DE19540182A1 - Vorrichtung und Meßverfahren zur Bestimmung des Absorptions- und/oder Streuungsgrades eines Mediums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des Absorptions- und/oder Streuungsgrades eines Mediums, wobei die Vorrichtung eine Strahlungsquelle und einen Strahlendetektor hat, und die Strahlungsquelle eine Referenzstrahlung bestimmter Intensität emittiert, und der Strahlendetektor den durch das Medium hindurchgetretenen Teil der Referenzstrahlung, sowie Fremdstrahlung detektiert und ein der Intensität der detektierten Strahlung entsprechendes Signal an eine Auswertschaltung weiterleitet.

Derartige Vorrichtungen werden u. a. zur berührungslosen Ermittelung des Füllstands von Flüssigkeiten, Suspensionen oder Schüttgütern eingesetzt. Weitere Einsatzgebiete sind die Messung von Trennschichten zwischen zwei Medien, die Grenzwertsignalisation oder auch die Dichtemessung.

Die Forderung nach berührungsloser Messung besteht insbesondere bei aggressiven, abrasiven und klebrigen Medien oder wenn aus septischen Gründen der Meßwertgeber nicht mit dem Meßgut in Kontakt kommen darf. Auch kommt das radiometrische Verfahren immer dann zum Einsatz, wenn unter extremen Bedingungen gemessen werden muß. Dies kann z. B. dann der Fall sein, wenn infolge sehr hoher Temperaturen, Drücke oder sonstiger extremer Umweltbedingungen am Einsatzort die Installation von Meßwertgebern im Prozeßbereich nicht möglich ist. Als Strahlung wird meist Gammastrahlung verwendet. Der Meßeffekt derartiger radiometrischer Meßeinrichtungen beruht auf der Absorption oder Streuung der Gammastrahlung durch das Meßgut. Die Vorrichtung besteht dabei unter anderem aus einer Bleiabschirmung, die einen radioaktiven Strahler umhüllt, einem Strahlendetektor sowie einer Auswerteschaltung. Die Abschirmung und der Detektor werden außen an dem Behälter des Mediums angebracht. Durch die vorgesehene Durchlaßöffnung der Abschirmung in Richtung des Mediums und des Detektors kann das Radionuklid Gammastrahlung emittieren, die die Behälterwände durchdringt und auf der gegenüberliegenden Seite des Behälters empfangen wird. Je größer die Füllhöhe oder je dichter das Medium in dem Behälter ist, um so stärker ist die Absorption der Gammastrahlung und um so geringer ist die Dosisleistung bzw. Intensität am Strahlendetektor. Die gemessene Dosisleistung bzw. Intensität ist damit ein Maß für die Füllhöhe bzw. Dichte des zu überprüfenden Mediums. Als Detektoren werden z. B. Geiger-Müller-Zählrohre oder Szintillatoren verwendet. Auf der Basis der im Detektor gezählten Impulse pro Zeiteinheit errechnet die nachgeschaltete Auswertschaltung die gewünschte Prozeßgröße, wie z. B. die Füllhöhe in cm oder die Dichte in g/cm³.

Wegen seiner Robustheit und seiner Eigenschaft, selbst für Messungen unter extremen Prozeßbedingungen eingesetzt werden zu können, wird das radiometrische Verfahren überwiegend in Anlagen der Großindustrie eingesetzt. Hierbei kommt es oft vor, das in relativer Nähe zur radiometrischen Vorrichtung z. B. Anlagen zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung eingesetzt werden. Bei der Werkstoffprüfung wird meist Gamma- und Röntgenstrahlung eingesetzt. Diese Fremdstrahlungsquellen emittieren sporadisch Gammaquanten. Die Intensität dieser Fremdstrahlung ist daher am Ort des Strahlungsdetektors der radiometrischen Vorrichtung nicht vorhersehbar und verfälscht das Meßergebnis, d. h., daß sich z. B. die Füllstands- oder Dichteanzeige plötzlich ändert, ohne daß sich der Füllstand oder die Dichte des Mediums tatsächlich geändert hätte. Auch kann keine Aussage über die Konstanz der Fremdstrahlung gemacht werden, da sich der Abstand zwischen den Fremdstrahlungsquellen und der Vorrichtung ständig ändern kann, wodurch sich die Intensität der Fremdstrahlung am Detektor ändert.

Eine andere Möglichkeit der Beeinflussung des Meßergebnisses durch Fremdstrahlung ist die kosmische oder terrestrische Strahlung. Diese Untergrundstrahlung kann zwar als konstanter Offset angenommen werden, jedoch kann sich dieser Untergrund z. B. nach Havarien in kerntechnischen Anlagen verändern.

Die Forderung, in radiometrischen Meßsystemen aus Strahlenschutzgründen mit sehr geringen Aktivitäten zu arbeiten, wird durch die Verwendung der hochempfindlichen Szintillationsdetektoren zum Nachweis von Gammastrahlung erfüllt. Aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit reagieren diese Detektoren auch auf die einfallende Fremdstrahlung gammadefektoskopischer Untersuchungen, was das Ergebnis der radiometrischen Messungen in nicht vorhersehbarer Weise beeinflußt. Fehlmessungen sind jedoch besonders in den genannten prädestinierten Einsatzbereichen der Radiometrie zu vermeiden, da gerade hier fehlerbehaftete Meßergebnisse Folgen nicht abschätzbaren Ausmaßes haben können.

Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen der Fremdstrahlungs­ einfluß unterdrückt bzw. eliminiert wird. All diesen Vorrichtungen ist gemein, daß jeweils eine Strahlungsquelle eingesetzt wird, die kontinuierlich Strahlung bestimmter Intensität in Richtung des Mediums und des Strahlungsdetektors emittiert. Die Vorrichtungen unterscheiden sich hauptsächlich in der Art der Fremdstrahlungsunterdrückung.

So ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Änderungsge­ schwindigkeiten und Änderungsbeschleunigungen der von den Strahlungsdetektoren erzeugten Impulsraten überwacht wird. Das Auftreten eines Sprungs in der Impulsrate wird als Auftreten bzw. Änderung der Fremdstrahlung gewertet. Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch, daß nur ein schnelles Auftreten oder Abfallen der Impulsrate sicher als Auftreten bzw. Abfallen der Fremdstrahlung gedeutet werden kann. Ändert sich die Fremdstrahlung nur langsam, so wird dies nicht als eine Änderung der Fremdstrahlung erkannt, sondern als Änderung des Füllstandes bzw. der Dichte des zu überwachenden Mediums. Auch muß bei der Kalibrierung der Vorrichtung eine absolute Fremdstrahlungsfreiheit garantiert sein, da ansonsten das Meßergebnis verfälscht wird.

Bei einer weiteren Methode zur Fremdstrahlungseliminierung wird bereits in einem Szintillatorstrahlungsdetektor unter Verwendung eines NaJ-Kristalls und nachgeschalteten Diskriminatorschwellen diejenige Energie ausgefiltert, die geringere oder höhere Quantenenergie als die Referenzstrahlung hat. Es werden somit nur Impulse registriert und zum Auswertegerät weitergeleitet, welche durch einfallende Gammaquanten mit der Energie der Referenzstrahlung erzeugt werden. Diese Methode hat den Nachteil, daß Fremdstrahlung, die die gleiche Quantenenergie hat, nicht ausgefiltert werden kann und somit das Meßergebnis verfälscht. Auch ist das Verfahren wirkungslos, wenn die Energie der Nutzstrahlung im Spektrum der Röntgenstrahlung liegt, welche Fremdstrahlung darstellt. Ferner muß die Energieschwelle für jede Meßstelle in Abhängigkeit des verwendeten Strahlungsmittels eingestellt werden.

Eine weitere Möglichkeit der Eliminierung der Fremdstrahlung kann mittels geeigneter Bleiabschirmungen erfolgen, wobei die Bleiabschirmungen die Strahlungsdetektoren bis auf ein Strahlungseintrittsfenster vollständig umschließen und von der Umgebung abschirmen. Nachteilig ist hierbei, daß die Form der Bleiabschirmungen der Form des jeweils verwendeten Strahlungsdetektors angepaßt werden muß. Wird z. B. der Strahlungsdetektor gekühlt betrieben, so sind besondere Abschirmungen zur Aufnahme des Detektors und des Kühlers notwendig. Wegen ihres großen Durchmessers werden diese Abschirmungen bis zu 250 kg schwer, wodurch die Vorrichtung nur bedingt einsetzbar ist. Auch ist dieses Verfahren wirkungslos, wenn die Fremdstrahlung aus der Richtung der Referenzstrahlung kommt, da sie somit ungehindert durch das Strahlungseintritts­ fenster der Abschirmung hindurchtreten kann. Auch ist die Abschirmung bei energiereicher Fremdstrahlung wirkungslos, da energiereiche Quanten die Abschirmung leichter durchdringen können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung der genannten Art derart weiterzubilden, daß die Intensität bzw. Intensitätsänderung, sowie die einfallende Richtung der Fremdstrahlung das Meßergebnis nicht beeinträchtigen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Strahlungsquelle periodisch oder zeitweise Strahlung emittiert. Dadurch, daß die Referenzstrahlung nur in bestimmten Zeitabständen für eine bestimmbare Zeit strahlt, ist es möglich, mittels des Strahlungsdetektors und der nachgeschalteten Auswertschaltung die Intensität der Fremdstrahlung zu ermitteln. Strahlt die Strahlungsquelle nicht, so ist die gesamte vom Strahlungsdetektor ermittelte Intensität auf die Fremdstrahlung zurückzuführen. Während des Zeitintervalls, in der die Strahlungsquelle die Referenzstrahlung emittiert, wird die Summe aus dem durch das Medium hindurchgetretenen Teil der Referenzstrahlung und der Fremdstrahlung vom Strahlungsdetektor ermittelt. Sobald die Gesamtintensität und die Intensität der Fremdstrahlung bekannt sind, kann durch bloße Subtraktion Fremdstrahlung von der Gesamtstrahlung die Tatsächliche Intensität des Teils der Referenzstrahlung berechnet werden, der durch das Medium hindurchgetreten ist. Dieser berechnete Wert des Absorption- bzw. Streuungsgrades des Mediums ist um so genauer, je kürzer man die Zeitintervalle, d. h. je höher man die Frequenz des Ein- und Ausschaltens der Strahlungsquelle wählt, da hierdurch der Einfluß der zeitlichen Änderung bis hin zur Subtraktionsphase relativ gering bzw. unbedeutend ist.

Durch den ständigen Wechsel zwischen den beiden Phasen wird der Fremdstrahlungsanteil regelmäßig neu bestimmt. Somit ist eine kontinuierliche Fremdstrahleliminierung möglich, wobei sich die Intensität der Fremdstrahlung über die Zeit beliebig ändern kann, ohne das Meßergebnis zu verfälschen.

Vorteilsmäßig kommuniziert die Strahlenquelle mit der Auswertschaltung, derart, daß zumindest die Zustände "Strahlungsquelle sendet Referenzstrahlung aus" und "Strahlungsquelle sendet keine Referenzstrahlung aus" der Auswertschaltung bekannt sind. Ferner hat die Auswertschaltung einen Speicher und eine Recheneinheit, wobei die Auswertschaltung durch die Strahlungsquelle getriggert wird und entsprechend zum jeweiligen Strahlungszustand der Stahlungsquelle der mittels des Strahlungsdetektors ermittelte Intensitätswert entweder in den Speicher geschrieben wird oder der zuvor gespeicherte Wert von dem gerade gemessenen Intensitätswert subtrahiert wird.

Ferner hat die Strahlungsquelle vorteilsmäßig ein Gammastrahlung emittierendes Mittel, insbesondere ein Radionuklid, wobei als Strahlungsdetektor ein Geiger-Müller- Zählrohr oder ein Szintillator verwendet wird. Der. Strahlungsdetektor generiert als Ausgangssignal Impulsfolgen, wobei die Frequenz bzw. Impulsrate der Impulsfolgen ein Maß für die Intensität der vom Strahlungsdetektor detektierten Strahlung ist. Da ein Szintillator eine weitaus größere Empfindlichkeit als ein Geiger-Müller-Zählrohr hat, und somit das Radionuklid mit geringerer Intensität strahlen kann, ist der Szintillator dem Geiger-Müller-Zählrohr je nach Anwendungsfall vorzuziehen.

Das Strahlungsmittel der Strahlungsquelle kann z. B. direkt ein- und ausgeschaltet werden. Als Strahlungsquelle kann dabei eine Röntgenröhre dienen. Eine Röntgenröhre hat jedoch eine unverhältnismäßig hohe Quantenenergie. Außerdem ist hierfür ein erheblicher schaltungstechnischer Aufwand nötig, wodurch die Kosten für eine derartige Vorrichtung unangemessen hoch wären. Darüber hinaus wäre eine solche Vorrichtung nicht so robust wie eine Strahlungsquelle mit einem Radionuklid als Strahlungsmittel.

In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Strahlungsquelle ein Abschirmmittel, wobei die Referenzstrahlung durch das Material des Abschirmmittels nicht hindurchtritt bzw. genügend absorbiert wird. Das Abschirmmittel kann z. B. zwischen dem Medium und dem emittierenden Mittel angeordnet sein. Es ist jedoch zu bevorzugen, wenn das emittierende Mittel vom Abschirmmittel vollständig umgeben ist.

Das Abschirmmittel hat in beiden Ausführungsformen eine Durchlaßöffnung, durch die die Referenzstrahlung des emittierenden Mittels bzw. Radionuklids ungehindert in Richtung des Mediums bzw. Strahlendetektors durchtreten kann. Mittels eines Stellantriebs wird entweder das emittierende Mittel selbst oder das Abschirmmittel mittels eines Stellantriebs zwischen zwei Positionen periodisch verfahren bzw. verdreht, wobei in der ersten Position die von dem emittierenden Mittel erzeugte Referenzstrahlung durch die Durchlaßöffnung ungehindert in Richtung des Mediums bzw. Strahlendetektors durchtreten kann, und in der zweiten Position das Abschirmmittel die gesamte oder den größten Teil der von dem emittierenden Mittel in Richtung des Mediums bzw. Strahlendetektors emittierte Referenzstrahlung absorbiert. Dies bedeutet, daß die Durchlaßöffnung entweder verschlossen ist oder kein direkter, d. h. gerader Weg vom emittierenden Mittel zum Detektor besteht. Das Abschirmmittel hierbei ist vorteilsmäßig massiv, insbesondere aus Blei, wobei die Form des Abschirmmittels insbesondere kugelförmig oder zylindrisch zu wählen ist.

Wird das emittierende Mittel mittels des Stellantriebs verfahren, ist es von Vorteil, wenn das Abschirmmittel zwei radiale Bohrungen hat, die im Mittelpunkt des Abschirmmittels miteinander in Verbindung sind, wobei in der ersten Bohrung das emittierende Mittel mittels des Stellantriebs verfahrbar ist und die zweite Bohrung die Durchlaßöffnung bildet, derart, daß in der Verlängerung der Achse der zweiten Bohrung das Medium und der Strahlungsdetektor angeordnet sind. Das emittierende Mittel ist hierzu an einem Stößel befestigt, der von einer Führung, insbesondere der ersten Bohrung geführt ist. Der Stößel kann mittels einer verdrehbaren Nockenscheibe, eines elektromagnetischen, pneumatischen oder hydraulischen Antriebs verfahren bzw. verstellt werden.

Wird das Abschirmmittel mittels des Stellantriebs verfahren bzw. verdreht, ist es von Vorteil, wenn das Abschirmmittel ein hülsen-, topfförmiges oder hohlzylindrisches Teil ist, welches um seine Längsachse mittels eines Antriebs verdrehbar ist, und deren Mantel mindestens eine Durchlaßöffnung hat und in deren Innenraum das emittierende Mittel angeordnet ist. Das Abschirmmittel wird hierbei kontinuierlich um seine Achse gedreht, wobei die Durchlaßöffnung periodisch für ein bestimmtes, von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Abschirmmittels abhängigen Zeitintervall, die Referenzstrahlung von dem emittierenden Mittel in Richtung des Strahlungsdetektors austreten läßt. Durch Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Abschirmmittels kann das Zeitintervall bedarfsmäßig angepaßt werden.

Auch ist es vorstellbar, daß in einem ortsfesten topfförmigen Abschirmmittel das emittierende Mittel einliegt, wobei die Durchlaßöffnung des Abschirmmittels mittels einer beweglichen Blende beliebig geöffnet oder verschlossen werden kann. Eine derartige Ausführung der Abschirmung hat den Vorteil, daß nicht die gesamte Abschirmung selbst, sondern lediglich die im Vergleich zur gesamten Abschirmung wesentlich leichtere Blende bewegt werden muß und somit kleinere Kräfte aufzuwenden sind bzw. weniger Energie erforderlich ist.

Nachfolgend werden mögliche Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der radiometrischen Vorrichtung;

Fig. 2a Zustand: Strahlungsquelle emittiert keine Referenzstrahlung;

Fig. 2b Zustand: Strahlungsquelle emittiert Referenzstrahlung;

Fig. 3 Strahlungsquelle mit Abschirmvorrichtung.

Die Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen radiometerischen Vorrichtung zur Messung des Absorptions- bzw. Streuungsgrades eines Mediums 8. Die Vorrichtung hat eine Strahlungsquelle 1, die aus einem Gammastrahlung aussendenden Mittel 2, insbesondere eines Radionuklids und einer Abschirmung 3 besteht. Das Radionuklid 2 emittiert eine Referenzstrahlung 5 konstanter Intensität, die durch Abgleich einer Ausschaltelektronik 13 bekannt ist. Die vom Radionuklid emittierte Referenzstrahlung 5 tritt durch eine Durchlaßöffnung 19 der Abschirmung 3 hindurch und tritt in das Behältnis 9, in dem das zu überwachende Medium 8 ist, ein. Ein Teil 6 der Referenzstrahlung 5 wird vom Medium absorbiert oder gestreut, so daß die Strahlung 6 nicht mehr vom Strahlungsdetektor 10 registriert werden kann. Lediglich der Teil 7 der Referenzstrahlung 5, der durch das Medium 8 und das Behältnis 9 hindurchgetreten ist, dringt in den Strahlungsdetektor 10 ein, welcher je nach Bauart ein bestimmtes Ausgangssignal 12 generiert, wobei das Ausgangssignal 12 in einem funktionalen Zusammenhang mit der Intensität der in den Strahlungsdetektor 10 eingefallenen Strahlung steht. Zusätzlich zu dem durch das Medium 8 vollständig hindurchgetretenen Teil 7 der Referenzstrahlung 5, fällt eine Fremdstrahlung 11 in den Strahlungsdetektor 10 ein.

Das Ausgangssignal 12 des Strahlungsdetektors 10 wird mittels einer Auswerteschaltung bzw. -elektronik 13 ausgewertet und zeigt den Zustand des Mediums 8 mittels einer Anzeige 14 an und/oder übermittelt den Zustand des Mediums 8 mittels eines Signals 15 an eine nachgeschaltete Elektronik.

Wie aus den Fig. 2a und 2b ersichtlich ist, kommuniziert die Strahlungsquelle 1 mittels einer Übertragungsstrecke 17 mit der Auswertschaltung 13. Über die Übertragungsstrecke 17 wird der Auswertschaltung 13 mitgeteilt, ob die Strahlungsquelle 1 die Referenzstrahlung 5 in Richtung 25 des Strahlungsdetektors 10 emittiert oder nicht. In Fig. 2a ist der Zustand dargestellt, in dem die Strahlungsquelle 1 keine Referenzstrahlung 5 aussendet. Demzufolge fällt lediglich Fremdstrahlung 11 in den Strahlungsdetektor 10 ein. Ein zur Intensität der Fremdstrahlung 11 entsprechendes Signal 12 wird von dem Strahlungsdetektor 10 an die Auswertschaltung 13 übermittelt, wobei der ermittelte Wert in einem nicht dargestellten Speicher abgelegt wird.

Während des Zeitintervalls, in dem die Strahlungsquelle 1 keine Referenzstrahlung 5 aussendet, wird die Auswertschaltung 13 den Füllstandswert bzw. Dichtewert anzeigen, der nach Ablauf des vorherigen Zeitintervalls errechnet wurde, in dem die Strahlungsquelle 1 die Referenzstrahlung ausgesendet hat.

In Fig. 2b ist ein dem in Fig. 2a nachfolgender Zeitabschnitt dargestellt, in dem die Strahlungsquelle 1 die Referenzstrahlung 5 (N_R) emittiert. Über die Übertragungsstrecke 17 wird der Auswertschaltung 13 mitgeteilt, daß die Strahlungsquelle 1 momentan die Referenzstrahlung 5 emittiert. Der Strahlungsdetektor 10 detektiert die Intensität der Gesamtstrahlung N_G = N_R + N_F, bestehend aus dem das Medium 8 durchdrungenen Strahlungsanteil 7 der Referenzstrahlung 5 sowie der Fremdstrahlung 11. Von diesem Intensitätswert N_G wird der in dem vorhergehenden Zeitintervall (Fig. 2a) gespeicherte Intensitätswert N_F der Fremdstrahlung 11 subtrahiert. Der hiermit errechnete, von der Fremdstrahlung 11 bereinigte Wert entspricht dem Intensitätswert des Anteils 7 der Referenzstrahlung 5, der durch das Medium 8 durchgetreten ist. Aus dem Intensitätswert des Anteils 7 kann nun durch Vergleich mit der bekannten Intensität der Referenzstrahlung 5 der Füllstand des Mediums 8 in dem Behältnis 7 oder z. B. die Dichte des Mediums 8 errechnet werden. Dieser Zustandswert X_neu wird von der Auswerteschaltung 13 mittels der Anzeige 14 angezeigt und/oder über eine Ausgangsleitung 15 der nicht dargestellten nachgeschalteten Elektronikkomponenten zur Verfügung gestellt.

Dieses Subtraktions-Verfahren benötigt nur einen minimalen Aufwand an Elektronik und mechanischen Komponenten, wobei handelsübliche Bauteile Verwendung finden können.

Die Fig. 3 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel zur Erzeugung der intervallmäßigen Abstrahlung der Referenzstrahlung 5. Das Radionuklid 2 befindet sich in einer Bleiabschirmung 3, die zwei radiale Bohrungen 18, 19 hat, welche in einem Punkt 20 miteinander in Verbindung sind.

Das Radionuklid 2 ist am Ende eines Stößels 21 betestigt, welches mittels einer Nockenscheibe 22 kontinuierlich hin und her bewegt wird. Je nach der Umdrehungszahl und der Gestalt des Nockens bzw. der Führungsfläche der Nockenscheibe 22, können die Längen der sich abwechselnden Zeitintervalle beliebig eingestellt werden. Der Stößel 21 liegt in der einen Bohrung 18 ein und wird von dieser geführt. Ist der Stößel 21 vollständig in die Bohrung 18 eingeführt, so befindet sich das Radionuklid 2 dort, wo sich die beiden Bohrungen 18, 19 treffen. Nur in dieser Position ist es möglich, daß die von dem Radionuklid ausgestrahlte Referenzstrahlung durch die als Austrittsöffnung fungierende zweite Bohrung 19 in Richtung des Mediums 8 und des Strahlungsdetektors 10 austreten kann. Wird der Stößel 21 von der Nockenscheibe 22 wieder etwas aus der Bohrung 18 herausbewegt, so befindet sich das Radionuklid nicht mehr auf der Verlängerung der Achse 25 der zweiten Bohrung 19, folglich kann auch keine Strahlung 5 von dem Radionuklid 2 zum Strahlungsdetektor 10 gelangen. In diesem Fall detektiert der Strahlungsdetektor 10 lediglich die Fremdstrahlung 11.

Mittels eines nicht dargestellten Sensors, wird die Position des Radionuklids 2 fortwährend an die Auswertschaltung 13 übermittelt, wodurch diese entscheiden kann, ob der gerade gemessene bzw. aufgenommene Intensitätswert alleine auf die Fremdstrahlung 11 zurückzuführen ist oder sich der Wert auf die Gesamtstrahlung N_G bezieht.

Es versteht sich von selbst, daß der Stellantrieb nicht nur mittels einer Nockenscheibe 22, welche auf einer Welle 23 montiert ist, realisierbar ist. Anstelle der rotierenden Nockenscheibe 22 kann auch ein elektromagnetischer, hydraulischer oder pneumatischer Antrieb verwendet werden. In diesem Fall kann die Frequenz und das Tastverhältnis der Auf- /Abblendperiode von der Auswert-/Steuerelektronik mittels einer nicht dargestellten elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Leitung individuell und leicht verändert bzw. eingestellt werden. Damit läßt sich bedienerseitig eine optimale Einstellung für die jeweilige Meßstrecke vornehmen.

Claims (19)

1. Vorrichtung zur Bestimmung des Absorptions- und/oder Streuungsgrades eines Mediums (8), wobei die Vorrichtung eine Strahlungsquelle (1) und einen Strahlendetektor (10) hat, und die Strahlungsquelle (1) eine Referenzstrahlung (5) bestimmter Intensität emittiert, und der Strahlendetektor (10) den durch das Medium (8) hindurchgetretenen Teil (7) der Referenzstrahlung (5), sowie Fremdstrahlung (11) detektiert und ein der Intensität der detektierten Strahlung (7, 11) entsprechendes Signal (12) an eine Auswertschaltung (13) weiterleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (1) periodisch oder zeitweise die Referenzstrahlung (5) emittiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenquelle (1) mit der Auswertschaltung (13) kommuniziert, derart, daß zumindest die Zustände "Strahlungsquelle (1) sendet Referenzstrahlung (5) aus" und "Strahlungsquelle (1) sendet keine Referenzstrahlung (5) aus" der Auswertschaltung (5) bekannt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (13) einen Speicher und eine Recheneinheit hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zeitintervall, in dem die Strahlungsquelle (1) keine Referenzstrahlung (5) aussendet, die Auswertschaltung (13) die sich aus kosmischer und terrestrischer Strahlung und anderen Störstrahlungen zusammensetzende Fremdstrahlung (11) mittels des Strahlendetektors (10) ermittelt und den ermittelten Wert der Fremdstrahlungsintensität (11) in dem Speicher ablegt bzw. speichert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zeit, in der die Strahlungsquelle (1) die Referenzstrahlung (5) emittiert, die Auswertschaltung (13) die sich aus dem durch das Medium (8) hindurchgetretenen Teil (7) der Referenzstrahlung (5) und der Fremdstrahlung (11) zusammensetzende Gesamtstrahlung mittels des Strahlendetektors (10) ermittelt und von dem ermittelten Wert der Gesamtstrahlungsintensität den im Speicher abgelegten bzw. gespeicherten Wert der Fremdstrahlungsintensität (11) mittels der Recheneinheit subtrahiert.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsdetektor (10) ein Geiger-Müller-Zählrohr oder ein Szintillator ist, wobei der Strahlungsdetektor (10) als Ausgangssignal (12) Impulsfolgen generiert und die Frequenz bzw. Impulsrate der Impulsfolgen ein Maß für die Intensität der vom Strahlungsdetektor (10) detektierten Strahlung (7, 11) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (13) die Frequenz bzw. die Impulsrate ermittelt.

8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (1) ein Gammastrahlung emittierendes Mittel (2) insbesondere ein Radionuklid hat.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (1) ein Abschirmmittel (3) hat, wobei die Referenzstrahlung (5) durch das Material des Abschirmmittels (3) nicht hindurchtritt bzw. genügend absorbiert wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmmittel (3) zwischen dem Medium (8) und dem emittierenden Mittel (2) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das emittierende Mittel (2) vom Abschirmmittel (3) umgeben ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmmittel (3) eine Durchlaßöffnung (19) hat, durch die die Referenzstrahlung (5) des emittierenden Mittels (2) ungehindert in Richtung (25) des Mediums (8) bzw. Strahlendetektors (10) durchtreten kann.

13. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das emittierende Mittel (2) und/oder das Abschirmmittel (3) mittels eines Stellantriebs (22, 23) zwischen zwei Positionen verfahrbar bzw. verdrehbar ist, wobei in der ersten Position die von dem emittierenden Mittel (2) erzeugte Referenzstrahlung (5) durch die Durchlaßöffnung (19) des Abschirmmittels (3) ungehindert in Richtung (25) des Mediums (8) bzw. Strahlendetektors (10) durchtreten kann, und in der zweiten Position das Abschirmmittel (3) die gesamte oder den größten Teil der von dem emittierenden Mittel (2) in Richtung (25) des Mediums (8) bzw. Strahlendetektors (10) emittierte Referenzstrahlung (5) absorbiert.

14. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmmittel (3) massiv, insbesondere aus Blei ist, wobei die Form des Abschirmmittels (3) insbesondere kugelförmig oder zylindrisch ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmmittel (3) zwei radiale Bohrungen (18, 19) hat, die im Mittelpunkt (20) des Abschirmmittels (3) miteinander in Verbindung sind, wobei in der ersten Bohrung (18) das emittierende Mittel (2) mittels des Stellantriebs (21, 22, 23) verfahrbar ist und die zweite Bohrung (19) die Durchlaßöffnung bildet, derart, daß in der Verlängerung der Achse (25) der zweiten Bohrung (19) das Medium (8) und der Strahlungsdetektor (10) angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das emittierende Mittel (2) an einem Stößel (21) befestigt ist, der von einer Führung, insbesondere der ersten Bohrung (19) geführt ist, und der Stößel (19) mittels einer verdrehbaren Nockenscheibe (22), eines elektromagnetischen, pneumatischen oder hydraulischen Antriebs verfahr- bzw. verstellbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmmittel ein hülsen-, topfförmiges oder hohlzylindrisches Teil ist, welches um seine Längsachse mittels eines Antriebs verdrehbar ist, und deren Mantel mindestens eine Durchlaßöffnung hat, in deren Innenraum das emittierende Mittel angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das emittierende Mittel (2) ortsfest im Abschirmmittel (3) einliegt und die Durchlaßöffnung (19) des Abschirmmittels (3) mittels einer beweglichen Blende verschließbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels mindestens eines mit der Auswertschaltung (13) kommunizierenden Sensors die Position des emittierenden Mittels (2) und/oder des Abschirmmittels (3, 4) ermittelbar ist.