DE102019118414B4 - Measuring system for radiometric measurement of the density of a medium, mounting device for the radiometric measuring system and method for positioning radiometric radiation sources by means of the mounting device - Google Patents
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Abstract
Halterungs-Vorrichtung (1) für zumindest zwei radioaktive Strahlungsquellen (2) eines Mess-Systems, das zur radiometrischen Messung der Dichte eines in einem Behälter (3) befindlichen Mediums (4) dient, umfassend:- eine Fixierung (11), mittels der die Halterungs-Vorrichtung (1) an einem oberen Endbereich (51) eines vertikal ausgerichteten Tauchrohres (5) des Mess-Systems befestigbar ist,- einen Grundkörper (12) mit◯ zumindest einer Durchführung (13), deren Achse in etwa parallel zur Achse des Tauchrohres (5) verläuft, wobei die Durchführung (13) derart ausgelegt ist, um in Bezug zur Achse die zumindest zwei radioaktiven Strahlungsquellen (2) untereinander in Reihe aufzunehmen, und- einer Positionierungs-Einrichtung (14, 16), mittels der die zumindest zwei radioaktiven Strahlungsquellen (2) sowohl◯ reihig untereinander in der zumindest einen Durchführung (13), als auch◯ an einer jeweils definierten vertikalen Position innerhalb des Tauchrohres (5) positionierbar sind.Mounting device (1) for at least two radioactive radiation sources (2) of a measuring system which is used for the radiometric measurement of the density of a medium (4) located in a container (3), comprising: - a fixing device (11) by means of which the mounting device (1) can be fastened to an upper end region (51) of a vertically aligned immersion tube (5) of the measuring system, - a base body (12) with◯ at least one passage (13) whose axis runs approximately parallel to the axis of the immersion tube (5), the passage (13) being designed in such a way as to accommodate the at least two radioactive radiation sources (2) in a row one below the other in relation to the axis, and - a positioning device (14, 16) by means of which the at least two radioactive radiation sources (2) can be positioned both◯ in a row one below the other in the at least one passage (13) and◯ at a respectively defined vertical position within the immersion tube (5). are.
Description
Die Erfindung betrifft ein Mess-System und eine Halterungs-Vorrichtung für zumindest zwei radioaktive Strahlungsquellen des Mess-Systems, wobei das Mess-System zur radiometrischen Messung der Dichte eines Mediums in einem Behälter dient. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Positionierung der radioaktiven Strahlungsquellen mittels der Halterungs-Vorrichtung.The invention relates to a measuring system and a mounting device for at least two radioactive radiation sources of the measuring system, wherein the measuring system serves for radiometric measurement of the density of a medium in a container. The invention further relates to a method for positioning the radioactive radiation sources by means of the mounting device.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte verwendet, die zur Erfassung oder zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung der Prozessvariablen wird in den jeweiligen Feldgeräten entsprechende Sensorik eingesetzt. Hierdurch lassen sich die einzelnen Prozessvariablen, wie der Füllstand, der Durchfluss, der Druck, die Temperatur, der pH-Wert, das Redoxpotential, die Dichte oder die Leitfähigkeit erfassen. Verschiedenste solcher Feldgeräte-Typen werden von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.In process automation technology, field devices are often used to record or influence process variables. Appropriate sensors are used in the respective field devices to record the process variables. This allows the individual process variables, such as the fill level, flow, pressure, temperature, pH value, redox potential, density or conductivity, to be recorded. A wide variety of such field device types are manufactured and sold by Endress + Hauser.
Im Fall von Dichtemessung werden oftmals Feldgeräte eingesetzt, deren Messprinzip auf Radiometrie basiert. Dieses Messprinzip hat sich insbesondere für Medien mit hoher Dichte bewährt, die nicht ausschließlich flüssig oder gasförmig vorliegen, sondern auch Feststoff-Phasen beinhalten, wie zum Beispiel Öl-Schlämme oder hochviskose Medien im Allgemeinen.In the case of density measurement, field devices are often used whose measuring principle is based on radiometry. This measuring principle has proven particularly effective for media with a high density that are not exclusively liquid or gaseous, but also contain solid phases, such as oil sludge or highly viscous media in general.
Generell wird beim Messprinzip der Radiometrie radioaktive Strahlung (vorzugsweise Gamma-Strahlung einer Cäsium- oder Kobalt-Quelle) genutzt, die von einer radioaktiven Strahlungsquelle ausgesendet und durch den Behälter mit dem zu messenden Medium geleitet wird. Nach Durchgang durch den Behälter wird die transmittierte Strahlenintensität von einem Strahlungs- Detektor erfasst. Durch die Auswertung des entsprechenden Detektorsignals wird der transmittierte Anteil der ausgesandten Strahlenintensität bestimmt. Hiervon wird auf die Dichte des Mediums geschlossen.In general, the measuring principle of radiometry uses radioactive radiation (preferably gamma radiation from a caesium or cobalt source) that is emitted by a radioactive radiation source and passed through the container with the medium to be measured. After passing through the container, the transmitted radiation intensity is recorded by a radiation detector. The transmitted portion of the emitted radiation intensity is determined by evaluating the corresponding detector signal. This is used to determine the density of the medium.
Die Strahlenintensität der transmittierten radioaktiven Strahlung kann nach Durchgang durch den Behälter nicht direkt detektiert werden. Hierzu muss die radioaktive Strahlung durch ein geeignetes Material zuerst in elektromagnetische Strahlung im optischen Spektralbereich umgewandelt werden, bevor die Strahlung von einem Photomultiplier innerhalb des Strahlungs-Detektors detektiert werden kann. Materialien, die diese Eigenschaft aufweisen, werden als szintillierende Materialien bezeichnet. Unter anderem Polystyrol weist diese szintillierende Eigenschaft auf. Erst die im optischen Spektralbereich liegende Strahlung kann vom Photomultiplier (dessen erforderliche Betriebsspannung mehrere hundert Volt bis über einem Kilovolt beträgt) detektiert werden. Das Messprinzip der radiometrischen Dichtemessung gehört allgemein zu Stand der Technik und ist beispielsweise in der Veröffentlichungsschrift
Insbesondere bei flüssigen Medien mit eingelagerten Feststoff-Phasen, wie zum Beispiel bei Öl-Schlämmen, wird das Messprinzip der Radiometrie nicht nur zur punktuellen Dichtemessung eingesetzt, sondern es werden auch vertikale Dichte-Profile des Mediums entlang des vertikalen Verlaufs im Behälter erstellt. Hierdurch können beispielsweise einzelnen Phasen des Mediums in Bezug zur Höhe des Behälters identifiziert werden. Dabei wird sich zunutze gemacht, dass ein konkreter Dichte-Wertebereich einer korrespondierenden, bekannten Phase wie einem Öl-Sand zuordbar ist. Zur Dichteprofil-Erstellung wird daher nicht nur eine radioaktive Strahlungsquelle und ein horizontal gegenüberliegend angeordneter Strahlungs-Detektor eingesetzt, sondern eine Vielzahl an radioaktiven Strahlungsquellen und korrespondierenden Strahlungs-Detektoren, die vertikal auf jeweils unterschiedlichen Höhen am Behälter angeordnet sind.Particularly in the case of liquid media with embedded solid phases, such as oil sludge, the measuring principle of radiometry is not only used for point density measurements, but vertical density profiles of the medium are also created along the vertical course in the container. This makes it possible, for example, to identify individual phases of the medium in relation to the height of the container. This takes advantage of the fact that a specific density value range can be assigned to a corresponding, known phase such as oil sand. To create the density profile, not only one radioactive radiation source and one radiation detector arranged horizontally opposite one another are used, but a large number of radioactive radiation sources and corresponding radiation detectors, each arranged vertically at different heights on the container.
In einigen Behältern von Öl-Raffinerie-Anlagen, wie beispielsweise so genannten „Hydro-Cracking-Reaktoren“, sind die radioaktiven Strahlungsquellen und die zugeordneten Detektoren nicht an der jeweils gegenüberliegenden Behälterwand angeordnet. Vielmehr sind die radioaktiven Strahlungsquellen innerhalb des Behälters in einem Tauchrohr eingelassen, damit deren Abstand zu den entsprechenden, an der Behälterwand angeordneten Strahlungs-Detektoren möglichst gering gehalten wird. Dies erhöht die Sensitivität der Dichtemessung.In some containers in oil refineries, such as so-called "hydro-cracking reactors", the radioactive radiation sources and the associated detectors are not arranged on the opposite container wall. Instead, the radioactive radiation sources are embedded in a dip tube inside the container so that their distance from the corresponding radiation detectors arranged on the container wall is kept as small as possible. This increases the sensitivity of the density measurement.
Zur Anbringung bzw. Positionierung der radioaktiven Strahlungsquellen im Tauchrohr werden die radioaktiven Strahlungsquellen in der Praxis zunächst in einer Halterungs-Vorrichtung untergebracht, die wiederum am oberen Endbereich des Tauchrohres befestigbar ist. Dabei ist die Halterungs-Vorrichtung so ausgelegt, dass die radioaktiven Strahlungsquellen nach Befestigung der Halterungs-Vorrichtung in das Tauchrohr abgelassen werden können, um auf der vorgesehenen Höhe im Tauchrohr positioniert werden zu können. Während des anschließenden Mess-Betriebs des radiometrischen Mess-Systems bleibt die Halterungs-Vorrichtung je nach Auslegung am Tauchrohr befestigt, um die radioaktiven Strahlungsquellen im Bedarfsfall austauschen oder repositionieren zu können.To attach or position the radioactive radiation sources in the immersion tube, in practice the radioactive radiation sources are first housed in a mounting device, which in turn can be attached to the upper end of the immersion tube. The mounting device is designed in such a way that the radioactive radiation sources can be lowered into the immersion tube after the mounting device has been attached in order to be positioned at the intended height in the immersion tube. During the subsequent measurement operation of the radiometric measuring system, the mounting device remains attached to the immersion tube, depending on the design, in order to be able to exchange or reposition the radioactive radiation sources if necessary.
Tauchrohre, die im Rahmen des Hydro-Cracking-Prozessschrittes zur Dichte-Messung verwendet werden, weisen standardmäßig eine vergleichsweise geringe Nennweite von DN 50 auf, wobei die Wandstärke aufgrund potentiell hoher Prozessdrücke im Behälter mit mehr als 0,4 mm bemaßt ist. Hierdurch resultiert ein sehr geringer Tauchrohr-Innendurchmesser von ca. 38 mm. Gerade in Tauchrohren mit geringem Innendurchmesser ist die Anbringung bzw. die untereinander liegende Positionierung der radioaktiven Strahlungsquellen daher schwer realisierbar, da die radioaktiven Strahlungsquellen im Tauchrohr nicht parallel aneinander vorbeigeführt werden können.Dip tubes used for density measurement in the hydro-cracking process step have a comparatively small nominal diameter of DN 50 as standard, whereby the wall thickness can be reduced due to potentially high process pressures. cke in the container is dimensioned at more than 0.4 mm. This results in a very small dip tube inner diameter of approx. 38 mm. In dip tubes with a small inner diameter, it is particularly difficult to attach or position the radioactive radiation sources one below the other, as the radioactive radiation sources cannot be guided past each other parallel in the dip tube.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Halterungs-Vorrichtung für ein Mess-System zur radiometrischen Dichte-Messung bereitzustellen, mittels der die radioaktiven Strahlungsquellen auch in Tauchrohren mit geringem Innendurchmesser positioniert werden können.The invention is therefore based on the object of providing a mounting device for a measuring system for radiometric density measurement, by means of which the radioactive radiation sources can also be positioned in immersion tubes with a small inner diameter.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Halterungs-Vorrichtung für zumindest zwei radioaktive Strahlungsquellen eines Mess-Systems, das zur radiometrischen Messung der Dichte eines in einem Behälter befindlichen Mediums dient. Erfindungsgemäß umfasst die Halterungs-Vorrichtung hierzu zumindest:
- - eine Fixierung, mittels der die Halterungs-Vorrichtung an einem oberen Endbereich eines vertikal ausgerichteten Tauchrohres des Mess-Systems befestigbar ist,
- - einen Grundkörper mit
- ◯ zumindest einer durch den Grundkörper durchgehenden Durchführung, deren Achse in etwa parallel zur Achse des Tauchrohres verläuft, wobei die Durchführung derart ausgelegt ist, um in Bezug zur Achse die zumindest zwei, insbesondere drei radioaktive Strahlungsquellen untereinander in Reihe aufzunehmen,
- - einer Positionierungs-Einrichtung, mittels der die zumindest zwei radioaktiven Strahlungsquellen sowohl
- ◯ reihig untereinander in der zumindest einen Durchführung, als auch
- ◯ an einer jeweils definierten vertikalen Position innerhalb des Tauchrohres positionierbar sind.
- - a fixation by means of which the mounting device can be attached to an upper end region of a vertically aligned immersion tube of the measuring system,
- - a base body with
- ◯ at least one passage through the base body, the axis of which runs approximately parallel to the axis of the immersion tube, the passage being designed in such a way as to accommodate the at least two, in particular three radioactive radiation sources in series with one another in relation to the axis,
- - a positioning device by means of which the at least two radioactive radiation sources can be
- ◯ in rows one below the other in at least one passage, as well as
- ◯ can be positioned at a defined vertical position within the immersion tube.
Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Halterungs-Vorrichtung ist, dass pro Durchführung zwei oder mehr radioaktive Strahlungsquellen reihig untereinanderliegend aufgenommen werden können. Hierdurch ist die Anzahl an radioaktiven Strahlungsquellen im Tauchrohr nicht unmittelbar durch dessen Innendurchmesser bzw. durch den Außendurchmesser der radioaktiven Strahlungsquellen (bzw. die Aufnahme, in der die Strahlungsquellen gekapselt sind) limitiert. Durch die potentiell höhere Anzahl an radioaktiven Strahlungsquellen lässt sich wiederum ein größerer vertikaler Messbereich im Behälter abdecken, bzw. es lässt sich die vertikale Auflösung der Dichtemessung erhöhen. Um die Anzahl an radioaktiven Strahlungsquellen weiter zu erhöhen, ist es im Rahmen der Erfindung außerdem möglich, die Halterungs-Vorrichtung nicht nur mit einer, sondern mit mehreren Durchführungen zu konzipieren, in denen jeweils mindestens zwei radioaktive Strahlungsquellen anordbar sind. So kann die Halterungs-Vorrichtung beispielsweise sechs Durchführungen umfassen, die analog zum Aufbau eines Revolvermagazins in Bezug zur Achse der Durchführungen ringförmig nebeneinander angeordnet sind.The advantage of the mounting device according to the invention is that two or more radioactive radiation sources can be accommodated in rows one below the other per feedthrough. As a result, the number of radioactive radiation sources in the immersion tube is not directly limited by its inner diameter or by the outer diameter of the radioactive radiation sources (or the holder in which the radiation sources are encapsulated). The potentially higher number of radioactive radiation sources in turn allows a larger vertical measuring range to be covered in the container, or the vertical resolution of the density measurement can be increased. In order to further increase the number of radioactive radiation sources, it is also possible within the scope of the invention to design the mounting device with not just one, but several feedthroughs, in each of which at least two radioactive radiation sources can be arranged. For example, the mounting device can comprise six feedthroughs, which are arranged in a ring next to one another in relation to the axis of the feedthroughs, analogous to the structure of a revolver magazine.
Damit die Halterungs-Vorrichtung im montierten Zustand möglichst wenig über den oberen Endbereich des Tauchrohres hinaussteht, kann sie vorzugsweise so ausgelegt werden, dass der Grundkörper zumindest in dem Bereich, in dem die radioaktiven Strahlungsquellen reihig untereinander aufgenommen werden, mit einem Außendurchmesser bemessen ist, der maximal dem Innendurchmesser des Tauchrohres entspricht. Hierdurch kann dieser Bereich der Halterungs-Vorrichtung im oberen Endbereich innerhalb des Tauchrohres untergebracht werden. Korrespondierend hierzu ist die Fixierung der Halterungs-Vorrichtung in diesem Fall so auszulegen, dass der besagte Bereich im fixierten Zustand der Halterungs-Vorrichtung im Inneren des oberen Endbereiches vom Tauchrohr angeordnet ist. Sofern das Mess-System zum Einsatz in Tauchrohren mit einer Nennweite von DN 50 gedacht ist, ist es bei innenliegender Unterbringung notwendig, den Außendurchmesser des Grundkörpers im Bereich der radioaktiven Strahlungsquellen entsprechend mit maximal 38 mm zu bemaßen.So that the mounting device protrudes as little as possible beyond the upper end area of the immersion tube when installed, it can preferably be designed so that the base body, at least in the area in which the radioactive radiation sources are accommodated in rows one below the other, has an outer diameter that corresponds at most to the inner diameter of the immersion tube. This means that this area of the mounting device can be accommodated in the upper end area inside the immersion tube. Correspondingly, the fixing of the mounting device in this case should be designed so that the said area is arranged inside the upper end area of the immersion tube when the mounting device is fixed. If the measuring system is intended for use in immersion tubes with a nominal width of DN 50, it is necessary to dimension the outer diameter of the base body in the area of the radioactive radiation sources to a maximum of 38 mm when accommodated inside.
Unter anderem zur Dichte-Messung in Hydro-Cracking-Reaktoren kann das Tauchrohr am oberen Endbereich einen Flanschanschluss umfassen. Daher ist es bei solchen Anwendungen zweckmäßig, die Fixierung der erfindungsgemäßen Halterungs-Vorrichtung entsprechend als Flansch für diesen Flanschanschluss auszulegen.Among other things, for density measurement in hydrocracking reactors, the immersion tube can comprise a flange connection at the upper end area. It is therefore expedient in such applications to design the fixation of the holding device according to the invention accordingly as a flange for this flange connection.
Damit die radioaktiven Strahlungsquellen beim Ablassen aus der Halterungs-Vorrichtung in das Tauchrohr nicht verkanten, ist es im Rahmen der Erfindung von Vorteil, wenn die radioaktiven Strahlungsquellen jeweils in einer Aufnahme gekapselt sind, deren Außenquerschnitts-Form in etwa der Innenquerschnitts-Form der Durchführung entspricht. Dabei ist eine runde Querschnittsform allgemein vorzuziehen.In order to prevent the radioactive radiation sources from jamming when they are lowered from the holder device into the immersion tube, it is advantageous within the scope of the invention if the radioactive radiation sources are each encapsulated in a receptacle whose external cross-sectional shape corresponds approximately to the internal cross-sectional shape of the feedthrough. A round cross-sectional shape is generally preferable.
Die Positionierungs-Einrichtung der Halterungs-Vorrichtung, mittels der die radioaktiven Strahlungsquellen abgelassen bzw. aufgenommen werden können, kann beispielsweise realisiert werden, indem die jeweilige Strahlungsquelle bzw. deren Aufnahme jeweils an einem Seil befestigt ist. Dabei wird das Seil am oberen Endbereich des Tauchrohres so fixiert, dass sich die radioaktive Strahlungsquelle entweder in der Durchführung der Halterungs-Vorrichtung, oder an der vorgesehenen vertikalen Position im Tauchrohr befindet. Zur lösbaren Fixierung des Seils an der Halterungs-Vorrichtung kann die Positionierungs-Einheit an der oberen Öffnung der jeweiligen Durchführung im Falle eines Seils beispielsweise eine entsprechende Klemme umfassen. Damit die radioaktive Strahlungsquelle auch bei einer Wiederaufnahme aus dem Tauchrohr in die Durchführung der Halterungs-Vorrichtung nicht verkantet, kann eine etwaige Aufnahme der radioaktiven Strahlungsquelle im Bereich der Seil-Befestigung beispielsweise mit einer konisch zum Seil zuspitzende Form ausgelegt werden.The positioning device of the holding device, by means of which the radioactive radiation sources can be lowered or picked up, can be realized, for example, by the respective radiation source or its Each receptacle is attached to a rope. The rope is fixed to the upper end of the immersion tube in such a way that the radioactive radiation source is either in the lead-through of the holding device or in the intended vertical position in the immersion tube. To releasably fix the rope to the holding device, the positioning unit can, for example, comprise a corresponding clamp at the upper opening of the respective lead-through in the case of a rope. To ensure that the radioactive radiation source does not tilt when it is taken out of the immersion tube and back into the lead-through of the holding device, any receptacle for the radioactive radiation source in the area of the rope attachment can, for example, be designed with a conical shape that tapers towards the rope.
Da die erfindungsgemäße Halterungs-Vorrichtung während des Messbetriebs des Dichte-Mess-Systems am Tauchrohr befestigt bleibt, ist es von Vorteil, wenn zumindest der Grundkörper aus einem witterungsbeständigen Material wie einem Stahl, insbesondere einem Edelstahl, gefertigt ist.Since the mounting device according to the invention remains attached to the immersion tube during the measuring operation of the density measuring system, it is advantageous if at least the base body is made of a weather-resistant material such as steel, in particular stainless steel.
Ein Mess-System zur radiometrischen Messung der Dichte oder des Dichte-Profils über den vertikalen Verlauf des Behälters eines in einem Behälter befindlichen Mediums, das auf der erfindungsgemäßen Halterungs-Vorrichtung basiert, umfasst neben der Halterungs-Vorrichtung außerdem folgende Komponenten:
- - Ein Tauchrohr,
- ◯ das ausgehend von einer Oberseite des Behälters in etwa vertikal im Behälter-Inneren anbringbar ist, und
- ◯ an dem die Halterungs-Vorrichtung über die Fixierung anbringbar ist,
- - zumindest zwei radioaktive Strahlungsquellen, die entweder
- ◯ reihig untereinander in der zumindest einen Durchführung der Halterungs-Vorrichtung, oder
- ◯ an einer jeweils definierten vertikalen Position innerhalb des Tauchrohres positionierbar sind,
- - eine den radioaktiven Strahlungsquellen korrespondierende Anzahl an Strahlungs-Detektoren, die
- ◯ jeweils auf der vertikalen Höhe der entsprechenden, radioaktiven Strahlungsquelle an der Wand des Behälters angeordnet sind, und
- ◯ die ausgelegt sind, eine eingehende Strahlungs-Intensität der entsprechenden, radioaktiven Strahlungsquelle zu detektieren, und
- - eine Auswertungs-Einheit, die ausgelegt ist, anhand der von den Strahlungs-Detektoren detektierten Strahlungs-Intensitäten die Dichte und/oder das vertikale Dichte-Profil über den vertikalen Bereich der Detektor-Positionen des Mediums zu bestimmen.
- - A dip tube,
- ◯ which can be mounted approximately vertically inside the container starting from the top of the container, and
- ◯ to which the mounting device can be attached via the fixation,
- - at least two radioactive sources, which are either
- ◯ in rows one below the other in at least one passage of the holding device, or
- ◯ can be positioned at a defined vertical position within the immersion tube,
- - a number of radiation detectors corresponding to the radioactive radiation sources, which
- ◯ are arranged at the vertical height of the corresponding radioactive radiation source on the wall of the container, and
- ◯ which are designed to detect an incoming radiation intensity of the corresponding radioactive radiation source, and
- - an evaluation unit designed to determine the density and/or the vertical density profile over the vertical range of the detector positions of the medium based on the radiation intensities detected by the radiation detectors.
Es versteht sich von selbst, dass mittels dieses Mess-Systems nicht lediglich die Dichte oder ein Dichte-Profil ermittelt werden kann, sondern je nach Auslegung auch Eigenschaft wie dem Füllstand oder dem Grenzstand, die aus der gemessenen Dichte bzw. der Strahlungs-Intensität abgeleitet werden können.It goes without saying that this measuring system can not only determine the density or a density profile, but also, depending on the design, properties such as the fill level or the limit level, which can be derived from the measured density or the radiation intensity.
Mittels folgender Verfahrensschritte können die zumindest zwei radioaktiven Strahlungsquellen im Sinne der Erfindung an der jeweils definierten vertikalen Position innerhalb des Tauchrohres dieses Mess-Systems positioniert werden:
- - Anbringen der Halterungs-Vorrichtung am oberen Endbereich des Tauchrohres, wobei die zumindest zwei radioaktiven Strahlungsquellen reihig untereinander in der zumindest einen Durchführung angeordnet sind,
- - Ablassen der unteren, radioaktiven Strahlungsquelle an die jeweils definierte vertikale Position innerhalb des Tauchrohres mittels der Positionierungs-Einrichtung, und
- - Ablassen der oberen, radioaktiven Strahlungsquelle an die jeweils definierte vertikale Position innerhalb des Tauchrohres mittels der Positionierungs-Einrichtung.
- - Attaching the mounting device to the upper end region of the immersion tube, wherein the at least two radioactive radiation sources are arranged in rows one below the other in the at least one passage,
- - Lowering the lower radioactive radiation source to the defined vertical position within the immersion tube by means of the positioning device, and
- - Lowering the upper radioactive radiation source to the defined vertical position within the immersion tube using the positioning device.
Bezüglich dieses Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn sich die vorgesehene Position der unteren radioaktiven Strahlungsquelle auch im Tauchrohr unterhalb der Tauchrohr-Position der oberen Strahlungsquelle befindet. Hierdurch muss die in der Durchführung obere radioaktive Strahlungsquelle im Tauchrohr nicht an der unteren radioaktiven Strahlungsquelle vorbeigeführt werden. Dieses Prinzip der Positionierung lässt sich natürlich auch auf Ausgestaltungsvarianten von erfindungsgemäßen Halterungs-Vorrichtungen übertragen, in deren Durchführung(en) mehr als zwei radioaktive Strahlungsquellen untergebracht ist/sind.With regard to this method, it is advantageous if the intended position of the lower radioactive radiation source is also located in the immersion tube below the immersion tube position of the upper radiation source. As a result, the upper radioactive radiation source in the feedthrough does not have to be guided past the lower radioactive radiation source in the immersion tube. This principle of positioning can of course also be applied to design variants of mounting devices according to the invention in whose feedthrough(s) more than two radioactive radiation sources are accommodated.
Anhand der nachfolgenden Figuren wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 : eine typische Anordnung eines radiometrischen Mess-Systems an einem Behälter, -
2 : eine erfindungsgemäße Halterungs-Vorrichtung für das Mess-System, und -
3 : eine Draufsicht auf die Halterungs-Vorrichtung.
-
1 : a typical arrangement of a radiometric measuring system on a container, -
2 : an inventive mounting device for the measuring system, and -
3 : a top view of the mounting device.
In
Um die verschiedenen Phasen des Mediums 4 in Bezug zur Höhe des Behälters 3 lokalisieren zu können, ist am Behälter 3 ein radiometrisches Mess-System installiert, mittels dem entlang des vertikalen Verlaufs im Behälter 3 ein Dichte-Profil des Mediums 4 ermittelt werden kann. Hierzu umfasst das Mess-System im gezeigten Ausführungsbeispiel zwölf radioaktive Strahlungsquellen 2, die in einem Tauchrohr 5 im Inneren des Behälters 3 angeordnet sind. Dabei sind die Strahlungsquellen 2 allgemein auf definierten, unterschiedlichen Höhen im Tauchrohr 5 angeordnet, so dass der gewünschte vertikale Messbereich der Dichteprofil-Messung abgedeckt wird.In order to be able to locate the different phases of the medium 4 in relation to the height of the container 3, a radiometric measuring system is installed on the container 3, by means of which a density profile of the medium 4 can be determined along the vertical course in the container 3. For this purpose, the measuring system in the embodiment shown comprises twelve
Korrespondierend zu jeder radioaktiven Strahlungsquelle 2 ist auf jeweils in etwa gleicher Einbau-Höhe an der Wand des Behälters 3 ein Strahlungs-Detektor 6 angeordnet. Hierdurch messen die einzelnen Strahlungs-Detektoren 6 die Strahlungs-Intensität der radioaktiven Strahlung, die von der zugehörigen, radioaktiven Strahlungsquelle 2 durch das Medium 4 transmittiert wird. Dabei hängt die Strahlungs-Intensität der transimitierten Strahlung von der Dichte bzw. von der jeweiligen Phase des Mediums 4 ab. Somit kann eine Auswertungs-Einheit des Mess-Systems anhand der gemessenen Intensität der transimitierten Strahlung die jeweilige Dichte des Mediums 4 ermitteln, die auf der Höhe der entsprechenden, radioaktiven Strahlungsquelle 2 vorherrscht. In Verbindung mit den bekannten Einbau-Höhen der radioaktiven Strahlungsquellen 2/den Strahlungs-Detektoren 6 (bzw. der bekannten Abstände zueinander) kann das Dichte-Profil über den vertikalen Messbereich im Behälter 3 erstellt werden.Corresponding to each
Da die Wertebereiche, in denen die Dichten der einzelnen Phasen liegen, in der Regel aus Kalibrations-Messungen bekannt sind, kann die Auswertungs-Einheit des Mess-Systems anhand der gemessenen Dichten zudem die einzelnen Phasen des Mediums 4 auf den jeweiligen Einbau-Höhen ermitteln, sofern die Werte-Bereiche in der Auswertungs-Einheit hinterlegt sind.Since the value ranges in which the densities of the individual phases lie are usually known from calibration measurements, the evaluation unit of the measuring system can also use the measured densities to determine the individual phases of the medium 4 at the respective installation heights, provided that the value ranges are stored in the evaluation unit.
Zur Installation bzw. Positionierung der radioaktiven Strahlungsquellen 2 im Tauchrohr 5 werden die radioaktiven Strahlungsquellen 2 in der Praxis zunächst in einer Halterungs-Vorrichtung 1 untergebracht, bevor die Halterungs-Vorrichtung 1 am oberen Endbereich 51 des bereits installierten Tauchrohres 5 befestigt wird. Der Transport der Halterungs-Vorrichtung zum Tauchrohr 5 erfolgt dabei gegebenenfalls in einem speziellen Strahlenschutzbehälter (nicht in
Nach Befestigung der Halterungs-Vorrichtung 1 am oberen Endbereich 51 werden die radioaktiven Strahlungsquellen 2 aus der Halterungs-Vorrichtung 1 in das Tauchrohr 5 abgelassen, um auf der vorgesehenen Höhe im Tauchrohr 5 positioniert werden zu können. Während des anschließenden Mess-Betriebs des radiometrischen Mess-Systems bleibt die Halterungs-Vorrichtung 1 am Tauchrohr 5 befestigt, um die radioaktiven Strahlungsquellen 2 im Bedarfsfall auszutauschen oder zu repositionieren.After fastening the mounting device 1 to the upper end region 51, the
Bei dem in
Die erfindungsgemäße Halterungsvorrichtung 1 basiert auf einem Grundkörper 12, welcher beispielsweise aus Edelstahl gefertigt ist, und welcher bei der Ausführungsform in
Die in
Um die radioaktiven Strahlungsquellen 2 nach Anbringung der Halterungs-Vorrichtung 1 am Tauchrohr 5 an der gewünschten vertikalen Position innerhalb des Tauchrohres 5 zu positionieren, kann die jeweilige Klemme gelöst werden und die Länge des jeweiligen Seils 14 entsprechend der gewünschten vertikalen Position eingestellt werden.In order to position the
Die radioaktiven Strahlungsquellen 2 sind bei der Ausgestaltungsvariante in
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Halterungbracket
- 22
- Radioaktive StrahlungsquellenRadioactive radiation sources
- 33
- Behältercontainer
- 44
- Mediummedium
- 55
- TauchrohrDip tube
- 66
- Strahlungs-DetektorRadiation detector
- 1111
- FixierungFixation
- 1212
- GrundkörperBase body
- 1313
- Durchführungexecution
- 1414
- SeilRope
- 1515
- AufnahmeRecording
- 1616
- SeilführungRope guide
- 5151
- FlanschanschlussFlange connection
Claims (12)
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Citations (6)
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---|---|---|---|---|
WO2000022387A1 (en) | 1998-10-14 | 2000-04-20 | Imperial Chemical Industries Plc | Level measurement systems |
DE10132267A1 (en) | 2001-07-04 | 2003-01-23 | Endress & Hauser Gmbh & Co Kg | Gamma detector for measurement of state of fill or density has transmission unit and rod-shaped receiver unit for radio-active radiation with detector unit in each end area of receiver unit |
WO2003012378A1 (en) | 2001-07-30 | 2003-02-13 | Johnson Matthey Plc | Level and density measurement using gamma radiation |
DE102009002816A1 (en) | 2009-05-05 | 2010-11-11 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Radiometric measuring device |
DE102013225509B4 (en) | 2013-12-10 | 2015-09-10 | Vega Grieshaber Kg | Radiometric density profile measuring arrangement |
EP2745144B1 (en) | 2011-08-17 | 2019-11-13 | Johnson Matthey Public Limited Company | Radiation detector |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1094475B (en) * | 1958-08-29 | 1960-12-08 | Licentia Gmbh | Device for level measurement with the help of radioactive radiation |
DE102008011382A1 (en) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Radiometric measuring system for determining or monitoring e.g. density profile/filling level of medium, has spatial area provided with argon and divided into counter tube-segments separated from each other and designed as counting chambers |
GB201215920D0 (en) * | 2012-09-06 | 2012-10-24 | Johnson Matthey Plc | Radiation detector |
DE102015101705B4 (en) | 2015-02-06 | 2023-04-27 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Measuring arrangement for radiometric density or level measurement of a medium in a hazardous area |
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- 2020-06-18 EP EP20734673.5A patent/EP3997438A1/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000022387A1 (en) | 1998-10-14 | 2000-04-20 | Imperial Chemical Industries Plc | Level measurement systems |
DE10132267A1 (en) | 2001-07-04 | 2003-01-23 | Endress & Hauser Gmbh & Co Kg | Gamma detector for measurement of state of fill or density has transmission unit and rod-shaped receiver unit for radio-active radiation with detector unit in each end area of receiver unit |
WO2003012378A1 (en) | 2001-07-30 | 2003-02-13 | Johnson Matthey Plc | Level and density measurement using gamma radiation |
DE102009002816A1 (en) | 2009-05-05 | 2010-11-11 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Radiometric measuring device |
EP2745144B1 (en) | 2011-08-17 | 2019-11-13 | Johnson Matthey Public Limited Company | Radiation detector |
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