CN107331430A - 一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓 - Google Patents

一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，包括轰击源仓体，该轰击源仓体内设有直射源仓体，该轰击源仓体上设有连通轰击源仓体的内‑外的射出部，射出部和直射源仓体之间形成反射区；在直射源仓体内设有直射放射源，在直射源仓体上设有连通轰击源仓体和直射源仓体的射出孔；在反射区内还设有轰击放射源和金属靶片，金属靶片朝向所述射出部。采用本发明的显著效果是，将轰击放射源设于轰击源仓体内，直射放射源设于直射源仓体内，再将直射源仓体设于轰击源仓体内，减小了源仓整体体积，轰击放射源和直射放射源的相对位置先预设好，再将轰击源仓体作为多相流相分率测定装置的放射源源仓，能实现快速安装，并减小装配误差。

Description

一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓
技术领域
本发明涉及多相流测定装置，具体来说，是一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓。
背景技术
从本世纪90年代开始，越来越多的不分离型多相流量计开始逐步替代传统庞大的分离器，不分离型多相流量计其常用基本技术路线就是测量总流量(或流速)和各单相(油、气、水)相分率。常见的相分率测量方法有伽马射线法、超声法、电容电导法、微波法、差压密度计法等手段。
与其它测量方法相比，多能级伽马射线吸收法具有独到的优势。多能级伽马射线吸收法是一种非接触式的多相流测量技术，利用两个能级的射线即可同时测量多相流体的含水率和含气率，而不需要其它辅助的方法。由于伽马射线的吸收是发生在原子尺度上的相互作用，因此，测量不受流型流态及原油乳化等影响。而非放射性方法一般用于含水率的测量，如果要得到含气率，必须借助其它手段来得到(如使用伽马密度计获得混合流体密度，再利用比密度法求出含气率)，而且测量过程往往受到油水连续相转换、温度变化以及高含气工况的影响。因此，伽马射线吸收法是一种测量范围宽、工况适应性好、测量精度高、测量稳定性强的多相流相分率测量方法。采用伽马射线吸收法测量三相介质的相分率至少需要两种能量的射线，现有的多相流相分率测定装置中，一般设置两枚放射源，但放射源源仓的结构较复杂，体积较大。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓。
技术方案如下：
一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其关键在于：包括轰击源仓体，该轰击源仓体内设有直射源仓体，该轰击源仓体上设有射出部，该射出部将所述轰击源仓体的内部和外部连通，所述射出部和直射源仓体之间形成反射区；
在所述直射源仓体内设有直射放射源，在所述直射源仓体上设有射出孔，该射出孔连通所述轰击源仓体和直射源仓体，该射出孔朝向所述射出部；
在所述反射区内还设有轰击放射源和金属靶片，其中轰击放射源释放的γ射线射向金属靶片后产生X射线，所述金属靶片朝向所述射出部。
采用以上技术方案，轰击放射源设于轰击源仓体内，直射放射源设于直射源仓体内，再将直射源仓体设于轰击源仓体内，从而减小了源仓整体体积，轰击放射源和直射放射源的相对位置先预设好，再将轰击源仓体作为多相流相分率测定装置的放射源源仓，能实现快速安装，并减小装配误差。直射放射源释放的γ射线依次穿过射出孔和射出部，轰击放射源释放的γ射线轰击金属靶片，产生X射线，再从射出部射出。
所述直射源仓体上设有反射面，该反射面同时朝向所述轰击放射源和金属靶片，所述金属靶片贴合在所述反射面上。采用以上技术方案，反射面可用于对X射线方向调整和控制，将直射源仓体和金属靶片连为一体便于快速安装、定位，简化结构。
作为金属靶片的一种设置方案，所述金属靶片和直射源仓体的反射面之间铆接。
作为金属靶片的另一种设置方案，在所述直射源仓体的反射面上镀有轰击金属层，该轰击金属层形成所述金属靶片。
所述直射源仓体包括柱状部，所述反射面与所述柱状部轴线的夹角为θ，30°≤θ≤60°，所述柱状部任一端的端面轴向向外延伸后形成所述反射面。
所述射出部位于所述柱状部向外延伸的轴线上，所述轰击放射源位于所述柱状部的轴线一侧，所述反射面为平面。采用该设计，轰击放射源和直射放射源位置相对分开，避免相互影响。
所述直射放射源设置在所述柱状部内，所述射出孔沿所述柱状部的轴线设置，所述射出孔穿出所述反射面和金属靶片。采用该设计，直射放射源释放的γ射线直线穿过射出和射出部，避免在内部衰减。
作为一种优选方案，在所述轰击源仓体上设有轰击源腔体，该轰击源腔体将所述轰击源仓体的内部和外部连通，所述轰击放射源设置在该轰击源腔体内。
作为另一种优选方案，所述射出部位于所述柱状部向外延伸的轴线上，所述柱状部朝向所述射出部的端面上设有圆台状反射区，该圆台状反射区的轴线与所述柱状部的轴线重合，该圆台状反射区的大端面开口且朝向所述射出部，该圆台状反射区的侧面形成所述反射面。
所述轰击放射源呈环状，环状的所述轰击放射源的中心线与所述柱状部的轴线重合，环状的所述轰击放射源位于所述直射源仓体和射出部之间。
所述圆台状反射区对应的所述柱状部上设有轰击源腔体，该轰击源腔体与所述圆台状反射区连通，所述轰击放射源位于该轰击源腔体内，所述轰击放射源位于所述柱状部的轴线一侧。
所述轰击源腔体呈圆孔状，所述轰击源腔体的孔心线与所述柱状部的轴线垂直，所述轰击源腔体的内端与所述圆台状反射区连通。
在所述射出部上设有准直器，所述准直器上设有至少一个准直孔，该准直孔将所述轰击源仓体的内部和外部连通。
在所述射出部上设有准直器，所述准直器上设有至少一个准直孔，该准直孔将所述轰击源仓体的内部和外部连通，所述准直孔的孔心线延伸后穿过环状的所述轰击放射源的内部区域。
所述轰击源仓体和直射源仓体之间设有仓体定位结构。
有益效果：采用本发明的一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，将轰击放射源设于轰击源仓体内，直射放射源设于直射源仓体内，再将直射源仓体设于轰击源仓体内，从而减小了源仓整体体积，轰击放射源和直射放射源的相对位置先预设好，再将轰击源仓体作为多相流相分率测定装置的放射源源仓，能实现快速安装，并减小装配误差。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图；
图2为图1中直射源仓体a2的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为实施例2的结构示意图；
图5为图4中直射源仓体a2的结构示意图；
图6为图5的A-A`剖视图；
图7为实施例3的结构示意图；
图8为图7中直射源仓体a2的结构示意图；
图9为图7的B-B`剖视图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
如图1、图2和图3所示，一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，包括轰击源仓体a1，该轰击源仓体a1内设有直射源仓体a2，该轰击源仓体a1上设有射出部，该射出部将所述轰击源仓体a1的内部和外部连通，所述射出部和直射源仓体a2之间形成反射区；在所述直射源仓体a2内设有直射放射源a3，在所述直射源仓体a2上设有射出孔，该射出孔连通所述轰击源仓体a1和直射源仓体a2，该射出孔朝向所述射出部；在所述反射区内还设有轰击放射源a4和金属靶片a5，其中轰击放射源a4释放的γ射线射向金属靶片a5后产生X射线，所述金属靶片a5朝向所述射出部。为了便于快速安装和定位，所述直射源仓体a2上设有反射面，该反射面同时朝向所述轰击放射源a4和金属靶片a5，所述金属靶片a5贴合在所述反射面上。
具体的，所述直射源仓体a2包括柱状部a21，所述反射面与所述柱状部a21轴线的夹角为θ，30°≤θ≤60°，所述柱状部a21任一端的端面轴向向外延伸后形成所述反射面。所述直射放射源a3设置在所述柱状部a21内，所述射出孔沿所述柱状部a21的轴线设置，所述射出孔穿出所述反射面和金属靶片a5。
在所述轰击源仓体a1上设有轰击源腔体b4，该轰击源腔体b4将所述轰击源仓体a1的内部和外部连通，所述轰击放射源a4设置在该轰击源腔体b4内，所述反射面为平面，所述射出部位于所述柱状部a21向外延伸的轴线上，所述轰击放射源a4位于所述柱状部a21的轴线一侧；所述轰击放射源a4外侧的轰击源腔体b4内还设有轰击源吸收块b5和轰击源压紧块b6，所述轰击源吸收块b5位于轰击源压紧块b6和轰击放射源a4之间。
在所述柱状部a21内设有直射源腔体，该直射源腔体与所述射出孔连通，所述直射放射源a3设在该直射源腔体内，所述直射放射源a3背向所述射出孔一侧的所述直射源腔体内设有直射源吸收块b1和直射源压紧块b2，所述直射源吸收块b1位于直射源压紧块b2和直射放射源a3之间。
在所述轰击源仓体a1内还设有源心压紧块b7，该源心压紧块b7位于所述直射源仓体a2背向所述射出部的一侧，该源心压紧块b7和直射源仓体a2设有缓冲垫b3。
进一步的，在所述射出部上设有准直器a6，所述准直器a6上设有准直孔组，该准直孔组将所述轰击源仓体a1的内部和外部连通，所述准直孔组与所述柱状部a21的轴线相互平行。
为了保持轰击源仓体a1和直射源仓体a2之间相对稳定，在所述轰击源仓体a1和直射源仓体a2之间设有仓体定位结构。
实施例2：
如图4、图5和图6所示，一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，包括轰击源仓体a1，该轰击源仓体a1内设有直射源仓体a2，该轰击源仓体a1上设有射出部，该射出部将所述轰击源仓体a1的内部和外部连通，所述射出部和直射源仓体a2之间形成反射区；在所述直射源仓体a2内设有直射放射源a3，在所述直射源仓体a2上设有射出孔，该射出孔连通所述轰击源仓体a1和直射源仓体a2，该射出孔朝向所述射出部；在所述反射区内还设有轰击放射源a4和金属靶片a5，其中轰击放射源a4释放的γ射线射向金属靶片a5后产生X射线，所述金属靶片a5朝向所述射出部。为了便于快速安装和定位，所述直射源仓体a2上设有反射面，该反射面同时朝向所述轰击放射源a4和金属靶片a5，所述金属靶片a5贴合在所述反射面上。
具体的，所述直射源仓体a2包括柱状部a21，所述反射面与所述柱状部a21轴线的夹角为θ，30°≤θ≤60°，所述柱状部a21任一端的端面轴向向外延伸后形成所述反射面。所述直射放射源a3设置在所述柱状部a21内，所述射出孔沿所述柱状部a21的轴线设置，所述射出孔穿出所述反射面和金属靶片a5。
所述射出部位于所述柱状部a21向外延伸的轴线上，所述柱状部a21朝向所述射出部的端面上设有圆台状反射区a14，该圆台状反射区a14的轴线与所述柱状部a21的轴线重合，该圆台状反射区a14的大端面开口且朝向所述射出部，该圆台状反射区a14的侧面形成所述反射面。所述轰击放射源a4呈环状，环状的所述轰击放射源a4的中心线与所述柱状部a21的轴线重合，环状的所述轰击放射源a4位于所述直射源仓体a2和射出部之间。
进一步的，在所述射出部上设有准直器a6，所述准直器a6上设有准直孔组，该准直孔组将所述轰击源仓体a1的内部和外部连通，所述准直孔组与所述柱状部a21的轴线相互平行，所述准直孔组的孔心线延伸后穿过环状的所述轰击放射源a4的内部区域。
为了保持轰击源仓体a1和直射源仓体a2之间相对稳定，在所述轰击源仓体a1和直射源仓体a2之间设有仓体定位结构。
实施例3：
如图7、图8和图9所示，一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，包括轰击源仓体a1，该轰击源仓体a1内设有直射源仓体a2，该轰击源仓体a1上设有射出部，该射出部将所述轰击源仓体a1的内部和外部连通，所述射出部和直射源仓体a2之间形成反射区；在所述直射源仓体a2内设有直射放射源a3，在所述直射源仓体a2上设有射出孔，该射出孔连通所述轰击源仓体a1和直射源仓体a2，该射出孔朝向所述射出部；在所述反射区内还设有轰击放射源a4和金属靶片a5，其中轰击放射源a4释放的γ射线射向金属靶片a5后产生X射线，所述金属靶片a5朝向所述射出部。为了便于快速安装和定位，所述直射源仓体a2上设有反射面，该反射面同时朝向所述轰击放射源a4和金属靶片a5，所述金属靶片a5贴合在所述反射面上。
具体的，所述直射源仓体a2包括柱状部a21，所述反射面与所述柱状部a21轴线的夹角为θ，30°≤θ≤60°，所述柱状部a21任一端的端面轴向向外延伸后形成所述反射面。所述直射放射源a3设置在所述柱状部a21内，所述射出孔沿所述柱状部a21的轴线设置，所述射出孔穿出所述反射面和金属靶片a5。
所述射出部位于所述柱状部a21向外延伸的轴线上，所述轰击放射源a4位于所述柱状部a21的轴线一侧。所述柱状部a21朝向所述射出部的端面上设有圆台状反射区a14，该圆台状反射区a14的轴线与所述柱状部a21的轴线重合，该圆台状反射区a14的大端面开口且朝向所述射出部，该圆台状反射区a14的侧面形成所述反射面。所述圆台状反射区a14对应的所述柱状部a21上设有轰击源腔体b4，所述轰击源腔体b4呈圆孔状，所述轰击源腔体b4的孔心线与所述柱状部a21的轴线垂直，所述轰击源腔体b4的内端与所述圆台状反射区a14连通，所述轰击放射源a4位于该轰击源腔体b4内。
进一步的，在所述射出部上设有准直器a6，所述准直器a6上设有准直孔组，该准直孔组将所述轰击源仓体a1的内部和外部连通，所述准直孔组与所述柱状部a21的轴线相互平行，所述准直孔组的孔心线延伸后穿过环状的所述轰击放射源a4的内部区域。
为了保持轰击源仓体a1和直射源仓体a2之间相对稳定，在所述轰击源仓体a1和直射源仓体a2之间设有仓体定位结构。
实施例1、2、3中，所述仓体定位结构包括轴向定位结构和径向定位结构。所述直射源仓体a2沿着朝向所述射出部的方向插设在所述轰击源仓体a1内，所述直射源仓体a2和所述轰击源仓体a1轴向抵紧形成所述轴向定位结构；所述直射源仓体a2的外表面与所述轰击源仓体a1的内壁径向抵紧，从而形成所述径向定位结构。在实施例1中，所述仓体定位结构还包括环向定位结构，该环向定位结构包括设置于所述直射源仓体a2上的定位点a8，在所述轰击源仓体a1上设有定位插销a9，该定位插销a9径向插设在所述定位点a8内。
实施例1、2、3中，所述金属靶片a5可以与直射源仓体a2的反射面之间铆接从而连为一体；或者可在直射源仓体a2的反射面上镀设轰击金属层，该轰击金属层形成所述金属靶片a5。金属靶片a5的材质可以是Ag、Sn等金属。所述直射放射源a3和轰击放射源a4可以是241Am源。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其特征在于：包括轰击源仓体(a1)，该轰击源仓体(a1)内设有直射源仓体(a2)，该轰击源仓体(a1)上设有射出部，该射出部将所述轰击源仓体(a1)的内部和外部连通，所述射出部和直射源仓体(a2)之间形成反射区；
在所述直射源仓体(a2)内设有直射放射源(a3)，在所述直射源仓体(a2)上设有射出孔，该射出孔连通所述轰击源仓体(a1)和直射源仓体(a2)，该射出孔朝向所述射出部；
在所述反射区内还设有轰击放射源(a4)和金属靶片(a5)，其中轰击放射源(a4)释放的γ射线射向金属靶片(a5)后产生X射线，所述金属靶片(a5)朝向所述射出部。
2.根据权利要求1所述的一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其特征在于：所述直射源仓体(a2)上设有反射面，该反射面同时朝向所述轰击放射源(a4)和金属靶片(a5)，所述金属靶片(a5)贴合在所述反射面上。
3.根据权利要求2所述的一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其特征在于：所述金属靶片(a5)和直射源仓体(a2)的反射面之间铆接。
4.根据权利要求2所述的一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其特征在于：在所述直射源仓体(a2)的反射面上镀有轰击金属层，该轰击金属层形成所述金属靶片(a5)。
5.根据权利要求2、3或4所述的一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其特征在于：所述直射源仓体(a2)包括柱状部(a21)，所述反射面与所述柱状部(a21)轴线的夹角为θ，30°≤θ≤60°，所述柱状部(a21)任一端的端面轴向向外延伸后形成所述反射面。
6.根据权利要求5所述的一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其特征在于：所述射出部位于所述柱状部(a21)向外延伸的轴线上，所述轰击放射源(a4)位于所述柱状部(a21)的轴线一侧，所述反射面为平面。
7.根据权利要求6所述的一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其特征在于：所述直射放射源(a3)设置在所述柱状部(a21)内，所述射出孔沿所述柱状部(a21)的轴线设置，所述射出孔穿出所述反射面和金属靶片(a5)。
8.根据权利要求6所述的一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其特征在于：在所述轰击源仓体(a1)上设有轰击源腔体(b4)，该轰击源腔体(b4)将所述轰击源仓体(a1)的内部和外部连通，所述轰击放射源(a4)设置在该轰击源腔体(b4)内。
9.根据权利要求5所述的一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其特征在于：所述射出部位于所述柱状部(a21)向外延伸的轴线上，所述柱状部(a21)朝向所述射出部的端面上设有圆台状反射区(a14)，该圆台状反射区(a14)的轴线与所述柱状部(a21)的轴线重合，该圆台状反射区(a14)的大端面开口且朝向所述射出部，该圆台状反射区(a14)的侧面形成所述反射面。
10.根据权利要求9所述的一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其特征在于：所述轰击放射源(a4)呈环状，环状的所述轰击放射源(a4)的中心线与所述柱状部(a21)的轴线重合，环状的所述轰击放射源(a4)位于所述直射源仓体(a2)和射出部之间。
11.根据权利要求9所述的一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其特征在于：所述圆台状反射区(a14)对应的所述柱状部(a21)上设有轰击源腔体(b4)，该轰击源腔体(b4)与所述圆台状反射区(a14)连通，所述轰击放射源(a4)位于该轰击源腔体(b4)内，所述轰击放射源(a4)位于所述柱状部(a21)的轴线一侧。
12.根据权利要求11所述的单源双能伽马和X射线转换体，其特征在于：所述轰击源腔体(b4)呈圆孔状，所述轰击源腔体(b4)的孔心线与所述柱状部(a21)的轴线垂直，所述轰击源腔体(b4)的内端与所述圆台状反射区(a14)连通。
13.根据权利要求1、2、3、4、7、8、10、11或12所述的一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其特征在于：在所述射出部上设有准直器(a6)，所述准直器(a6)上设有至少一个准直孔，该准直孔将所述轰击源仓体(a1)的内部和外部连通。
14.根据权利要求10所述的一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其特征在于：在所述射出部上设有准直器(a6)，所述准直器(a6)上设有至少一个准直孔，该准直孔将所述轰击源仓体(a1)的内部和外部连通，所述准直孔的孔心线延伸后穿过环状的所述轰击放射源(a4)的内部区域。
15.根据权利要求1、2、3、4、7、8、10、11、12或14所述的一种多相流相分率测定装置双源双能级射线源仓，其特征在于：所述轰击源仓体(a1)和直射源仓体(a2)之间设有仓体定位结构。
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