EP1185856A2 - Gammastrahlen-dichteprofilsensor mit passiv gekühlten pin-photodioden - Google Patents

Gammastrahlen-dichteprofilsensor mit passiv gekühlten pin-photodioden

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EP1185856A2
EP1185856A2 EP00925022A EP00925022A EP1185856A2 EP 1185856 A2 EP1185856 A2 EP 1185856A2 EP 00925022 A EP00925022 A EP 00925022A EP 00925022 A EP00925022 A EP 00925022A EP 1185856 A2 EP1185856 A2 EP 1185856A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
photodiodes
gamma
density profile
sensor
ray density
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00925022A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Anthony Byatt
Daniel Matter
Thomas Kleiner
Philippe Pr Tre
Walter Rueegg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Research Ltd Switzerland
Original Assignee
ABB Research Ltd Switzerland
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Filing date
Publication date
Application filed by ABB Research Ltd Switzerland filed Critical ABB Research Ltd Switzerland
Publication of EP1185856A2 publication Critical patent/EP1185856A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0208—Separation of non-miscible liquids by sedimentation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284—Electromagnetic waves
    • G01F23/288—X-rays; Gamma rays or other forms of ionising radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/24—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing the transmission of wave or particle radiation through the material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well

Definitions

  • the present invention relates to the field of full level indicators. It is based on a device for fullness measurement according to the preamble of claim 1.
  • So-called separation tanks are used for the offshore petroleum demand, with which the different phases occurring during the drilling or demand (sana, water, 01 and gas) are separated due to their density differences and are carried away in separate pipe systems. It is very important to know the height of the interface between the water and 01 in order to be able to open and close the drain valves for the two media in a controlled manner. Reliable full-level measuring devices are required for this. If such a fullness measuring device does not work or works poorly, z. B. 01 m get the water outlet and cause great environmental pollution and costs.
  • High-pressure separation tanks have recently been developed which are suitable for operation on the seabed a few 100 m below the surface of the sea. The required and already separated 01 can then be pumped to the sea surface with much less energy. Such separator tanks are exposed to very high pressures from 60 bar to 180 bar and high temperatures from 50 ° C to 120 ° C. The full level measuring system is also subject to these difficult operating conditions. Nevertheless,] ahrelan- Functionality, extensive freedom from maintenance and extreme reliability are guaranteed, as a breakdown and premature replacement would result in high costs.
  • Level sensors are known in the prior art which are based on a spatially resolved measurement of gamma ray absorption.
  • the gamma radiation is measured from one or more sources or from background radiation in a plurality of photoelectron multipliers or photomultipliers arranged one above the other and a vertical density profile is determined from the number rate as a function of the photomultiplier position.
  • Photomultipliers are unsuitable for use in places that are difficult to access, especially in high-pressure separator tanks. They require a high-voltage supply, require active cooling due to large heat losses, are voluminous and can therefore only be placed at greater distances and suffer from the drift of the internal charge amplification. Overall, due to their complicated structure, they require maintenance and have to be recalibrated regularly.
  • the object of the present invention is to provide a gamma-ray density profile sensor for full level measurement, which is characterized by a simplified, very robust construction and a reduced need for maintenance. According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1.
  • the solution according to the invention is that a density profile or fill level sensor is equipped with a linear arrangement of photodiodes instead of photomultipliers and the photodiodes are passively cooled.
  • the main advantages of the photodiodes are: Voltage, reduced signal drift, less heat, smaller dimensions, improved robustness, no interference from magnetic fields, high resolving power with regard to gamma radiation energies, low costs and long service life. Passive cooling greatly simplifies the construction, operation and maintenance of the sensor. Furthermore, more photodiodes can be strung together and ⁇ a can be improved by the spatial resolution of the full level measurement.
  • An exemplary embodiment relates to passive cooling by creating a warm bridge between the photodiodes and the wall of an underwater separator tank or the surrounding medium.
  • the temperature difference between the inside of the tank (approx. 60 ° C-70 ° C) and the sea water (4 ° C) can be used to cool the photodiodes.
  • photodiode signals ⁇ e are discriminated according to their pulse height in order to largely suppress the detection of multiply scattered gamma quanta.
  • a drift in the discrimination threshold can be compensated for by automatically adjusting the gain of the photodiode signals.
  • FIG. 1 shows a gamma-ray density profile sensor with a linear arrangement of photomultipliers with a cross section (prior art);
  • Fig. 3 is a schematic representation of an electronic control for keeping the photodiode sensitivity constant.
  • the invention relates to a prior art, which can be seen from Fig. 1.
  • the gamma-ray density profile sensor 1 comprises an elongated arrangement of photomultipliers 7 for the detection of gamma radiation 5 and measuring electronics (not shown).
  • the photomultipliers 7 are equipped with a high-voltage supply 9 and at least one signal line 9.
  • Gamma sources 2 e.g. Cs 137
  • the sources 2 and photomultiplier 7 are mounted in tubes with steel walls 4.
  • the sources 2 can be equipped with transmit collimators 3 for bundling the gamma rays 5 and the photomultipliers 7 with shields 8 against gamma radiation.
  • the sensor 1 can also be operated with gamma background radiation instead of with gamma sources 2.
  • the transmission of the gamma rays 5 decreases with increasing density of the irradiated medium 6a, 6b, 6c.
  • a vertical density profile can be calculated from the photomultiplier count rates of the gamma or scintillation flashes as a function of the photomultiplier positions. In this way, a fill level, in particular a height of the boundary layer 6c between water 6a and oil 6b in a container or separator tank, can be determined.
  • the principle of the invention can be seen in FIG. 2.
  • the gamma-ray density sensor 1 is equipped with photodiodes 10, preferably PIN photodiodes 10, instead of photomultipliers 7, and means for the photodiodes 10 are provided passive cooling 12, 14 is provided.
  • photodiodes 10 preferably PIN photodiodes 10, instead of photomultipliers 7, and means for the photodiodes 10 are provided passive cooling 12, 14 is provided.
  • the means for cooling should be a thermal bridge 12 from the photodiodes 10 to a medium surrounding the container or separator tank, eg. B. sea water.
  • the thermal bridge can lead to a container or separator tank wall 14 which is in thermal contact with the surrounding medium.
  • the cold sea water can be used indirectly as cooling water for the photodiodes 10.
  • the photodiodes 10 are mounted with their printed circuit boards 11 in a heat-conducting manner in a metal tube 12 and the metal tube 12 is connected in a heat-conducting manner with the surrounding medium or the container wall 14.
  • the metal tube 12 can protrude from the container wall 14.
  • the linear arrangement or the array 13 of the (PIN) photodiodes 10 will then emit its heat in the direction 15 towards the surrounding medium.
  • the linear arrangement 13 of photodiodes 10 is oriented essentially along a full direction of the container.
  • any part of the energy spectrum of the gamma radiation 5 can be selected for the evaluation and calibration of the photodiode signals.
  • the measuring electronics 11, 16-20 preferably comprise means 18, 19 for pulse height discrimination of photodiode signals.
  • a discrimination threshold is selected so that a predeterminable part of the energy spectrum of the gamma radiation 5 above the discrimination threshold is evaluated.
  • photodiodes 10 Compared to photomultipliers 7, photodiodes 10 have a reduced light sensitivity and a more restricted spectral sensitivity.
  • the diodes 10 are with tillators, not shown, z. B. Crystals made of CsJ or NaJ, which can be glued to the detector surfaces.
  • 3 shows an exemplary embodiment of measuring electronics 11, 16-20, which comprises an electronic circuit for automatic control of the photodiode sensitivity.
  • the circuit includes means 18, 19 for detecting a drift of the photodiode sensitivity or the discrimination threshold and means 20, 17 for compensating for the drift of the photodiode sensitivity or the discrimination threshold.
  • a transimpedance amplifier 16 with a resistor 17 for gain control is provided for each photodiode 10.
  • the outputs of the amplifiers 16 are led to an electronics 18 and a processor 19. There, a target / actual comparison of the strength of the photodiode signals is carried out and a correction signal is sent via line 20 to gain control 17.
  • the invention results in a very simple and robust full-level sensor 1, which has great operational reliability, requires little maintenance and has a long service life and is particularly suitable for use in locations which are difficult to access.
  • Gamma-ray density profile sensor (detail) Gamma sources, Cs 137 emitter, transmission collimator steel wall Gamma rays a, 6b, 6c medium a water b 01 c boundary layer oil / water photomultiplier gamma shielding for photomultiplier high-voltage lines, electrical signal lines 0 PIN photodiode 1 control electronics for photodiode, printed circuit board (PCB ) 2 warm bridges, aluminum or copper rod 3 (PIN) photodiode array 4 container wall, separator tank wall 5 heat transport 6 amplifier 7 gain control, adjustable resistor 8 electronics 9 processor 0 line for gain control 1.16-20 measuring electronics

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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart einen Sensor (1) zur Dichteprofilmessung mit Gammastrahlen (5), der insbesondere zur Füllstandsmessung in Ölseparatortanks geeignet ist. Das bekannte Messprinzip beruht darauf, dass eine dichteabhängige Gammastrahlentransmission eines Mediums (6a, 6b, 6c) von einer vertikalen Linearanordnung (13) von Photomultipliern (7) ortsaufgelöst gemessen und zur Ortsbestimmung einer Grenzschicht Öl/Wasser (6c) verwendet wird. Erfindungsgemäss ist der Gammastrahlen-Dichtsensor (1) statt mit Photomultipliern (7) mit PIN-Photodioden (10) ausgerüstet und sind für die Photodioden (10) Mittel zur passiven Kühlung (12, 14) vorgesehen. Dadurch werden Aufbau, Betrieb und Wartung des Sensors (1) stark vereinfacht und die Ortsauflösung und Lebensdauer des Sensors (1) verbessert. Eine passive Kühlung ist einfach realisierbar, indem eine Wärmebrücke (12) zwischen den warmen Photodioden (10) und dem kühlen Umgebungsmedium oder der kühlen Wand (14) des Separatortanks geschaffen wird. Insgesamt wird die Einsatzfähigkeit des Sensors (1) unter schwierigen Betriebsbedingungen und an schwer zugänglichen Orten verbessert.

Description

BESCHREIBUNG
Gammastrahlen-Dichteprofilsensor mit passiv gekühlten PIN-
Photodioden
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf aas Gebiet der Fullstandsanzeigen. Sie geht aus von einer Vorricntung zur Fullstands essung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
STAND DER TECHNIK
Bei der Offshore-Erdolforderung werden sogenannte Separationstanks eingesetzt, m welchen die bei der Bohrung bzw. Forderung auftretenden verschiedenen Phasen (Sana, Wasser, 01 und Gas) aufgrund ihrer Dichteunterschiede separiert und m getrennten Leitungssystemen abgeführt werden. Es ist dabei sehr wichtig, die Hohe der Trennschicht zwischen dem Wasser und 01 zu kennen, um am Tank die Ablassventile für die beiden Medien kontrolliert offnen und schliessen zu können. Hierzu werden zuverlässige Fullstandsmessgerate oenotigt. Funktioniert ein solches Fullstandsmessgerat nicht oder mangelhaft, kann z. B. 01 m den Wasserauslass geraten und grosse Umweltbelastungen und Kosten verursachen.
Neuerdings werden Hochdruck-Separationstanks entwickelt, die für den Betrieb auf dem Meeresboden einige 100 m unterhalb der Meeresoberflache geeignet sind. Das geforderte und bereits separierte 01 kann dann mit viel geringerem Energieaufwand an die Meeresoberfl che gepumpt werden. Solche Separatortanks sind sehr hohen Drucken von 60 bar- 180 bar und hohen Temperaturen von 50°C-120°C ausgesetzt. Auch das Fullstandsmesssystem ist αiesen schwierigen Betriebsbedingungen unterworfen. Gleichwohl müssen ]ahrelan- ge Funktionsfahigkeit, weitgehende Wartungsfreiheit und äusserste Zuverlässigkeit garantiert sein, da ein Betriebsausfall und vorzeitiger Ersatz hohe Kosten verursachen wurde .
Im Stand der Technik sind Füllstandssensoren bekannt, die auf einer ortsaufgelosten Messung von Gammastrahlenabsorption beruhen. Dabei wird die Gammastrahlung aus einer oder mehreren Quellen oder von Hintergrundstrahlung in mehreren, übereinander angeordneten Photoelektronenvervielfa- chern oder Photomultipliern gemessen und aus der Zahlrate in Abhängigkeit der Photomultiplierposition ein vertikales Dichteprofil bestimmt.
Photomultiplier sind für die Anwendung an schwer zugänglichen Orten, insbesondere in Hochdruck-Separatortanks, ungeeignet. Sie benotigen eine Hochspannungsversorgung, erfordern eine aktive Kühlung wegen grosser Warmeverluste, sind voluminös und daher nur in grosseren Abstanden platzierbar und leiden unter Drift der internen Ladungsver- starkung. Insgesamt sind sie aufgrund ihres komplizierten Aufbaus wartungsbedürftig und müssen regelmassig neu kalibriert werden.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gammastrahlen-Dichteprofilsensor zur Fullstandsmessung anzugeben, der sich durch einen vereinfachten, sehr robusten Aufbau und einen verringerten Wartungsbedarf auszeichnet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelost.
Die erfindungsgemasse Losung besteht darin, dass ein Dichteprofil- oder Füllstandssensor mit einer linearen Anordnung von Photodioden anstelle von Photomultipliern ausgerüstet ist und die Photodioden passiv gekühlt sind. Wesentliche Vorteile der Photodioden sind: Wegfall der Hoch- Spannung, verringerte Signaldrift, weniger Abwarme, kleinere Dimensionen, verbesserte Robustheit, keine Störungen durch magnetische Felder, grosses Auflösungsvermögen bezüglich der Gammastrahlungsenergien, niedrige Kosten und lange Lebensdauer. Durch die passive Kühlung werden Aufbau, Betrieb und Wartung des Sensors stark vereinfacht. Ferner können mehr Photodioden aneinandergereiht und αa- durch die Ortsauflosung der Fullstandsmessung verbessert werden .
Ein Ausfuhrungsbeispiel betrifft eine passive Kühlung durch Schaffung einer Warmebrucke zwischen den Photodioαen und der Wand eines Unterwaser-Separatortanks oder dem umgebenden Medium. Dadurch kann die Temperaturdifferenz zwischen dem Tankinneren (ca. 60°C-70°C) und dem Meerwasser (4°C) zur Kühlung der Photodioden ausgenutzt werden.
In einem anderen Ausfuhrungsbeispiel werden Photodioden- Signale ηe nach ihrer Pulshohe diskriminiert, um die De- tektion mehrfach gestreuter Gammaquanten weitgehend zu unterdrucken. Ferner kann eine Drift der Disknmmations- schwelle dadurch kompensiert werden, dass die Verstärkung der Photodioden-Signale automatisch nachgeregelt wird.
Weitere Ausführungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhangigen Ansprüchen sowie aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Es zeigen:
Fig. 1 einen Gammastrahlen-Dichteprofllsensor mt einer Linearanordnung von Photomultipliern m Querschnitt (Stand der Technik) ;
Fig. 2 einen erfindungsgemassen Gammastrahlen-Dichte- profilsensor mit einer Linearanordnung von PI - Photodioden im Querschnitt; und Fig. 3 eine schematische Darstellung einer elektronischen Regelung zur Konstanthaltung der Photodiodenempfindlichkeit .
In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung nimmt auf einen Stand der Technik Bezug, der aus Fig. 1 ersichtlich ist. Der Gammastrahlen-Dichtepro- filsensor 1 umfasst eine langgestreckte Anordnung von Photomultipliern 7 zur Detektion von Gammastrahlung 5 und eine nicht dargestellte Messelektronik. Die Photomulti- plier 7 sind mit einer Hochspannungsversorgung 9 und mindestens einer Signalleitung 9 ausgerüstet. Den Photomultipliern 7 paarweise gegenüberliegend sind Gammaquellen 2 (z. B. Cs137) angeordnet. Die Quellen 2 und Photomultiplier 7 sind in Rohren mit Stahlwänden 4 montiert. Die Quellen 2 können mit Sendekollimatoren 3 zur Bündelung der Gammastrahlen 5 und die Photomultiplier 7 mit Abschirmungen 8 gegen Gammastreustrahlung ausgerüstet sein. Der Sensor 1 kann auch statt mit Gammaquellen 2 mit Gamma-Hintergrund- strahlung betrieben werden.
Die Transmission der Gammastrahlen 5 nimmt mit zunehmender Dichte des durchstrahlten Mediums 6a, 6b, 6c ab. Aus den Photomultiplier-Zählraten der Gamma- oder Szintillations- blitze in Abhängigkeit von den Photomultiplierpositionen ist ein vertikales Dichteprofil berechenbar. Auf diese Weise ist ein Füllstand, insbesondere eine Höhe der Grenzschicht 6c zwischen Wasser 6a und Öl 6b in einem Behälter oder Separatortank, bestimmbar.
Das Prinzip der Erfindung ist aus Fig. 2 ersichtlich. Der Gammastrahlen-Dichtsensor 1 ist statt mit Photomultipliern 7 mit Photodioden 10, vorzugsweise PIN-Photodioden 10, ausgerüstet und für die Photodioden 10 sind Mittel zur passiven Kühlung 12, 14 vorgesehen. Im folgenden werden hierzu einige Ausfuhrungsbeispiele angegeben.
Die Mittel zur Kühlung sollen eine Warmebrucke 12 von den Photodioden 10 zu einem den Behalter oder Separatortank umgebenden Meαium, z. B. Meerwasser, umfassen. Insbesondere kann die Warmebrucke zu einer Behalter- oder Separatortankwand 14 fuhren, die ihrereseits mit dem umgebenden Medium in Warmekontakt steht. Dadurch wird das kalte Meerwasser indirekt als Kuhlwasser für die Photodioden 10 nutzbar. Beispielsweise sind die Photodioden 10 mit ihren Printplatten 11 wärmeleitend m einem Metallrohr 12 montiert und das Metallrohr 12 mit dem umgebenden Medium oder der Behalterwand 14 wärmeleitend verbunden. Insbesondere kann das Metallrohr 12 aus der Behalterwand 14 herausragen. Die Linearanordnung oder der Array 13 der (PIN-) Photodioden 10 wird dann seine Warme in Richtung 15 zum Umgebungsmedium hin abgeben.
Für eine einfache Fullstandsbestimmung ist es vorgesehen, dass die lineare Anordnung 13 von Photodioden 10 im wesentlichen entlang einer Fullnchtung des Behalters orientiert ist.
Grundsatzlich kann für die Auswertung und Kalibrierung der Photodioden-Signale ein beliebiger Teil des Energiespektrums der Gammastrahlung 5 ausgewählt werden. Die Messelektronik 11, 16-20 umfasst vorzugsweise Mittel 18, 19 zur Pulshohendiskrimmation von Photodioden-Signalen . Dabei ist eine Diskrimmationsschwelle so gewählt, dass ein vorgebbarer Teil des Energiespektrums der Gammastrahlung 5 oberhalb der Diskrimmationsschwelle ausgewertet wird.
Im Vergleich zu Photomultipliern 7 haben Photodioden 10 eine verringerte Lichtempfmαlichkeit und eine eingeschränktere spektrale Empfindlichkeit. Die Dioden 10 sind mit nicht dargestellten Sz tillatoren, z. B. Kristallen aus CsJ oder NaJ, ausgerüstet, die auf die Detektorflachen aufgeklebt sein können. Fig. 3 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel zu einer Messelektronik 11, 16-20, welche eine elektronische Schaltung zur automatischen Regelung der Photodiodenempfindlichkeit um- fasst. Die Schaltung beinhaltet Mittel 18, 19 zur Detektion einer Drift der Photodiodenempfindlichkeit oder der Diskrimmationsschwelle und Mittel 20, 17 zur Kompensation der Drift der Photodiodenempfindlichkeit oder der Diskrimmationsschwelle. Gemass Fig. 3 sind für ]ede Photodiode 10 ein Transimpedanzverstarker 16 mit einem Widerstand 17 zur Verstärkungsregelung vorgesehen. Die Ausgange der Verstarker 16 sind auf eine Elektronik 18 und einen Prozessor 19 gefuhrt. Dort wird ein Soll/Ist-Vergleich der Starke der Photodioden-Signale durchgeführt und ein Korrektursignal über die Leitung 20 zur Verstärkungsregelung 17 gesendet .
Insgesamt ergibt sich durch die Erfindung ein sehr einfacher und robuster Fullstandssensor 1, der eine grosse Betriebssicherheit, gringen Wartungsaufwand und lange Lebensdauer aufweist und besonders zur Verwendung an schwer zuganglichen Orten geeignet ist.
BEZUGSZEICHENLISTE
Gammastrahlen-Dichteprofilsensor (Ausschnitt ) Gammaquellen, Cs137-Strahler Sendekollimator Stahlwand Gammastrahlen a, 6b, 6c Medium a Wasser b 01 c Grenzschicht Ol/Wasser Photomultiplier Gammaabschirmung für Photomultiplier Hochspannungsleitungen, elektrische Signalleitungen 0 PIN-Photodiode 1 Steuerelektronik für Photodiode, Printplatte (PCB) 2 Warmebrucke, Aluminium- oder Kupferstab 3 (PIN-) Photodioden-Array 4 Behalterwand, Separatortankwand 5 Warmetransport 6 Verstarker 7 Verstärkungsregelung, regelbarer Widerstand 8 Elektronik 9 Prozessor 0 Leitung für Verstärkungsregelung 1,16-20 Messelektronik

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Gammastrahlen-Dichteprofilsensor (1), insbesondere geeignet zur Fullstandsmessung in einem Behalter oder Separatortank, umfassend eine langgestreckte Anorαnung (13) von Detektoren (10) für Gammastrahlung (5) und eine Messelektronik (11, 16-20), dadurch gekennzeichnet, dass a) die Detektoren Photodioden (10) sind und b) für die Photodioden (10) Mittel zur passiven Kühlung (12, 14) vorhanden sind.
2. Gammastrahlen-Dichteprofilsensor (1) nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Kühlung eine Warmebrucke (12) von den Photodioden (10) zu einem umgebenden Medium oder zu einer Behalterwand (14) umfassen.
3. Gammastrahlen-Dichteprofilsensor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Photodioden (10) mit ihren Printplatten (11) wärmeleitend in einem Metallrohr (12) montiert sind und b) das Metallrohr (12) wärmeleitend mit dem umgebenden Medium oder der Behalterwand (14) verbunden ist.
4. Gammastrahlen-Dichteprofilsensor (1) nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Photodioden PIN-Photodioden (10) sind.
5. Gammastrahlen-Dichteprofilsensor (1) nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Photodioden (10) im wesentlichen entlang einer Fullπchtung des Behalters angeordnet (13) sind. Gammastrahlen-Dichteprofilsensor (1) nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Messelektronik (11, 16-20) Mittel (18, 19) zur Pulshohendiskπmmation von Photodioden-Signalen umfasst und b) eine Diskrimmationsschwelle so gewählt ist, dass ein vorgebbarer Teil des Energiespektrums der Gammastrahlung (5) ausgewertet wird.
Gammastrahlen-Dichteprofilsensor (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektronik (11, 16-20) umfasst: a) Mittel (18, 19) zur Detektion einer Drift der Diskrimmationsschwelle und b) Mittel (20, 17) zur Kompensation der Drift der Diskrimmationsschwelle .
EP00925022A 1999-06-10 2000-05-25 Gammastrahlen-dichteprofilsensor mit passiv gekühlten pin-photodioden Withdrawn EP1185856A2 (de)

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