DE2642064C2 - Density measuring device for flowing media based on the radiation principle - Google Patents

Density measuring device for flowing media based on the radiation principle

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Description

Die Erfindung betrifft cmc Dichtemeßvorrichtung für strömende Medien nach dem Durchstrahlungsprinzip, wobei von einer Strahlenquelle ausgehende Strahlung mittels einer Kollimatnreinrichtung in mehrere Teil· strahlen aufgeteilt wird, welche die Medien in repräsentativen Bereichen durchdringen und anschließend detektiert werden.The invention relates to cmc density measuring device for flowing media according to the radiation principle, whereby radiation emanating from a radiation source is divided into several parts by means of a collimation device rays, which the media is split into penetrate representative areas and then be detected.

Es ist bereits eine y-Dichtemeßvorrichtung bekannt (ANCRl 181. Seile 33 bis 40. IW). Diese Vorrichtung verwendet jedoch nur einen, zwei oder drei Teilstrahlen und hierzu jeweils einen Detektor mit vollständiger elektronischer Meßwerlverarbeilung. Durch den Platzbedarf der Detektoren ist did erreichbare Anzahl der Teilstrahlen begrenzt und der elektronische Aufwand wird erheblich erhöht. Weiterhin sind die Wandstärken der medienführenden Rohrleitungen im Bereich der Durchstrahlung aufgrund bestehender Drücke innerhalb der Rohrleitungen relativ stark (bis zu einigen Zentimetern), wodurch die verwendete Gammastrahlung stark geschwächt wird. Zum Teil ist zwar auch vorgesehen, die Wandstärke durch Bohrungen an der Stelle der Durchstrahlung zu verhindern, dies kann jedoch dazu führen, daß die Rohre bei hohen Drücken (z. B. 150 ata) Schaden erleiden.A y density measuring device is already known (ANCRl 181. Ropes 33 to 40. IW). However, this device uses only one, two or three partial beams and for this purpose a detector with complete electronic measurement processing. Due to the space required by the detectors, did is achievable number of Partial beams are limited and the electronic effort is increased considerably. Furthermore, the wall thicknesses are the media-carrying pipelines in the area of the irradiation due to existing pressures within the pipes are relatively strong (up to a few centimeters), which reduces the gamma radiation used is greatly weakened. In some cases it is also provided that the wall thickness through holes in the To prevent spot of irradiation, however, this can lead to the tubes at high pressures (e.g. 150 ata) take damage.

Die Aufgabe, die die erfindungsgemäße Vorrichtung zu lösen hat, besteht darin, die räumliche Auflösung für die Dichteverteilung und/oder die Strömungsform imThe task that the device according to the invention has to solve is the spatial resolution for the density distribution and / or the flow shape in the

ίο Meßquerschnitt eines Mediums, insbesondere eines Dampf-Wasser-Gemisches, durch Verwendung vieler Teilstrahlen wesentlich zu erhöhen, ohne dabei den elektronischen Aufwand zu vergrößern.ίο Measurement cross section of a medium, in particular one Steam-water mixture, by using many partial jets, can be increased significantly without reducing the to increase electronic expenditure.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den kennzeichnen-The solution to this problem can be found in the

.5 den Merkmalen des ersten Patentanspruches beschrieben. .5 the features of the first claim described.

Weiterführungen der erfindungsgemäßen Dichtemeßvorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 aufgeführt.Further developments of the density measuring device according to the invention are given in claims 2 to 6 listed.

Die besonderen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß eine serielle Abfrage der Teilstrahlen möglich ist. wobei mit extrem dünnen Fenstern in der Wandung der Rohrleitung für die Medien gearbeitet werden kann. Da die Anzahl der verwendeten Teilstrahlen wesentlich höher ist. kann die Meßgenauigkeit wesentlich erhöht werden. Hinzu kommt noch, daß bei Dichtemeßvorrichtungen, bei denen weiche Strahler verwendet werden können, der Aufwand für den Strahlenschutz verringerbar ist.The particular advantages of the invention are that serial interrogation of the partial beams is possible is. with extremely thin windows in the wall the pipeline for the media can be worked on. Since the number of partial beams used is significant is higher. the measurement accuracy can be increased significantly. In addition, with density measuring devices, where soft emitters can be used, the effort for radiation protection can be reduced is.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mittels der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. DieThe invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments by means of FIGS. 1 to 3 explained. the

F i g. 1 zeigt hierbei einen schematischen Überblick über die Dichtemeßvorrichtung mit anschließender elektronischer Meßkette und einen zusätzlichen Teil· strahl durch den Kollimator zu Eichzwecken.dieF i g. 1 shows a schematic overview of the density measuring device with subsequent electronic measuring chain and an additional partial beam through the collimator for calibration purposes

F i g. 2 einen Schnitt durch eine spezielle Dichtemeßvorrichtung und dieF i g. 2 shows a section through a special density measuring device and the

I i g. 3 einen Aufblick auf diese Dichtemeßvorrichtung. I i g. 3 is a plan view of this densitometer.

Die Fig. I zeigt schematisch die Quelle 1 mit ihrer Abschirmung 2. welche auf dem Kollimatorblock 3 mit Strömungskanal 4 und eingebetteter dünner Hülse 5 aufgesetzt ist. Unterhalb des Kollimatorblocks 3 befindet sich eine Lochblendenscheibe 6. welche über eine Achse 7 von einem Stellgetriebc 8 mit Motor 9 in rotierende Bewegungen versetzt werden kann. Unter der Lochblendenscheibe 6 mit Durchtrittsöffnungen 10 bzw 11 für die Teilstrahlen 12 bzw. 1 3 befindet sich dasFig. I shows schematically the source 1 with her Shielding 2. which on the collimator block 3 with Flow channel 4 and embedded thin sleeve 5 is placed. Below the collimator block 3 there is a perforated diaphragm disk 6, which via an axis 7 of an actuator 8 with motor 9 in rotating movements can be offset. Under the perforated diaphragm disk 6 with passage openings 10 or 11 for the partial beams 12 and 1 3 is the

w Fenster 14 einer Abschirmung 15 für den Detektor 16. welcher durch einen Szintillator gebildet wird, an den ein Photomultiplier 17 angeschlossen ist. Unterhalb der Abschirmung 1*5 ist eine elektronische Meßkette angeschlossen, welche über Leitungen 18 und 19 mit einer Lichtschranke 20 für den Zählerstart und einer Lichtschranke 21 für die Kanalidentifikation an der Lochblendenscheibe 6 rückgekoppelt ist.w Window 14 of a shield 15 for the detector 16. which is formed by a scintillator to the a photomultiplier 17 is connected. Below the Shielding 1 * 5 is an electronic electrode connected, which via lines 18 and 19 with a light barrier 20 for the start of the counter and a Light barrier 21 for the channel identification on the perforated diaphragm disk 6 is fed back.

Die von dem radioaktiven Nuklid der Gammaquelle 1 ausgesandtc Gammastrahlung durchdringt in fünf eng kollimierten. über den Querschnitt des Slrömungskanals 4 verteilten Strahlenbündeln bzw. Teilstrahlen 12 eine Zweiphasenströmung und die Wand 5 einer eingepreßten Hülse. Eine sechste Bohrung 11 im Kollimator 3 führt seitlich am Strömungskanal 4 vorbei und hat die Aufgabe, einen Referenzstrahl zu erzeugen. Während die fünf Kanälen (ihre Anzahl ist nach oben hin nicht begrenzt) der Gammastrahl entsprechend der mittleren Dichte des durchfließenden Zweiphasengemisches nachThe gamma radiation emitted by the radioactive nuclide of the gamma source 1 penetrates narrowly in five collimated. A bundle of rays or partial rays 12 distributed over the cross section of the flow channel 4 Two-phase flow and the wall 5 of a pressed-in sleeve. A sixth hole 11 in the collimator 3 leads laterally past the flow channel 4 and has the task of generating a reference beam. While the five channels (there is no upper limit to their number) the gamma ray corresponds to the middle one Density of the flowing two-phase mixture according to

dem exponentiellen Gesetz geschwächt wird (be/ugen quf die Anzahl der Quanten) unterliegt der sechste Strahl 11 nurden Iniensitäisänderungen.die die anderen Strahlen zusätzlich mitmachen. Diese Änderungen sind dichteunabhängig und werden durch Nachlassen der Quellstärke. Driften der Elektronik, Änderung des Nulleffektes usw. verursacht.the exponential law is weakened (bend / ug Depending on the number of quanta), the sixth ray 11 is subject only to the changes in the nature of the others Join rays in addition. These changes are not dependent on the density and are made by decreasing the Swelling strength. Drifting of the electronics, changes in the background effect etc. caused.

Durch die Lochblendenscheibe 6 mit drehzahlveränderüchem Antrieb 8, 9 werden die sechs Gammastrahlen mit defilierten Zeiten nacheinander auf den Szintillator 16 freigegeben und erzeugen dort eine der Anzahl der Gammaquanten proportionale Anzahl von Lichtblitzen, deren Stärke eine Funktion der Energie der Gammaquanten ist. Dies gilt selbstverständlich auch für ähnliche Strahlungsarten, wie Neutronenstrahlungen. Der Photomultiplier 17 wandelt die Lichtblitze in eine anzahlproportionale Menge von Spannungsimpulsen um. deren Amplitudengröße wiederum von der Lichtintensität und damit von der Gammaenergie bestimmt wird. Da die Amplitudenhöhe auch von der Temperatur des Szintillator 16 und von der Versorgungsspannung des Photomultiplicrs 17 stark abhängt, ist eine Regelung der Versorgungsspannur.g, genannt Amplitudenstabilisation. vorgesehen.Through the perforated diaphragm 6 with speed variable Drive 8, 9 are the six gamma rays with defiled times on the one after the other Scintillator 16 released and there generate a number of proportional to the number of gamma quanta Flashes of light, the strength of which is a function of the energy of the gamma quanta. Of course, this also applies for similar types of radiation, such as neutron radiation. The photomultiplier 17 converts the flashes of light into a number of voltage pulses proportional to the number around. their amplitude size in turn depends on the light intensity and thus on the gamma energy is determined. Since the amplitude level also depends on the temperature of the scintillator 16 and on the supply voltage of the photomultiplier 17 depends strongly, a regulation of the supply voltage is called Amplitude stabilization. intended.

Das Spektrum der elektrischen Impulse nach dem Photomultiplier 17, d. h. die Impulszahl über der Energie (Impulshöhe) aufgetragen, beginnt im niederenergetischen Bereich mit einem großen Wert, der von den gestreuten Gammaquanten, dem sogenannten Comptonl'ntergrund und dem elektrischen Rauschen gebil det wird. Danach folgen die Knergie-Peaks der vom Strahler 1 emittierten Gammastrahlung und der durch sekundäre Prozesse erzeugten Röntgen· und Brems strahlung. Für die Amplitudenstabilisation wird ein Zwei-Fensterdiskriminator 22 auf den für die Messungen ausgewählten Gamma-Peak. der z. B. bei einer Tm-170-Quellebei 84 keV liegt, eingestellt. Die Impulse /sind über der Energie £ aufgetragen. Sie gelangen /um Fensterdiskriminator 22 über den Impulsverstärker 23. Für die Messungen wird ein Fenster 25 bzw. 26 etwas unterhalb und etwas oberhalb des Energiepeaks 24 eingestellt, so daß beide im Gleichgewichtsfall die gleiche lmpu!s/ahl /empfangen. Bei Verstimmung des Gleichgewichtes, d. h. bei unterschiedlicher Impulszahl / beider Fensterdiskriminatoren 27 und 28 durch Verlagerung des Energiepeaks 24 wird über den Flip Flop 29. die Differenz-Analogsignalschaltung 30 und den Regler-Hilfsspannungser/euger 31 ein analoges Signal erzeugt, das die Versorgungsspannung des Multipliers 17 nachregelt und den Energiepeak 24 in die symmetrische Lage zurückbringt. Durch entsprechende Fensterbreite und geringen Abstand beider Fenster 25, 26 voneinander kann erreicht werden, daß die Summe der Impulse, die von beiden Fenstern 25 und 26 durchgelassen wird, der Meßrate monoenergetischer Gammaquanten. die für die Dichtemessung verwendet werden soll, proportional ist.The spectrum of the electrical impulses after the photomultiplier 17, ie the number of impulses plotted against the energy (impulse height), begins in the low-energy range with a large value, which is formed by the scattered gamma quanta, the so-called Comptonl background, and the electrical noise. This is followed by the knergy peaks of the gamma radiation emitted by the radiator 1 and the x-ray and braking radiation generated by secondary processes. For amplitude stabilization, a two-window discriminator 22 is applied to the gamma peak selected for the measurements. the z. B. is at 84 keV for a Tm-170 source. The impulses / are plotted against the energy £. They pass / window discriminator 22 to 23 via the pulse amplifier For the measurements, a window 25 and 26 respectively below and above the energy peak nd bit 24 is set a little, so that both in the equilibrium case, the same lmpu! S / AHL / receive. If the equilibrium is detuned, ie if there are different numbers of pulses / both window discriminators 27 and 28 due to the shifting of the energy peak 24, the differential analog signal circuit 30 and the regulator auxiliary voltage generator 31 generate an analog signal which the supply voltage of the multiplier 17 readjusts and brings the energy peak 24 back into the symmetrical position. By means of a corresponding window width and a small distance between the two windows 25, 26 it can be achieved that the sum of the impulses which are allowed through by both windows 25 and 26 corresponds to the measuring rate of monoenergetic gamma quanta. to be used for density measurement is proportional.

Über eine »und-oder«-Verknüpfung 32 werden daher diese Impulse einem zweiten Zweig über einen Monovibrator 33 und einen Untersetzer 34 zur digitalen Verarbeitung zugeführt= Nach der Untersetzung werden sie in einem Scaler*Timer 35 gezählt und gespeichert. Der Beginn der Zählzeit wird durch das Signal einer Lichtschranke 20 der Lochblendenscheibe 6 ausgelöst. Sie ist über die Zeitwahl 36 mit dem Scaler-Timer 35 verbunden. Gleichzeitig wird der Timer 35 gestartet, der nach Ablauf der vorgewählten Zeit (10 ms bis 1 see) den Zählvorgang beendet. Die Zählzeit muß jeweilsAn “and or” link 32 is therefore used these pulses to a second branch via a monovibrator 33 and a coaster 34 for digital Processing supplied = after the reduction, they are counted and stored in a scaler * timer 35. The start of the counting time is triggered by the signal from a light barrier 20 of the perforated diaphragm disk 6. It is connected to the scaler timer 35 via the time selector 36. At the same time the timer 35 is started, the The counting process is ended after the preselected time (10 ms to 1 second) has elapsed. The counting time must be

innerhalb der Öffnungszeil eines Loches tO bzw. 11 der Blendenscheibe 6 liegen, das durch Abstimmung der Molardrehzahl und der Zählzeiteinste'lung geschieht. Der digitale Wert (Impulszahl) wird vor Zählbeginn des nächsten Kanals auf einen Pufferspeicher gegeben, um von dort zum Bandspeicher oder Rechner 37 abgerufen zu werden. Zwischen dem Rechner 37 und dem Scaler-Timer 35 liegt eine Anzeigekontrolleinrichtung 38, mit der die zweite Lichtschranke 21 für die Kanalidentifikation verbunden ist.within the opening line of a hole tO or 11 of the Orifice disk 6 lie, which happens by coordinating the molar speed and the counting time setting. The digital value (number of pulses) is transferred to a buffer memory before the start of counting the next channel to be called up from there to tape storage or computer 37. Between the computer 37 and the Scaler timer 35 is a display control device 38 with which the second light barrier 21 for the Channel identification is connected.

Im Rechner 37 kann mit Hilfe von Eichwerten und nach der Korrektur durch den Wert des Referenzstrahlers (siehe Teilstrahl 13) aus den fünf Gamma-Impulswerten je eine Querschnittsdichtebestimmung durchgeführt werden. Die kürzeste Meßzeit für den ganzen Querschnitt des Strömungskanals 4 beträgt etwa 50 ms.The computer 37 can use calibration values and, after correction, the value of the reference radiator (see partial beam 13) from the five gamma pulse values a cross-sectional density determination must be carried out each time. The shortest measuring time for the whole The cross section of the flow channel 4 is approximately 50 ms.

Die Fig.2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel für die Bestimmung der mittleren Dichte eines mehrphasigen Gemisches mit der Gamma-Stiahl-Abschwächungsmethode (die Bezugszeichen entsprechen denen der Fig. I). Dhs Gerät ist besond' . geeignet für den Einsatz in der Resktorsicherheitsfor: jbving. weil für die Bestimmung des Massenstromes eines aus einem defekten Reaktorkreislauf ausströmenden Wasser-Dampf-Gemisches die Kenntnis der örtlichen Gcniischdichte erforderlich ist. Wegen der scharfen Bedingungen in bezug auf der. Druck (bis und über 150 ata), die Temperatur (von c;;. 350'C) und die erforderliche Schnelligkeit hat sich für diese Aufgabe die Gamma Dichtebestimmung als gunstig erwiesrn. Bestimmungen mit anderen Strahlungsarten sind jedoch nicht ausgeschlossen. Figures 2 and 3 show an embodiment for the determination of the mean density of a multiphase mixture with the Gamma-Stiahl attenuation method (the reference numerals correspond to those of FIG. I). The device is special. suitable for the Use in the sector security for: jbving. because for them Determination of the mass flow of a water-steam mixture flowing out of a defective reactor circuit knowledge of the local density is required. Because of the harsh conditions with respect to the. Pressure (up to and over 150 ata) that Temperature (from c ;;. 350'C) and the required speed for this task has the gamma Density determination proved to be favorable. However, provisions with other types of radiation are not excluded.

In der F i g. 2 ist im Schnitt der Kollimatorblock 3 dargestellt. Er besteht aus \v armfestem Stahl und w-ird zwischen zwei Flanschen 41 und 42 (siehe aucn f ; g. i) von zwei Spannvorrichtungen 39 und 40 eingespannt Eine eingepreßte dünnwandige Hülse 5 von ca. ! mm Wandstärke, die an den Enden mit dem Kollimatorbloek 3 verschweißt wird (die Hülse steht «enkrcht /ur Zeichenebene; die Eiinschweißstellen sind nicht dargestellt), übernimmt die druckbeständige Abdichtung der K yllimatorbohrungen 12 gegen das Stromungsmedium 4. Dadurch werden extrem dünne .Strahlungsfenster 4} und 44 an den Berührungsstellen der Teilbohrungen 12 vor und nach der Durchstrahlung erreicht. Die Durchgangsbohrung 13 ist in dieser Ausführung nicht vorhanden.In FIG. 2, the collimator block 3 is shown in section. It consists of arm-resistant steel and is clamped between two flanges 41 and 42 (see also f; g. I) by two clamping devices 39 and 40. A pressed-in thin-walled sleeve 5 of approx. mm wall thickness, which is welded at the ends to the collimator block 3 (the sleeve stands on the plane of the drawing; the welded-in points are not shown), assumes the pressure-resistant sealing of the kilimator bores 12 against the flow medium 4. This results in extremely thin radiation windows 4 } and 44 reached at the points of contact de r partial bores 12 before and after the irradiation. The through hole 13 is not available in this embodiment.

Auf den Kolhmatorblock 3 ist eine Abdeckscheibe 45 aufgeschraubt, auf welcher wiederum die Abschirmung 2 für die Strahlenquelle 1 aufgeschraubt ist. Die Abschirmung 2 besteht ebenfalls aus einem Block aus Stahl oder Wolfram, welcher eine Innenbohrung 46 aufweist, in der die Strahlenquelle 1 in einer Hülse mit AnTeßvorrichtung 47 eingefugt ist. Die Abschirmung 2 selbst ist über einen spiralförmigen Kanal 48 sowie Wasserzu- und Abführungen 49 (siehe F1 g. i) mit Wasser kühlbar.A cover disk 45 is screwed onto the Kolhmatorblock 3, on which in turn the shielding 2 for the radiation source 1 is screwed. The shield 2 also consists of a block made of steel or tungsten, which has an inner bore 46, in which the radiation source 1 is inserted in a sleeve with a pinching device 47. The shield 2 itself can be cooled with water via a spiral channel 48 and water inlets and outlets 49 (see F1 g. I).

Am unteren Ende 50 der Bohrung 46 für die Quelle 1 ist in die Abschirmung 2 ein Schieber 51 mit konisch ausgeführter lniienbohrung 52 transvertierbar eingefügt, Mit ihm kann die Quellstärke der Quelle 1 kalibriert werden. Die konische Bohrung 52 korrespondiert mil einer Bohrung 53 in der Abdeckplatte 45 und einer weiteren Ausnehmung 54 im Kollimatorblock 3, von der die Eingangsöffnungen 55 der Teilstrahlbohrungen 12 ausgehen.At the lower end 50 of the bore 46 for the source 1, a slide 51 is conical in the shield 2 executed line bore 52 inserted so as to be transvertable, With it, the strength of the source 1 be calibrated. The conical bore 52 corresponds with a bore 53 in the cover plate 45 and another recess 54 in the collimator block 3, from which the inlet openings 55 of the partial beam bores 12 go out.

Die AustriUsöffnungen 56 der Teilstrahlbohrungen 12 am unteren Ende des Kollimatorblocks 3 stehen derThe outlet openings 56 of the partial jet bores 12 at the lower end of the collimator block 3 are the

ßlendenscheibe 6 gegenüber. Diese Blcndenscheibc 6 weist einen Blciring 57 auf. in dem die einzelnen Durchtriltsöffnungen 10 (es ist nur eine Durchtrittsöffnung durchgezogen gezeichnet: die anderen sind gestrichelt eingezeichnet) eingefügt sind. Die Blcndenscheibe wird über die Achse 7 (siehe auch schematische Zeichnung nach Fig. I) mittels dem Seilgetriebe 8 und dem Motor 9 angelrieben. Die Halterung 58 für die Achse 7 ist am Kollimatorblock 3 direkt angeflanscht. Sie ist über die Zu- und Abführleitiingen 59 und 60 ebenfalls mittels Wasser kühlbar.ßlendenscheibe 6 opposite. This window washer 6 has a blciring 57. in which the individual through openings 10 (there is only one through opening drawn in solid lines: the others are drawn in with dashed lines) are inserted. The windshield is via the axis 7 (see also the schematic drawing according to FIG. I) by means of the cable gear 8 and the engine 9 driven. The holder 58 for the axis 7 is flanged directly to the collimator block 3. It is via the inlet and outlet lines 59 and 60 can also be cooled with water.

Unterhalb der Blcndenscheibe 6 und insbesondere unterhalb des Abschirmringes 57 ist das Fenster 14 in der Abschirmung 15 für den Szintillator 16 mit Photomiilliplicr 17 angeordnet. Die Szintillatorachse 61 steht nahezu senkrecht zu den Strahlungsrichtungen 62 der einzelnen Teilstrahlen 12, Der gemeinsame Schnittpunkt der Teilstrahlungsrichtungen 62 liegt in der Quelle 1. Zwischen dem eigentlichen Szintillator 16 und der Abschirmung 15 befindet sich eine Wasserkühlung 63 bzw. ein Wasserkühlmantel, welcher in den Szintillator 16 von außen eindringende Wärme abführt.The window 14 is located below the aperture pane 6 and in particular below the shielding ring 57 the shield 15 for the scintillator 16 with Photomiilliplicr 17 arranged. The scintillator axis 61 is almost perpendicular to the radiation directions 62 of the individual partial beams 12, the common point of intersection of the partial radiation directions 62 lies in the source 1. Between the actual scintillator 16 and the shield 15 is a water cooling 63 or a water cooling jacket, which in the Scintillator 16 dissipates heat penetrating from the outside.

In der Fi g. 3 ist eine Aufsicht auf die Dichicmeßvorrichtung nach Fig.2 dargestellt. Sichtbar ist der Kollimatorblock 3 bzw. die Abdeckplatte 45, die Flansche 41, 42 mit den Halterungen 39 und 40, die Abschirmung 2 mit Kühlzu- und Abführungen 49 sowie die Halterung 47 für die Quelle, die Halterung 58 für die Achse 7 der Blcndenscheibe 6. das Stellgetriebe 8 und der Motor 9. In der Blendenscheibe 6 bzw. dem Bleiring 57 sind die winkclverset/ten Ausnehmungen 10 auf verschiedenen Radien eingefügt. Die Anzahl der ·, Ausnehmungen 10 richtet sich nach der Anzahl der Teilstrahlen 12 (siehe Fig. 2), dem Umfang der Blendenscheibe 6 und der Abmessungen der Öffnungen 10. Es ist durchaus möglich, daß mehrere Ausnehmungen 10 auf einem Kreisumfang angeordnet werdenIn Fi g. 3 is a plan view of the Dichicmeßvorrichtung shown in Fig.2. The collimator block 3 or the cover plate 45, the flanges 41, 42 with the brackets 39 and 40, the shield 2 with cooling inlets and outlets 49 as well as the holder 47 for the source, the holder 58 for the axis 7 of the aperture plate 6 are visible The actuating gear 8 and the motor 9. In the diaphragm disk 6 or the lead ring 57, the recesses 10 with offset angles are inserted on different radii. The number of ·, recesses 10 depends on the number of partial beams 12 (see Fig. 2), the periphery of the orifice plate 6 and the dimensions of the openings 10. It is quite possible that a plurality of recesses 10 are arranged on a circular circumference

ίο können. Auf der Außenumraiidung 64 der Blcndcnscheibe 6 sind Schaltlöcher 65, 66 eingefügt, welche für die Photozcllen-Stcucning mit den Lichtschranken 20 und 21 (siehe Fig. I)dienen.ίο can. On the outer casing 64 of the window pane 6 switching holes 65, 66 are inserted, which are for the Photozcllen Stcucning with the light barriers 20 and 21 (see Fig. I) are used.

Mit Hilfe des Szintillationsdetcktors 16 und der angeschlossenen Elektronik nach Fig. I kann die Intensität des jeweiligen Gammastrahls bzw. Tcilstrahls 12 im Milli-Sekunden-Bercich gemessen werden. Aus der Intensität des jeweiligen Gammastrahles kann auf die Dichte des Gemisches 4 (siehe Fig. I und 2)With the help of the scintillation detector 16 and connected electronics according to Fig. I can determine the intensity of the respective gamma ray or Tcilstrahls 12 can be measured in the millisecond range. From the intensity of the respective gamma ray can on the density of the mixture 4 (see Fig. I and 2)

geschlossen werden. Bei homogener Verteilung der Phasen über dem Querschnitt kann daraus auf die mittlere Querschnitlsdichte geschlossen werden. Bei hichlhomogener Verteilung, und das ist bei Reaktorsicherheitsexperimenten die Regel, sind zum Erreichen einer brauchbaren Genauigkeit mehrere Gammateilstrahlen 12, über den Querschnitt der Hülse 5 verteilt, erforderlich.getting closed. With a homogeneous distribution of the Phases above the cross-section can be used to deduce the mean cross-sectional density. at hichlhomogeneous distribution, and that is with reactor safety experiments the rule is that several gamma rays are required to achieve a usable level of accuracy 12, distributed over the cross section of the sleeve 5, is required.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Dichtemeßvorrichtung für strömende Medien nach dem Durchstrahlungsprinzip, wobei von einer Strahlenquelle ausgehende Strahlung mittels einer Kollimatoreinrichtung in mehrere Teilsirahlen aufgeteilt wird, welche die Medien in repräsentativen Bereichen durchdringen und anschließend detektiert werden, dadurch gekennzeichnet, daßdie Kollimatoreinrichtung (3, 12) selbst als Medienleimng (4, 5) ausgebildet ist, daß für die Detektion der Teilstrahlen (12) ein einziger Detektor (16) vorgesehen ist, und daß zwischen dem Detektor (16) und den Austrittsstellen (56) der Teilstrahlen (12) aus der Kollimatoreinrichtung (3) eine zeitlich steuerbare Verschlußanordnung (6, 10, 57) der Austrittsstellen (56) angebracht ist.1. Density measuring device for flowing media according to the radiation principle, with radiation emanating from a radiation source by means of a Collimator device is divided into several sub-frames, which represent the media in Penetrate areas and are then detected, characterized in that the Collimator device (3, 12) itself as media glue (4, 5) is designed that a single detector (16) is provided for the detection of the partial beams (12) is, and that between the detector (16) and the exit points (56) of the partial beams (12) from the Collimator device (3) a time-controllable shutter arrangement (6, 10, 57) of the exit points (56) is attached. 2. Dichtemeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kollimatoreinrichtung (3) eine zur Ebene der Teilstrahlen (12) senkrecht und durchgehende Bohrung (4) eingefügt ist. welche eine dünnwandige,die Durchinttsbohrun gen (12) für die Teilstrahlen abdichtende Hülse (5) aufnimmt.2. Density measuring device according to claim 1, characterized in that in the collimator device (3) a through hole (4) perpendicular to the plane of the partial beams (12) is inserted is. which a thin-walled, the Durchinttsbohrun gene (12) for the partial radiation sealing sleeve (5) receives. 3. Dichtemeßvorrichtung nach Anspruch I und 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (16) quer zur Einlallsrichtung der Teilstrahlen (J2) in einer Abschirmung (15) liegt, welche eine Öffnung (14) aufweist, vor der die Verschlußanordnung (6, 10, 57) beweglich angeordnet ist.3. Density measuring device according to claim I and 2. characterized in that the detector (16) transversely to the direction of incidence of the partial beams (J2) in one Shield (15) is located, which has an opening (14) in front of which the closure arrangement (6, 10, 57) is movably arranged. 4. Dichtemeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der "oigenden. dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußanordnung (6, 10, 57) eine bewegbare Blendenscheibe (6) mit Scnlitzen (10) ist. deren Abmessungen durch die Querschnitte der Teilstrahlen (12) und die Meßzeit bestimmt sind.4. Density measuring device according to claim 1 or one of the "oigenden. Characterized in that the shutter arrangement (6, 10, 57) is a movable diaphragm disk (6) with slits (10). whose Dimensions are determined by the cross-sections of the partial beams (12) and the measuring time. 5. Dichtemeßvorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenscheibe (6) mittels Motorantrieb (8, 9) rolierbar ist und die Schlitze (10) auf unterschiedlichen Radien liegen.5. Density measuring device according to claim 4, characterized in that the diaphragm disc (6) can be rolled by means of a motor drive (8, 9) and the slots (10) lie on different radii. b. Dichtemeßvorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Kollimatoreinrichtung (3) eine zusätzliche. Aie Medienleitung niehl durchdringende, jedoch auf den Detektor (16) gerichtete Durchtrittsbohrung (13) aufweist.b. Density measuring device according to one of claims I to 5, characterized in that the collimator device (3) has an additional. A he media line has never penetrating, but directed towards the detector (16) through hole (13).
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