CN2569114Y - 计数管挡板密封γ仪在线测量装置 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
(一)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。
(二)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。
(三)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。
(四)附图说明
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。
(五)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
| 计数管位置 | 是否使用本实用新型 | 计数管吸收剂量当量率(μSv/h) | M4021型计数管寿命1×109次脉冲(实践使用年限) | 各点计数管寿命对比效果 |
| A点 | 无 | 2.25 | 约一年 | 延长三年以上 |
| 用 | 1.00 | 四年以上 | ||
| B点 | 无 | 2.80 | 不到一年 | 延长两年以上 |
| 用 | 1.25 | 三年以上 | ||
| C点 | 无 | 2.00 | 约一年半 | 延长一年半以上 |
| 用 | 1.10 | 三年以上 | ||
| D点 | 无 | 0.75 | 四年半以上 | 一样 |
| 用 | 0.75 | 四年半以上 |
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2： γ剂量单位：μSv/h
| 偏号 | 检测点 | 源前 | 上 | 下 | 左 | 右 | 后 | 监测数据来源 | |
| Nt106 | 采用前 | 距源罐表面5cm处 | -- | 2.45 | 4.26 | 1.82 | 5.70 | 0.86 | 2001年6月5日本公司相关部门科室的剂量监测数据 |
| 距源罐表面1m处 | -- | 0.49 | 1.40 | 0.83 | 1.57 | 0.28 | |||
| 采用后 | 距源罐表面5cm处 | -- | 1.19 | 1.33 | 0.98 | 1.47 | 0.35 | 2001年8月百色地区卫生防疫站的剂量监测数据 | |
| 距源罐表面1m处 | -- | 0.26 | 0.31 | 0.30 | 0.33 | 0.19 | |||
| 距源罐表面2m处 | -- | 0.16 | ---- | 0.21 | 0.19 | ---- | |||
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。
Claims (8)
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。
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