DE1153183B

DE1153183B - Device for level measurement with radioactive emitter-detector system

Info

Publication number: DE1153183B
Application number: DES54308A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Rolf Ples Dipl-Phys
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1957-07-16
Filing date: 1957-07-16
Publication date: 1963-08-22

Description

Vorrichtung zur Füllstandsmessung mit radioaktivem Strahler-Detektor-System Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung des Füllstandes eines Behälters, bei der die je nach Stand des Füllgutes im Behälter unterschiedliche Absorption der Strahlung eines radioaktiven Präparates ausgenutzt wird. Derartige Füllstandsmesser können mit Vorteil gegenüber den üblichen Schaugläsern oder Schwimmermessern bei unter Druck stehenden Behältern oder bei chemisch aggressivem Füllgut benutzt werden. Mit der Füllstandsmessung mittels radioaktiven Präparaten kann sowohl das tJber- oder Unterschreiten bestimmter Sollstände als auch eine kontinuierliche Anzeige des jeweils erreichten Füllstandes innerhalb eines bestimmten Bereiches festgestellt werden. Die kontinuierliche Anzeige kann mit Hilfe eines radioaktiven Präparates und eines Detektors, welche in gleicher Horizontalebene und gleicher Richtung längs eines Behälters bewegt werden, und einer damit verbundenen Nachlaufsteuerung erfolgen. Die Nachlaufsteuerung setzt die Bewegungseinrichtung an der Stelle des am Übergang von Füllgut zu leerem Raum auftretenden Absorptionssprungs still. Auf diese Weise kann, ohne daß man einen direkten Einblick oder sonst eine Durchbrechung des Behälters benutzt, der Füllstand festgestellt werden. Diese bekannte Anordnung ist naturgemäß sehr umfangreich und teuer und wegen der damit verbundenen, verschiedenen Bewegungseinrichtungen und Nachlaufsteuerungen auch störanfällig. Device for level measurement with radioactive emitter-detector system The invention relates to a device for continuous measurement of the The filling level of a container at which the depending on the level of the filling material in the container different absorption of the radiation of a radioactive preparation exploited will. Such level gauges can be advantageous compared to the usual sight glasses or float knives for pressurized containers or for chemically aggressive containers Filling material can be used. With level measurement using radioactive preparations can either exceed or fall below certain target levels as well as continuous Display of the level reached in each case within a certain range to be established. The continuous display can be done with the help of a radioactive Specimen and a detector, which are in the same horizontal plane and the same Direction are moved along a container, and an associated tracking control take place. The follow-up control sets the movement device in place of the The absorption jump occurring at the transition from the product to the empty space. on This can be done without any direct insight or any other breakthrough of the container is used, the fill level can be determined. This known arrangement is naturally very extensive and expensive and because of the various associated with it Movement devices and follow-up controls also prone to failure.

Es ist auch schon bekannt, Vorrichtungen zur kontinuierlichen Füllstandsmessung mit einem ortsfest angebrachten radioaktiven Strahler und einem ebenso festen Strahlungsdetektor auszurüsten. Bei dieser bekannten Art von Füllstandsmeßeinrichtungen sind sowohl punktförmige Detektoren und langgestreckte, den Füllstandsbereich überdeckende Strahler, als auch die umgekehrte Kombination, nämlich punktförmige radioaktive Strahler und langgestreckte Strahlungsdetektoren angewendet worden. Als Strahlungsdetektoren sind auch Szintillationszähler an sich bekannt. It is also already known devices for continuous level measurement with a fixed radioactive emitter and an equally fixed radiation detector equip. In this known type of level measuring devices are both punctiform detectors and elongated emitters covering the fill level range, as well as the reverse combination, namely point-shaped radioactive emitters and elongated radiation detectors have been used. As radiation detectors scintillation counters are also known per se.

Die Erfindung bezieht sich also auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Füllstandsmessung mit einem punktförmigen radioaktiven Strahler und einem langgestreckten, den Füllstandsbereich überdeckenden Szintillationsdetektor, welche beide ortsfest angebracht sind. Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Szintillationsdetektor aus einem durchsichtigen, mit einer klaren szintillierenden Flüssigkeit gefüllten Rohr umgeben ist und daß an beiden Enden des verspiegelten Rohres Elektronenvervielfacher angeordnet sind. The invention relates to a device for continuous Level measurement with a point-shaped radioactive emitter and an elongated, the scintillation detector covering the filling level area, both of which are stationary are appropriate. According to the invention, the device is characterized in that that the scintillation detector consists of a transparent, with a clear scintillating Liquid-filled tube is surrounded and that at both ends of the mirrored Rohres electron multiplier are arranged.

Die Anordnung von zwei Elektronenvervielfachern an beiden Enden des mit einer szintillierenden Flüssigkeit gefüllten Rohres hat den Vorteil, daß jeder Lichtblitz, der von beiden Verviellachern aufgenommen wird, unabhängig vom Ort seiner Entstehung ungefähr den gleichen optischen Weg zu durchlaufen hat, nämlich die ganze Detektorlänge als Summe der Entstehungsabstände des einzelnen Lichtblitzes von beiden Verviellachern. Näherungsweise erzeugt deshalb jeder Lichtblitz einen konstanten Summenstrom in beiden Elektronenvervielfachern. The arrangement of two electron multipliers at both ends of the tube filled with a scintillating liquid has the advantage that each Flash of light that is picked up by both multipliers, regardless of where it is Emergence has to go through approximately the same optical path, namely the whole Detector length as the sum of the distance between the individual flashes of light from the two Multiplier. Every flash of light therefore produces approximately a constant one Total current in both electron multipliers.

Der Meßeffekt wird auf diese Weise mit Hilfe der Vorrichtung nach der Erfindung gegenüber den bekannten Anordnungen ohne eine besondere Verstärkereinrichtung vergrößert. Dazu werden die Ausgänge der zwei Fotoelektronenverviellacher zweckmäßigerweise parallel geschaltet und eine einfache Strommessung der von den Vervielfachern gelieferten Elektronenströme vorgenommen. Die Impulse am Ausgang der Elektronenvervielfacher können jedoch auch einzeln gezählt werden.The measuring effect is in this way with the help of the device according to of the invention compared to the known arrangements without a special amplifier device enlarged. For this purpose, the outputs of the two photoelectron multipliers are expediently connected in parallel and a simple current measurement of the one supplied by the multipliers Electron streams made. The pulses at the exit of the electron multiplier however, they can also be counted individually.

Die wirksame Länge des mit der szintillierenden Flüssigkeit gefüllten Rohres sollte dem überstrichenen Füllstandsbereich entsprechen. Der punktförmige Strahler wird zweckmäßig an der oberen Begrenzung des Füllstandsbereiches angebracht. Die dabei auftretende ungleiche Entfernung des Strahlers vom oberen und unteren Ende des Detektors, die einen nicht linearen Verlauf der Anzeige bewirkt, kann entweder durch einen Keil zwischen Strahler und Behälter oder durch eine entsprechende, mit der Länge des Detektors veränderliche Empfindlichkeit desselben ausgeglichen werden. Dies kann z. B. durch veränderliches Volumen der Szintillationsflüssigkeit erreicht werden. Im allgemeinen wird lineare Anzeige nicht erforderlich sein, da die Anlage immer geeicht werden muß. The effective length of the filled with the scintillating liquid The pipe should correspond to the swept level range. The punctiform The radiator is expediently attached to the upper limit of the fill level area. The resulting unequal distance of the radiator from the top and bottom End of the detector, which causes a non-linear course of the display, can either by a wedge between the radiator and the container or by a corresponding one with the length of the detector variable sensitivity of the same can be compensated. This can e.g. B. by varying the volume of the scintillation fluid achieved will. In general, linear display will not be required as the facility always has to be calibrated.

Die Anwendung einer Szintillationsflüssigkeit läßt es zu, die Stärke des Präparates gegenüber einer anderen Detektorart um mindestens eine Größenordnung zu verringern. Ein weiterer Vorteil einer solchen Flüssigkeit besteht darin, daß damit zwischen Streustrahlung und Primärstrahlung unterschieden werden kann, falls ein Impulshöhen-Diskriminator verwendet wird. Auch die Verwendung eines stabförmigen festen Leuchtstoffes ist denkbar. The use of a scintillation fluid allows the strength of the preparation compared to another type of detector by at least one order of magnitude to reduce. Another advantage of such a liquid is that so that a distinction can be made between scattered radiation and primary radiation, if a pulse height discriminator is used. Also the use of a rod-shaped one solid phosphor is conceivable.

Die Erfindung wird durch eine Zeichnung mit zwei Fig. verdeutlicht. The invention is illustrated by a drawing with two figures.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Behälter B, in dem durch o und u bezeichnete obere und untere Füllstandsbereichsgrenzen angedeutet sind. Der Füllstandsbereich wird auf der einen Seite des Behälters durch einen langgestreckten Detektor D überdeckt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Behälters ist ein radioaktives Präparat P angebracht, dessen Strahlungsintensität in Richtung des näherliegenden Detektorendes durch einen Absorptionskeil K kontinuierlich verringert wird. Dadurch wird eine lineare Anzeigekurve sichergestellt, falls eine solche gefordert wird. Fig. 1 shows a schematic representation of a container B in which indicated by o and u indicated upper and lower level range limits are. The level range is on one side of the container by an elongated Detector D covered. On the opposite side of the container is a radioactive one Preparation P attached, its radiation intensity in the direction of the closer Detector end is continuously reduced by an absorption wedge K. Through this a linear display curve is ensured if one is required.

In Fig. 2 ist ein Szintillationsdetektor dargestellt, der in der Hauptsache aus einem mit einer szintillierenden Flüssigkeit gefüllten Glasrohr G besteht. Das Glasrohr ist von einem innen verspiegelten Metallrohr M umgeben. Beide Rohre sind an den Enden durch Fotoelektronenverviellacher V abgeschlossen. In Fig. 2, a scintillation detector is shown in the Mainly from a glass tube G filled with a scintillating liquid consists. The glass tube is surrounded by a metal tube M which is mirrored on the inside. Both Pipes are on the ends Completed by photoelectron multiplier V.

Wenn das Rohr von radioaktiven Strahlen durchdrungen wird, tritt in der Flüssigkeit eine von der Stärke der Strahlung abhängige Zahl von Szintillationen auf. Die Vervielfacher fangen das Licht der Szintillationen im Glasrohr auf und erzeugen einen pulsierenden Elektronenstrom. Die Stärke des Stromes ist ein Maß für den Flüssigkeitsstand im Behälter.When the tube is penetrated by radioactive rays, it occurs the liquid has a number of scintillations depending on the strength of the radiation on. The multipliers collect the light from the scintillations in the glass tube and generate a pulsating stream of electrons. The strength of the current is a measure for the liquid level in the container.

Claims

PATENT CLAIM: Device for continuous level measurement with a point-shaped radioactive emitter and an elongated level area covering scintillation detector, which are both fixedly attached, thereby characterized in that the scintillation detector consists of a transparent, with a clear scintillating liquid-filled tube, which is connected by a second, inside mirrored tube is surrounded and that at both ends of the mirrored tube Electron multipliers are arranged. ~~~~~~~ Publications considered: Archive for technical measuring, 1955, delivery 236, pp. 68 to 72; I. B osi g, »Radioactive Isotopes in Industrial Metrology «; VDI magazine, 1955, vol. 97, p. 138 to 144; Dr. P. Müll r, "The importance of radioactive radiation for materials science".