专利名称：计数管挡板密封γ仪在线测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用核技术检测液位的技术领域。特别是在线测量氧化铝厂的高温、高压、高粘度、高固含、强碱、强腐蚀等恶劣环境下全封闭的闪蒸器液位的装置。
背景技术：
目前国内外应用核技术于液位(物位)检测的探测器有两种，一种是计数管，另一种是电离室。在使用过程中发现，两种探测器均存在一些问题，一是计数管使用寿命短，而电离室寿命比较长，但价格昂贵，且其吸收γ射线强度特别大(≥4.0μSv/h)(μSv/h微希沃特每小时，以下同)，故产生有害气体多，不利于防护，特别不宜安装在人员活动频繁的设备区域内。并且由于γ源强衰减，3～4年后探头下限剂量不够，而导致仪表测量下限失灵。国内一些厂矿液位检测问题仍靠经验来解决，比如某铝厂的拜耳法十一级闪蒸器的液位控制至今仍靠人工“耳听”来判断(因常规仪表检测可行性不高，而采用非接触性γ仪检测可行性极高)，可见，国内应用核技术进行液位检测与安全还存在一定缺陷。

发明内容本实用新型所要解决的技术问题是开发一种计数管挡板密封γ仪在线测量装置。它可以延长计数管使用寿命并同时保证探头上部和整个γ源罐装置表面剂量当量率不超标(安全标准限值2.5μSv/h)，保障公众健康和环境安全，保证γ仪测量准确、运行稳定。
本实用新型所采用的技术方案是设计一种计数管挡板密封γ仪在线测装置，其特征在于所述装置是由挡板(1)、挡板固定支架(2)、铅板密封平面(3)、(4)、(5)和铅罐(9)的固定平面(6)、以及角钢(7)、安装支架(8)等构件组成，其中，a.挡板(1)设置在放射源铅罐(9)的前面，其侧面形状近似一个梯形。
b.挡板(1)和挡板固定支架(2)设置在由铅板密封平面(3)、(4)、(5)和固定平面(6)的密封框内。
c.挡板(1)固定于挡板固定支架(2)上，并可以上、下移动调节，可卸下调整其厚度，以便安装时调整。
d.挡板固定支架(2)固定于安装支架(8)上部，(8)下部固定在闪蒸器平台(12)上。
所述铅板密封平面(5)接触槽罐壁边缘一面为圆弧形。
所述挡板固定支架(2)上有一为挡板上下活动的长方形孔(30)和为连接挡板的固定孔(29)，以便安装时调节控制探头上部吸收γ射线的强度。
所述安装支架(8)上部四个圆孔与固定平面(6)的四个圆孔的尺寸、方位一致，并用螺帽(10)固定。
所述密封框和放射源铅罐(9)的安装支架(8)公用。
所述放射源铅罐(9)的安装标准水平倾斜15°。
所述挡板(1)高为200～400mm，宽为150～300mm，厚为10～50mm。
所述挡板密封框高为300～700mm；宽为200～400mm，厚为150～350mm。
本发明所达到的技术效果(主要与电离室液位检测仪对比)
1.安全系数高，环保影响小。因为计数管吸收比本底大2～3倍的剂量当量率(约0.4μSv/h)便可发出可靠的动作信息；而电离室需要25～30倍的剂量当量率(约4.0μSv/h)才发出可靠的动作信息(其安全必须在距源罐及探头表面1米的区域内很少有人停留的前提下，符合国标GB16368-1996规定，源罐及探头表面的剂量当量率允许超标，但距源罐及探头表面1米处的剂量当量率不允许超标)。因此，采用本实用新型所述的计数管挡板密封γ仪在线测量装置，计数管的放射源罐表面及探头剂量当量率均可控制不超标(安全标准限值2.5μSv/h)，并且距其一米处的剂量当量率低于0.25μSv/h，有效降低γ射线与空气作用时产生有害气体(如臭氧、氮氧化物等)的浓度，且根据《检测仪表使用场所和相应泄露射线控制量》规定，在该放射区域内对人员的活动范围不限制，有利于防治职业病和保护劳动者的健康。
2.确保计数管的使用命寿四年以上。采用本实用新型所述的装置，可控制探头上部的吸收剂量当量率低于1.0μSv/h，而最下部的吸收剂量当量率初始放射源强度控制在0.8～1.0μSv/h(确保核素Cs-137的放射源可用30年)。那么，根据某电子管厂生产M4021型计数管寿命1×109次脉冲，按常年吸收剂量当量率1.0μSv/h计算，则其使用寿命在四年之上。若不控制探头吸收剂量当量率，则探头上部计数管吸收γ射线剂量当量率过大，其寿命相应缩短，例如，吸收剂量当量率2.8μSv/h，则其使用寿命在一年之下。
3.计数管液位计的源强小，源罐体积相应小5～6倍，便于安装。
4.仪表动作灵敏、响应速度快、准确度高、质量稳定，满足生产要求。


图1是本实用新型所述一种计数管挡板密封γ仪在线测量装置结构示意图。
对照图1，所述装置是由挡板1、挡板固定支架2、铅板密封平面3(左右各一面)、4、5，铅罐9的固定平面6、以及角钢7、安装支架8等构件组成。其中由铅板密封平面3、4、5、和固定平面6组成的密封框与铅罐9的安装支架8公用，8上部四个圆孔与6的四个圆孔的尺寸、方位一致，以便用螺帽10固定9，9安装标准水平倾斜15°。1、2设置在3、4、5、6组成的密封框内，1固定于2，1可以上、下移动调节，并可卸下调整其厚度，以便安装需要调整。2固定于安装支架8上部，8下部焊接固定在闪蒸器平台12上。整个密封框采用铅板和角钢制作，确保γ射线14的反射剂量当量率不超标，同时有效控制整个γ源罐装置表面剂量当量率不超标。保证该放射区域内的人员活动不受限制。
由铅板密封平面3(左右各一面)，上4、下5各一面(其中接触槽罐壁边缘一面为圆弧形)组成的整个密封框表面尺寸为长150～350mm，宽200～400mm，高300～700mm。
图2是本实用新所述计数管挡板密封γ仪在线测量装置应用的平面示意图。
对照图2，所述的装置应用是由挡板1、铅罐9、放射源(Cs-137)13、放射源开关11、装置安装支架8、闪蒸器平台12、γ射线14、挡板密封框15、计数管探测器(探头)16、闪蒸器(下半部)17、测量范围18、内衬“空白”为料浆结疤24、内衬钢板25、下料口26、出料口27、信号线28等构件组成。其液位测量原理是利用γ射线遮挡原理，根据闪蒸器内有液位与没有液位的不同状况，由计数管每秒产生的电脉冲信号数目的不同反映出来。
其中，梯形挡板1设置在放射源铅罐9的前面，其侧面形状近似一个梯形的铁块，挡板高度19、挡板厚度20由控制A～B～C各点剂量当量率决定。挡板1的宽度由源罐半径及发射口宽度决定，必须经过计算、查表与实验相结合(以标准γ辐射仪检测数据参考为标准)来完成，控制计数管探测器16上部A、B、C点剂量当量率低于1.0μSv/h(低于国家安全标准限值一半多)，一般挡板1高度19为200～400mm，厚度20为10～50mm，挡板1宽为150～300mm。
图3是挡板(1)的固定设计平面图。挡板固定支架2固定于安装支架8上部，孔29为连接挡板1的固定孔，孔30为挡板1上下活动的长方形固定孔，挡板1可以卸下调整其厚度20，以便安装时调节控制探头上部吸收γ射线的强度。
图4是挡板(1)侧视图。
图5是挡板(1)俯视图。
图6是探头吸收剂量当量率对比曲线图。y轴为探头吸收剂量当量率，x轴为探头标高。其中，①是未采用本实用新型时的空料探头剂量曲线，②是采用本实用新型时的空料探头剂量曲线，③是满料时探头剂量曲线，④是国家公众安全标准限值。
具体实施方式
本实用新型所述的计数管挡板密封γ仪在线测量装置应用是以某氧化铝厂溶出工序Nt106闪蒸器(槽直径3600mm、槽壁厚24mm、内衬钢板厚8mm、料浆结疤厚20mm、采用放射源核素Cs-137，强度58mCi)的液位检测为例。
设计采用挡板1高为200mm，宽为150mm，厚为20mm。挡板密封框15用铅板和角钢制作，挡板密封框长(22)为150～180mm，宽为250mm，高(21)为400～600mm。
采用本实用新型后，计数管使用寿命对比效果如下表1表1 γ剂量单位μSv/h
采用本实用新型所述的计数管挡板密封γ仪在线测量装置后，整个放射源罐装置表面射线屏蔽效果如下表2。
表2γ剂量单位μSv/h
采用本实用新型后，计数管探头吸收剂量当量率对比曲线如附图2所示。
从实施例可以看出，采用本发明所述的计数管挡板密封γ仪在线测量装置进行Nt106闪蒸器液位检测，有效控制了探头吸收剂量当量率为0.75～1.25μSv/h，从而保证计数管使用寿命可达4～7年，同时控制整个放射源罐装置表面泄漏射线剂量当量率不超标(剂量数据见上表2)，并根据《检测仪表使用场所和相应泄露射线控制量》规定，在该放射区域内对人员的活动范围不受限制，保障了公众健康和环境安全，保证γ仪测量准确、运行稳定。
权利要求1.一种计数管挡板密封γ仪在线测量装置，其特征在于所述装置是由挡板(1)、挡板固定支架(2)、铅板密封平面(3)、(4)、(5)和放射源铅罐(9)的固定平面(6)、以及角钢(7)、安装支架(8)构件组成，其中，a.挡板(1)设置在放射源铅罐(9)的前面，其侧面形状近似一个梯形，b.挡板(1)和挡板固定支架(2)设置在由铅板密封平面(3)、(4)、(5)和固定平面(6)组成的密封框内，c.挡板(1)固定于挡板固定支架(2)上，并可以上、下移动调节，可卸下调整其厚度，d.挡板固定支架(2)固定于安装支架(8)上部，(8)下部固定在闪蒸器平台(12)上。
2.根据权利要求1所述的计数管挡板密封γ仪在线测量装置，其特征在于其中铅板密封平面(5)接触槽罐壁边缘一面为圆弧形。
3.根据权利要求1所述的计数管挡板密封γ仪在线测量装置，其特征在于所述挡板固定支架(2)上有一为挡板(1)上下活动的长方形孔(30)和为连接挡板(1)的固定孔(29)。
4.根据权利要求1所述的计数管挡板密封γ仪在线测量装置，其特征在于安装支架(8)上部四个圆孔与固定平面(6)的四个圆孔的尺寸、方位一致。
5.根据权利要求1所述的计数管挡板密封γ仪在线测量装置，其特征在于挡板密封框和铅罐(9)的安装支架(8)公用。
6.根据权利要求1所述的计数管挡板密封γ仪在线测量装置，其特征在于放射源铅罐(9)的安装标准水平倾斜15°。
7.根据权利要求1所述的计数管挡板密封γ仪在线测量装置，其特征在于所述挡板(1)高为200～400mm，宽为150～300mm，厚为10～50mm。
8.根据权利要求1所述的计数管挡板密封γ仪在线测量装置，其特征在于挡板密封框高为300～700mm；宽为200～400mm，厚为150～350mm。
专利摘要一种计数管挡板密封γ仪在线测量装置，由挡板(1)、挡板固定支架(2)、铅板密封平面(3)、(4)、(5)和铅罐(9)的固定平面(6)、以及角钢(7)、安装支架(8)等构件组成。挡板(1)、挡板固定支架(2)设置在铅板密封平面(3)、(4)、(5)和固定平面(6)的密封框内。采用本实用新型可以延长计数管使用寿命，确保计数管使用寿命在4年以上，保证γ仪测量准确、运行稳定。由于控制并同时保证探头上部和整个γ源罐装置表面剂量当量率不超标(安全标准限值2.5μSv/h)，初始放射源强度控制在0.8～1.0μSv/h，确保核素Cs－137的放射源可用30年，保障公众健康和环境安全。
文档编号G01F23/288GK2569114SQ0227935
公开日2003年8月27日 申请日期2002年9月23日 优先权日2002年9月23日
发明者农国英 申请人:中国铝业股份有限公司