專利名稱：一種儲物倉內料位的移動式測量儀表和測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測量儀表，具體說是一種非接觸式儲物倉內物料高度的測量 儀表。 技術背景
在水泥、化工、冶金等諸多領域，大型儲物倉都是存放備用物料的最佳選擇。 但是大型儲物倉體積龐大，甚至有些需要密閉，因此通過人工對于倉內的儲物情 況進行監(jiān)測是非常煩瑣的一件事情。目前已經有很多種測量原理和方式的料位 計，但都是固定式的，即一旦安裝好之后，便只能長期安置在該點，這些常規(guī)的 透射式定點測量只能針對該固定點相應范圍內的物料高度變化進行檢測，無法對 多個儲物倉的料位高度及同個儲物倉內整體或局部的密度變化進行測量。對于一 些不必實時監(jiān)測的儲物倉，在每個檢測點都相應安裝一臺料位計不僅增加成本費 用，而且增加了維護的工作量。
通常的透射式定點測量沒有必要對儲物倉內物料高度或密度進行測算，目前 尚未有簡單實用的測算方法可供使用。

發(fā)明內容
針對前述儲物倉內料位測量存在的問題，本發(fā)明提供一種方便移動、操作簡 便、結果直觀、對不同儲物倉進行內部物料狀態(tài)檢測的儀表。 解決上述存在問題所采用的具體技術措施是
根據康普頓-吳有訓散射效應，當Y射線與物質發(fā)生作用時，會發(fā)生康普頓 散射，而當散射角固定時，則散射射線的強度僅與物質的密度有關。用Y射線從 儲物倉外面對內部進行輻照，Y射線透過倉壁后被倉內物散射，用探測器接收散 射后的Y射線，若儲物倉內的物料密度發(fā)生變化，則探測器所接收到的散射Y射 線的強度也會發(fā)生相應變化。
這樣，只要保證Y射線源與探測器的相對位置以及到儲物倉壁的距離和輻射
3角度不變，沿著儲物倉壁由下向上的移動，根據探測器所接收的到散射Y射線的 變化情況，可以判斷出儲物倉內在何處變空或物料的密度變化情況，進而得知儲 物倉內的物料高度及密度變化。
按照上述原理， 一種儲物倉內料位的移動式測量儀表和測量方法，其特征是 在屏蔽容器開有一斜扇形準直孔，準直孔后部裝有一旋轉塊，Y射線源安置于旋 轉塊內部，在屏蔽容器中另一側的與旋轉塊具有水平高度的位置固定有探測器， 在屏蔽容器上裝有屏蔽容器升降裝置，探測器傳輸信號線纜聯接主機。
通過屏蔽容器將Y射線源與探測器固定好，使得Y射線源與探測器的相對位 置不會發(fā)生變化，并且Y射線源發(fā)出的Y射線無法直接照射到探測器上。在使用 過程中，整個屏蔽容器在電機的傳動下，由下向上的沿導軌勻速運動。
導軌可以是垂直于地面，也可以是與地面夾一個任意的傾角，只要保證與儲 物倉壁平行并且足夠接近即可。這樣可以適應是豎直壁或傾斜壁的各種儲物倉。
屏蔽容器開有一斜扇形準直孔，準直孔后部裝有一旋轉塊，Y射線源安置于 旋轉塊內部。該旋轉塊的轉動可以手動控制，或者通過電機傳動實現旋轉動作， 通過旋轉塊的轉動，實現Y射線源是否對正斜扇形準直孔，從而實現限制Y射線 能否輻射出屏蔽容器。
先使屏蔽容器連同Y射線源與探測器一起位于儲物倉底部位置，然后給探測 器提供電源，探測器開始工作，同時轉動裝有Y射線源的旋轉塊，使得Y射線源 發(fā)出的Y射線能夠從屏蔽容器中輻射出來，向儲物倉照射。被物料散射后的Y射 線被探測器接收到，轉化為電子信號傳輸給主機。
儲物倉內料位測量方法是啟動電機使屏蔽容器沿著導軌從儲物倉底部位置 自下向上地勻速移動，直至儲物倉的頂部位置，屏蔽容器位于儲物倉底部位置開 始移動時為時間零點，主機根據探測器實時傳來的計數率做平面曲線圖，圖中橫 坐標為對應探測器的計數率，縱坐標為對應屏蔽容器的移動時間與移動速度的乘 積，即屏蔽容器移動的高度，待屏蔽容器移動到儲物倉的頂部位置后，控制電機 停止轉動，同時主機繪制平面曲線圖結束，根據圖中的曲線情況對儲物倉內的物 料狀態(tài)以及性質進行分析判斷當平面曲線圖中橫坐標計數率急劇變小，與其對 應的縱坐標所示高度為儲物倉內料位高度；當橫坐標計數率出現變大或變小的折 點，則表示儲物倉內物料為兩種不同密度的物料。本發(fā)明的有益效果在整個的測量過程中，可以通過調整屏蔽容器移動的起 始位置和結束位置來對儲物倉的整體或局部進行測量。還可以通過調節(jié)電機的轉 速來實現對屏蔽容器的移動速度進行控制，實現粗略測量或者細致測量。較常規(guī) 方法，先用較快的移動速度對整個儲物倉進行粗略掃描測量，然后再用較慢的移 動速度對儲物倉的局部重點區(qū)域進行細致掃描，使測量更有效率。
本發(fā)明的測量儀表結構簡單，操作簡易，并可以安裝在可移動的小車上，或 者分解成幾塊，在異地重新組成，對不同的儲物倉進行測量。 一臺測量設備儀表 可以對多個儲物倉進行測量，節(jié)約大量的成本。


圖l本發(fā)明的結構示意圖
圖2實施方式中一種蝸輪蝸桿傳動結構示意圖
圖3實施方式中一種履帶傳動結構示意圖
圖4實際使用測量結果數據的效果圖
圖中1屏蔽容器，2探測器，3準直孔，4旋轉體，5 Y射線源，6 電纜孔，7 二根"凹"形導軌，8電機，9絲杠，10履帶。
具體實施例方式
結合

本發(fā)明的結構和使用測量方法。 一種移動式測量儲物倉內料位的測量儀表，如圖1所示。 在屏蔽容器l中， 一側裝有探測器2，在探測器2后的位置開有電纜孔6。 在屏蔽容器l的另一側開有斜扇形的準直孔3。在準直孔3的后面，裝有旋轉體 4，旋轉體的轉動，可以通過手動實現，也可以通過電氣自動化控制。在旋轉體 4的一側，裝有Y射線源5?？梢愿鶕ξ飩}的容積、倉壁的材質和厚度、倉內 物的性質等，選擇合適的Y射線源的種類和活度。如果選用同位素放射源，可以 選用的是241Am、 237Cs、 ^Co，但不僅僅是這三種，活度范圍一般為5毫居至100 毫居的范圍之內。通過旋轉體4的旋轉，可以使Y射線源5對正準直孔3，或者 背離準直孔3。當Y射線源5對正準直孔3時，Y射線能夠沿著準直孔3的束縛 出射；Y射線源5背離準直孔3時，Y射線則無法從屏蔽容器l中射出。而由于 屏蔽容器1的作用，任何情況下，Y射線源5所發(fā)出的Y射線都無法直接輻射到 探測器2上，探測器為晶體探測器， 一般選用NaI晶體探測器，內置常規(guī)的信號放大電路以及幅度甄別單道電路，使探測器輸出的電子信號對應著接收到的散射 Y射線強度。
屏蔽容器1安裝在二根"凹"形導軌7中，并可以沿著導軌的延伸方向滑動。 屏蔽容器1滑動的屏蔽容器升降裝置，是按照常規(guī)方式，通過電機8的傳動 來實現，具體實現的方式可以有多種，以下僅介紹二種，但實際可實現的方式并
不僅限于此二種
圖2所示的方式是，電機8通過蝸輪蝸桿傳動來帶動絲杠9轉動，而絲杠9 與屏蔽容器1通過螺紋嚙合。這樣，通過控制電機8的轉動方向和速度，就可以 實現控制屏蔽容器1的移動方向和速度。
圖3所示的方式是，屏蔽容器1直接與履帶10固定，而電機8轉動，通過 履帶10來拖動屏蔽容器1滑動。可以控制電機8的轉動方向和速度，來實現控 制屏蔽容器1的移動方向和速度。
在對儲物倉進行測量時，方法以及過程如下
將屏蔽容器1及二根"凹"形導軌7，擺放至盡量靠近儲物倉的位置，準直 孔3朝向儲物倉。通過調整，使得二根"凹"形導軌7保持與儲物倉壁平行，且 到儲物倉壁的距離一致。
控制電機8的轉動，調整屏蔽容器1對應著儲物倉底部位置。旋動旋轉體4， 使Y射線源5對正準直孔3， Y射線源5發(fā)出的Y射線沿著準直孔3的束縛出射。 Y射線一部分被儲物倉壁散射， 一部分穿過儲物倉壁與倉內物發(fā)生作用，被倉內 物散射，被儲物倉壁和倉內物散射的Y射線的一部分被探測器2接收到。當倉內 物的性質發(fā)生變化時，則探測器2接收到的散射Y射線的強度會隨之發(fā)生變化。 特別是當儲物倉壁內無物質時，則探測器2只能接收到儲物倉壁散射的y射線， 射線強度相對于有物質時，會明顯減少。探測器2內置常規(guī)的信號放大電路以及 幅度甄別單道電路，使探測器2輸出的電子信號以計數率的形式傳輸給主機，而 計數率的大小則對應著接收到的散射Y射線強度。
控制電機8以合適的速度轉動，帶動屏蔽容器1勻速向上運動，直到對應儲 物倉頂部的位置，使得Y射線源5發(fā)出的Y射線均勻地由低到高輻射掃描過儲物 倉的各個橫截面，同時探測器2將接收到的散射Y射線信息傳輸給主機。主機以 屏蔽容器1開始勻速運動的時間作為時間零點，做曲線圖， 一個坐標軸對應著運動時間與屏蔽容器1移動速度的乘積，即屏蔽容器1的移動距離，另一個坐標軸 則對應著該時間探測器輸出的計數率。
掃描之后，根據曲線中的計數率變化情況來判斷該時間點探測器所掃描到位 置儲物倉內物質的情況。通常情況下，當計數率迅速減少時，則說明儲物倉內變空。
圖4為儲物倉內物質性質變化與探測器計數率曲線圖的對應關系示意圖。圖 中左側為儲物倉示意圖，儲物倉壁為5mm厚的不銹鋼板，內裝二種物料，下層 為水泥生料，上層為鐵精礦粉，再上為空。圖中右側為主機所做的曲線圖，其中 縱坐標為屏蔽容器1的移動時間與移動速度的乘積，實際對應著該時間點Y射線 所掃描的位置，而橫坐標則為該時間的探測器2輸出的對應接收到散射Y射線強 度的計數率。
從圖4中可以看出，掃描過程中，當儲物倉內由水泥生料變?yōu)殍F精礦粉時， 由于物質密度變大，對應的曲線也開始出現計數率變大的折點，即B點；而當由 鐵精礦粉變?yōu)榭諘r，由于少了物料的散射，探測器2只能接收到儲物倉壁散射的 Y射線，因此計數率急劇變小，即A點。因此能夠從計數率的變化中分辨出儲物 倉內是否有物料以及物料密度的變化。
而如果能夠確定每個儲物倉內的物料種類，然后將掃描到各種物料以及空時 狀態(tài)下的對應計數率進行標定，建立數據庫的話，那么在以后的測量中，只要保 證每次屏蔽容器1到儲物倉壁的距離都與標定時一致，則可以通過探測器2輸出 的計數率與標定數據庫中的對應關系，來詳細確定儲物倉內物料的詳細情況。
權利要求
1、一種儲物倉內料位的移動式測量儀表，其特征是在屏蔽容器開有一斜扇形準直孔，準直孔后部裝有一旋轉塊，γ射線源安置于旋轉塊內部，在屏蔽容器中另一側的與旋轉塊具有水平高度的位置固定有探測器，在屏蔽容器上裝有屏蔽容器升降裝置，探測器傳輸信號線纜聯接主機。
2、 使用權利要求1所述的一種儲物倉內料位的移動式測量儀表的測量方法， 其特征是啟動電機使屏蔽容器沿著導軌從儲物倉底部位置自下向上地勻速移 動，直至儲物倉的頂部位置，屏蔽容器位于儲物倉底部位置開始移動時為時間零 點，主機根據探測器實時傳來的計數率做平面曲線圖，圖中橫坐標為對應探測器 的計數率，縱坐標為對應屏蔽容器的移動時間與移動速度的乘積，即屏蔽容器移 動的高度，待屏蔽容器移動到儲物倉的頂部位置后，控制電機停止轉動，同時主 機繪制平面曲線圖結束，根據圖中的曲線情況對儲物倉內的物料狀態(tài)以及性質進 行分析判斷當平面曲線圖中橫坐標計數率急劇變小，與其對應的縱坐標所示高 度為儲物倉內料位高度；當橫坐標計數率出現變大或變小的折點，則表示儲物倉 內物料為兩種不同密度的物料。
全文摘要
一種儲物倉內料位的移動式測量儀表和測量方法，在屏蔽容器準直孔后部裝有一γ射線源的旋轉塊，在屏蔽容器上固定有探測器，在屏蔽容器上裝有升降裝置，探測器傳輸信號線纜聯接主機。儲物倉內料位測量方法是屏蔽容器從儲物倉底部位置自下向上地移動至儲物倉的頂部位置，主機根據探測器實時傳來的計數率做平面曲線圖，圖中橫坐標為計數率，縱坐標為屏蔽容器移動的高度，根據曲線對儲物倉內的物料狀態(tài)以及性質進行分析判斷。本發(fā)明的測量儀表結構簡單，操作簡易并可以安裝在可移動的小車上，或者分解成幾塊，在異地重新組成，對不同的儲物倉進行測量。一臺測量設備儀表可以對多個儲物倉進行測量，節(jié)約大量的成本，測量效率高。
文檔編號G01F23/284GK101629840SQ20091001218
公開日2010年1月20日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權日2009年6月23日
發(fā)明者超 佟, 侯朝勤, 建 劉, 劉曉玲, 劉永超, 吳志強, 周洪軍, 宋青鋒, 偉 張, 建 張, 肖憲東, 龍 趙, 陳樹軍, 龔亞林 申請人:丹東東方測控技術有限公司