DE1960582B2

DE1960582B2 - Vorrichtung zur Fuellstandsmessung in Fluessigkeitsbehaeltern mit Hilfe von radioaktiven Strahlen

Info

Publication number: DE1960582B2
Application number: DE19691960582
Authority: DE
Inventors: Knaak Dipl-Phys Dr Rer Joachim
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1969-12-03
Filing date: 1969-12-03
Publication date: 1970-11-12
Also published as: FR2073450B2; NL7017599A; FR2073450A2; GB1321480A; DE1960582A1; BE759194A

Claims

1 2 ^:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mittelbar auf.jeden Detektor aufgebracht ist, kann zur Füllstandsmessung in Flüssigkeitsbehältern mit sich über die gesamte wirksame Detektorfläche oder radioaktiven Strahlen, bei der außerhalb des wasser- nur einen Teil derselben erstrecken. Im ersten Fall stoffhaltigen Flüssigkeitsvolumens erzeugte energie- darf die Schichtdicke den Wert, bei dem eine völlige reiche Neutronen in die Flüssigkeit gesandt werden 5 Absorption der thermischen Neutronen eintritt, nicht und die Strahlungsintensität der in der Flüssigkeit überschreiten, da andernfalls der Detektor auf therauf thermische Energien abgebremsten und aus ihr mische Neutronen nicht mehr ansprechen würde, austretenden Neutronen in der Umgebung des Flüs- während im zweiten Fall die Schichtdicke auch größer sigkeitsvolumens mit Hilfe an sich bekannter Nach- gewählt werden kann. Das Aufbringen der Schicht weisgeräte gemessen wird und bei der die Neutronen- io bzw. Schichten auf den oder die Detektoren erfolgt quellen in kontinuierlicher- oder bestimmter diskon- mit Vorteil auf elektrolytischem Wege, wobei die tinuierlicher Verteilung auf einem geraden oder ge- unterschiedlichen Schichtdicken beispielsweise, durch krümmten Stab zusammen mit mindestens einem Variation der Abscheidungsdauer erhalten werden längs des Stabes wirksamen Detektor für thermische können. Wenn nur ein Teil der wirksamen Detektor-Neutronen zu einer Meßsonde vereinigt sind, insbe- i₅ fläche beschichtet werden soll, so können, wenn eine sondere nach Patentanmeldung P 15 73 106.3-52. gewisse Verringerung der Anzeigegenauigkeit in Kauf

Wie in der Hauptpatentanmeldung dargelegt ist, genommen werden kann, auch verschieden große

kann ein linearer Zusammenhang zwischen dem Flüs- und/oder verschieden dicke Cadmiumbleche, gege-

sigkeitsvolumen und der Zählrate des Detektors und benenfalls in Form von Masken, benutzt werden, die

damit der Anzeige bei konstantem Querschnitt des 20 auf den Detektor aufgeklebt oder an diesen ange-

Flüssigkeitsbehälters durch eine gleichmäßige Ver- schweißt werden.

teilung der Neutronenquellen auf der Meßsonde und Durch die Einstellbarkeit der Eichkurve nahezu bei komplizierten Behälterquerschnittsformen durch unabhängig von der Strahlungsintensität der Neueine entsprechende ungleichmäßige Verteilung der tronenquellen besteht schließlich die Möglichkeit, die Neutronenquellen erhalten werden. Mit anderen Wor- 25 Herstellungskosten der Meßsonde durch Reduzierung ten, durch eine bestimmte Verteilung der Neutronen- der Anzahl der Neutronenquellen weiter zu verrinquellen auf der Sonde kann nahezu jede gewünschte gern. J_n einer bevorzugten Ausführungsform sind die Eichkennlinie erzeugt werden. Um die für die ge- Neutronenquellen zu einer einzigen, sich über die wünschte Eichkennlinie erforderliche Strahlungsver- Länge des Stabes erstreckenden Linienquelle zuteilung zu erhalten, bedarf es jedoch, da es schwierig 30 sammengefaßt. Dies führt wegen des Vorhandensems ist, Neutronenquellen mit genau gleicher Strahlungs- _{nur nO}ch einer einzigen Stahlkapsel offensichtlich intensität herzustellen, entweder einer genauen ört- nicht nur zu einer erheblichen Materialeinsparung, liehen Festlegung der einzelnen Strahlungsquellen zu- sondern auch zu einer wesentlich einfacheren Moneinander auf der Sonde, die beispielsweise empirisch tage der Neutronenquelle.

ermittelt werden kann, oder einer Vielzahl von Neu- 35 Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung, die in tronenquellen, da andernfalls die unterschiedliche _zum χ_βπ schematischer Darstellung ein Ausführungs-Strahlungsintensität der einzelnen Neutronenquellen beispiel enthält, näher erläutert,
zu größeren Einbrüchen oder Spitzen in der Strah- Die J_1n Längsschnitt dargestellte Meßsonde, bei der lungsdichteverteilung führt. Dies bringt in beiden Fäl- <j_er stab durch den Detektor substituiert ist, besteht len erhebliche fertigungstechnische Schwierigkeiten 40 _aus einem an sich bekannten als Detektor dienenden und bei Verwendung einer Vielzahl von Neutronen- Bor- oder Heliumzählrohr 1 mit einem die Kathode quellen zusätzlich eine erhebliche Erhöhung der darstellenden Mantel! und einer drahtförmigen Materialkosten mit sich, da aus Sicherheitsgründen Anode 3. Auf dem Mantel 2 des Zählrohres 1 befinjede Neutronenquelle in eine Stahlkapsel eingeschlos- det sich eine Cadmiumschicht 4 und eine stabförmige sen werden muß, um erne Kontamination der radio- 45 Neutronenquelle 5, die sich über die gesamte Länge aktiven Substanz zu verhindern. des Zählrohres 1 erstreckt. Die Dicke der Cadmium-

Diese Schwierigkeiten und Nachteile werden durch schicht 4 ist so bemessen, daß sie am Ort der größten die Erfindung beseitigt, und zwar dadurch, daß erfin- Querschnittsfläche des Behälters 6, der eine wasserdungsgemäß zur Einstellung der gewünschten Eich- stoff haltige Flüssigkeit 7 enthält, sehr gering ist (weite kennlinie zwischen jedem Detektor und der Flüssig- 50 Schraffur), an den Stellen der geringsten Querkeit eine thermische Neutronen absorbierende schnittsfläche des Behälters 6 am größten ist (enge Schicht, vorzugsweise eine Cadmiumschicht, mit je- Schraffur) und zwischen diesen Querschnittsflächen weils einer bestimmten, entsprechenden dem ge- entsprechende, vom Verlauf der Behälterwand abhänwünschten Verlauf der Eichkennlinie gewählten gige Zwischenwerte auf weist, so daß sich eine in bezug Dicke und/oder Fläche angeordnet ist. Durch einen 55 auf das zu messende Flüssigkeitsvolumen lineare derartigen Aufbau läßt sich nunmehr die Einstellung Eichkennlinie bzw. Anzeigecharakteristik ergibt,
der Eichkennlinie praktisch unabhängig von der Verteilung der Neutronenquellen allem durch eine unterschiedlich starke Abschirmung des oder der Detek- P t t " h ■
toren gegenüber den thermischen Neutronen durch- 60 ^{a en 8118}P^{1110 e}·
führen, was bedeutet, daß nicht nur Neutronenquellen unterschiedlicher Strahlungsintensität in üb- 1, Vorrichtung zur Füllstandsmessung in Flüslicher Anzahl verwendet werden können, sondern sigkeitsbehältern mit radioaktiven Strahlen, bei auch auf eine genaue örtliche Festlegung der einzel- der außerhalb des wasserstoffhaltigen Flüssigkeitsnen Neutronenquellen zueinander verzichtet werden 65 volumens erzeugte energiereiche Neutronen in die kann. Flüssigkeit gesandt werden und die Strahlungs-

Die sich zwischen jedem Detektor und der Flüssig- intensität der in der Flüssigkeit auf thermische

keit befindliche Schicht, die am zweckmäßigsten un- Energien abgebremsten und aus ihr austretenden

Neutronen in der Umgebung des Flüssigkeitsvolumens mit Hilfe an sich bekannter Nachweisgeräte gemessen wird und bei der die Neutronenquellen in kontinuierlicher oder bestimmter diskontinuierlicher Verteilung auf einem geraden oder gekrümmten Stab zusammen mit mindestens einem längs des Stabes wirksamen Detektor für thermische Neutronen zu einer Meßsonde vereinigt sind, insbesondere nach Patentanmeldung P 1573 106.3-52, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der gewünschten Eichkennlinie zwischen jedem Detektor (1) und der Flüssigkeit (7) eine thermische Neutronen absorbierende Schicht (4), vorzugsweise eine Cadmiumschicht, mit jeweils einer bestimmten, entsprechend dem gewünschten Verlauf der Eichkennlinie gewählten Dicke und/oder Fläche angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Neutronen absorbierende Schicht (4) unmittelbar auf jeden Detektor (1) aufgebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutronenquellen zu einer einzigen, sich über die Länge des Stabes erstreckenden Linienquelle (5) zusammengefaßt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem einzigen, als Bor- oder Heliumzählrohr ausgebildeten Detektor, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab durch den Detektor (1) substituiert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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