支架(8)上部，(8)下部固定在閃蒸器平臺(12)上。
所述鉛板密封平面(5)接觸槽罐壁邊緣一面為圓弧形。
所述擋板固定支架(2)上有一為擋板上下活動的長方形孔(30)和為連接擋板的固定孔(29)，以便安裝時調(diào)節(jié)控制探頭上部吸收γ射線的強度。
所述安裝支架(8)上部四個圓孔與固定平面(6)的四個圓孔的尺寸、方位一致，并用螺帽(10)固定。
所述密封框和放射源鉛罐(9)的安裝支架(8)公用。
所述放射源鉛罐(9)的安裝標(biāo)準(zhǔn)水平傾斜15°。
所述擋板(1)高為200～400mm，寬為150～300mm，厚為10～50mm。
所述擋板密封框高為300～700mm；寬為200～400mm，厚為150～350mm。
本發(fā)明所達到的技術(shù)效果(主要與電離室液位檢測儀對比)
1.安全系數(shù)高，環(huán)保影響小。因為計數(shù)管吸收比本底大2～3倍的劑量當(dāng)量率(約0.4μSv/h)便可發(fā)出可靠的動作信息；而電離室需要25～30倍的劑量當(dāng)量率(約4.0μSv/h)才發(fā)出可靠的動作信息(其安全必須在距源罐及探頭表面1米的區(qū)域內(nèi)很少有人停留的前提下，符合國標(biāo)GB16368-1996規(guī)定，源罐及探頭表面的劑量當(dāng)量率允許超標(biāo)，但距源罐及探頭表面1米處的劑量當(dāng)量率不允許超標(biāo))。因此，采用本實用新型所述的計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置，計數(shù)管的放射源罐表面及探頭劑量當(dāng)量率均可控制不超標(biāo)(安全標(biāo)準(zhǔn)限值2.5μSv/h)，并且距其一米處的劑量當(dāng)量率低于0.25μSv/h，有效降低γ射線與空氣作用時產(chǎn)生有害氣體(如臭氧、氮氧化物等)的濃度，且根據(jù)《檢測儀表使用場所和相應(yīng)泄露射線控制量》規(guī)定，在該放射區(qū)域內(nèi)對人員的活動范圍不限制，有利于防治職業(yè)病和保護勞動者的健康。
2.確保計數(shù)管的使用命壽四年以上。采用本實用新型所述的裝置，可控制探頭上部的吸收劑量當(dāng)量率低于1.0μSv/h，而最下部的吸收劑量當(dāng)量率初始放射源強度控制在0.8～1.0μSv/h(確保核素Cs-137的放射源可用30年)。那么，根據(jù)某電子管廠生產(chǎn)M4021型計數(shù)管壽命1×109次脈沖，按常年吸收劑量當(dāng)量率1.0μSv/h計算，則其使用壽命在四年之上。若不控制探頭吸收劑量當(dāng)量率，則探頭上部計數(shù)管吸收γ射線劑量當(dāng)量率過大，其壽命相應(yīng)縮短，例如，吸收劑量當(dāng)量率2.8μSv/h，則其使用壽命在一年之下。
3.計數(shù)管液位計的源強小，源罐體積相應(yīng)小5～6倍，便于安裝。
4.儀表動作靈敏、響應(yīng)速度快、準(zhǔn)確度高、質(zhì)量穩(wěn)定，滿足生產(chǎn)要求。


圖1是本實用新型所述一種計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
對照圖1，所述裝置是由擋板1、擋板固定支架2、鉛板密封平面3(左右各一面)、4、5，鉛罐9的固定平面6、以及角鋼7、安裝支架8等構(gòu)件組成。其中由鉛板密封平面3、4、5、和固定平面6組成的密封框與鉛罐9的安裝支架8公用，8上部四個圓孔與6的四個圓孔的尺寸、方位一致，以便用螺帽10固定9，9安裝標(biāo)準(zhǔn)水平傾斜15°。1、2設(shè)置在3、4、5、6組成的密封框內(nèi)，1固定于2，1可以上、下移動調(diào)節(jié)，并可卸下調(diào)整其厚度，以便安裝需要調(diào)整。2固定于安裝支架8上部，8下部焊接固定在閃蒸器平臺12上。整個密封框采用鉛板和角鋼制作，確保γ射線14的反射劑量當(dāng)量率不超標(biāo)，同時有效控制整個γ源罐裝置表面劑量當(dāng)量率不超標(biāo)。保證該放射區(qū)域內(nèi)的人員活動不受限制。
由鉛板密封平面3(左右各一面)，上4、下5各一面(其中接觸槽罐壁邊緣一面為圓弧形)組成的整個密封框表面尺寸為長150～350mm，寬200～400mm，高300～700mm。
圖2是本實用新所述計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置應(yīng)用的平面示意圖。
對照圖2，所述的裝置應(yīng)用是由擋板1、鉛罐9、放射源(Cs-137)13、放射源開關(guān)11、裝置安裝支架8、閃蒸器平臺12、γ射線14、擋板密封框15、計數(shù)管探測器(探頭)16、閃蒸器(下半部)17、測量范圍18、內(nèi)襯“空白”為料漿結(jié)疤24、內(nèi)襯鋼板25、下料口26、出料口27、信號線28等構(gòu)件組成。其液位測量原理是利用γ射線遮擋原理，根據(jù)閃蒸器內(nèi)有液位與沒有液位的不同狀況，由計數(shù)管每秒產(chǎn)生的電脈沖信號數(shù)目的不同反映出來。
其中，梯形擋板1設(shè)置在放射源鉛罐9的前面，其側(cè)面形狀近似一個梯形的鐵塊，擋板高度19、擋板厚度20由控制A～B～C各點劑量當(dāng)量率決定。擋板1的寬度由源罐半徑及發(fā)射口寬度決定，必須經(jīng)過計算、查表與實驗相結(jié)合(以標(biāo)準(zhǔn)γ輻射儀檢測數(shù)據(jù)參考為標(biāo)準(zhǔn))來完成，控制計數(shù)管探測器16上部A、B、C點劑量當(dāng)量率低于1.0μSv/h(低于國家安全標(biāo)準(zhǔn)限值一半多)，一般擋板1高度19為200～400mm，厚度20為10～50mm，擋板1寬為150～300mm。
圖3是擋板(1)的固定設(shè)計平面圖。擋板固定支架2固定于安裝支架8上部，孔29為連接擋板1的固定孔，孔30為擋板1上下活動的長方形固定孔，擋板1可以卸下調(diào)整其厚度20，以便安裝時調(diào)節(jié)控制探頭上部吸收γ射線的強度。
圖4是擋板(1)側(cè)視圖。
圖5是擋板(1)俯視圖。
圖6是探頭吸收劑量當(dāng)量率對比曲線圖。y軸為探頭吸收劑量當(dāng)量率，x軸為探頭標(biāo)高。其中，①是未采用本實用新型時的空料探頭劑量曲線，②是采用本實用新型時的空料探頭劑量曲線，③是滿料時探頭劑量曲線，④是國家公眾安全標(biāo)準(zhǔn)限值。
具體實施方式
本實用新型所述的計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置應(yīng)用是以某氧化鋁廠溶出工序Nt106閃蒸器(槽直徑3600mm、槽壁厚24mm、內(nèi)襯鋼板厚8mm、料漿結(jié)疤厚20mm、采用放射源核素Cs-137，強度58mCi)的液位檢測為例。
設(shè)計采用擋板1高為200mm，寬為150mm，厚為20mm。擋板密封框15用鉛板和角鋼制作，擋板密封框長(22)為150～180mm，寬為250mm，高(21)為400～600mm。
采用本實用新型后，計數(shù)管使用壽命對比效果如下表1表1 γ劑量單位μSv/h
采用本實用新型所述的計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置后，整個放射源罐裝置表面射線屏蔽效果如下表2。
表2γ劑量單位μSv/h
采用本實用新型后，計數(shù)管探頭吸收劑量當(dāng)量率對比曲線如附圖2所示。
從實施例可以看出，采用本發(fā)明所述的計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置進行Nt106閃蒸器液位檢測，有效控制了探頭吸收劑量當(dāng)量率為0.75～1.25μSv/h，從而保證計數(shù)管使用壽命可達4～7年，同時控制整個放射源罐裝置表面泄漏射線劑量當(dāng)量率不超標(biāo)(劑量數(shù)據(jù)見上表2)，并根據(jù)《檢測儀表使用場所和相應(yīng)泄露射線控制量》規(guī)定，在該放射區(qū)域內(nèi)對人員的活動范圍不受限制，保障了公眾健康和環(huán)境安全，保證γ儀測量準(zhǔn)確、運行穩(wěn)定。
權(quán)利要求1.一種計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置，其特征在于所述裝置是由擋板(1)、擋板固定支架(2)、鉛板密封平面(3)、(4)、(5)和放射源鉛罐(9)的固定平面(6)、以及角鋼(7)、安裝支架(8)構(gòu)件組成，其中，a.擋板(1)設(shè)置在放射源鉛罐(9)的前面，其側(cè)面形狀近似一個梯形，b.擋板(1)和擋板固定支架(2)設(shè)置在由鉛板密封平面(3)、(4)、(5)和固定平面(6)組成的密封框內(nèi)，c.擋板(1)固定于擋板固定支架(2)上，并可以上、下移動調(diào)節(jié)，可卸下調(diào)整其厚度，d.擋板固定支架(2)固定于安裝支架(8)上部，(8)下部固定在閃蒸器平臺(12)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置，其特征在于其中鉛板密封平面(5)接觸槽罐壁邊緣一面為圓弧形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置，其特征在于所述擋板固定支架(2)上有一為擋板(1)上下活動的長方形孔(30)和為連接擋板(1)的固定孔(29)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置，其特征在于安裝支架(8)上部四個圓孔與固定平面(6)的四個圓孔的尺寸、方位一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置，其特征在于擋板密封框和鉛罐(9)的安裝支架(8)公用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置，其特征在于放射源鉛罐(9)的安裝標(biāo)準(zhǔn)水平傾斜15°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置，其特征在于所述擋板(1)高為200～400mm，寬為150～300mm，厚為10～50mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置，其特征在于擋板密封框高為300～700mm；寬為200～400mm，厚為150～350mm。
專利摘要一種計數(shù)管擋板密封γ儀在線測量裝置，由擋板(1)、擋板固定支架(2)、鉛板密封平面(3)、(4)、(5)和鉛罐(9)的固定平面(6)、以及角鋼(7)、安裝支架(8)等構(gòu)件組成。擋板(1)、擋板固定支架(2)設(shè)置在鉛板密封平面(3)、(4)、(5)和固定平面(6)的密封框內(nèi)。采用本實用新型可以延長計數(shù)管使用壽命，確保計數(shù)管使用壽命在4年以上，保證γ儀測量準(zhǔn)確、運行穩(wěn)定。由于控制并同時保證探頭上部和整個γ源罐裝置表面劑量當(dāng)量率不超標(biāo)(安全標(biāo)準(zhǔn)限值2.5μSv/h)，初始放射源強度控制在0.8～1.0μSv/h，確保核素Cs－137的放射源可用30年，保障公眾健康和環(huán)境安全。
文檔編號G01F23/288GK2569114SQ0227935
公開日2003年8月27日 申請日期2002年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月23日
發(fā)明者農(nóng)國英 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司