JP2013231693A - γ線反射型計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、γ線を装備した測定機器を用いて計測する液や粉体等を計測する密度計、配管密度計、あるいは板等を計測する厚さ計等に利用できるものである。
【解決手段】本発明のγ線反射型計測装置は、メインビームおよび補助ビームを発生するγ線発生部と、前記メインビームを放射するメインビーム放出孔と、補助ビームを放射する補助ビーム放出孔と、前記それぞれの放出孔およびγ線発生部をしゃへいするしゃへい体と、前記メインビームの反射ビームおよび補助ビームを検出するγ線検出器と、から少なくとも構成されている。前記γ線検出器は、被測定物から反射するメインビームおよび直接放射される補助ビームを検出する。前記γ線検出器は、前記補助ビームの強さを基準として、反射されたメインビームによって、被測定物の厚さ、密度、容器内に満たされた被測定物のレベルあるいは嵩高等を測定することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、化学、紙パルプ、鉄鋼、非鉄プラント、土木現場等において、γ線を装備した測定機器を用いて計測する液や粉体等のレベル計測、レベルスイッチ、または容器内の測定対象物の嵩高等を計測する密度計、配管密度計、あるいは板等を計測する厚さ計等に利用できるものである。

たとえば、特開２００９−５３１２７号公報に記載されている線源しゃへいブロック装置は、第１の線源しゃへいブロックと、前記ブロックの穴に設けられた円盤状の線源装着ブロックと、前記線源装着ブロックに設けられた線源格納部と、前記線源格納部を回転させる回転機構と、前記第１の線源しゃへいブロックの開口部を線源しゃへいする第２の線源しゃへいブロックとから構成される。前記第１の線源しゃへいブロックは、一側面にのみ開放された穴が設けられている。前記第１の線源しゃへいブロックの穴の内部には、円盤状の線源装着ブロックが回転軸を介して回転自在に装着されている。また、前記円盤状の線源装着ブロックは、前記第１の線源しゃへいブロックにおける穴の中で回転させることにより、一部が前記第１の線源しゃへいブロックの内部から外部に突出できるようになっている。

特開２００９−５３１２７号公報

前記特許文献に記載されている線源しゃへいブロック装置は、線源しゃへいブロック内の穴において、前記線源を回転させることにより、一部が線源しゃへいブロックの内部から外部に突出できるような構成になっている。前記構成の線源しゃへいブロックは、使用時に内部から外部に線源が突出し、不使用時に前記線源が内部の中心部に納まるようになっている。

前記特許文献に記載されている線源しゃへいブロック装置は、線源の使用時および不使用時の格納にかかるものであり、γ線の較正に対する配慮がないものであった。従来のγ線計測器は、メインビームからγ線検出器の自動較正のための基準、たとえば、波高弁別する場合などに用いるのに必要な量のビームがγ線検出器に入射し難い場合、基準をとるのに必要な量のビームを前記γ線検出器に入射するためにγ線検出器近傍に補助線源を配置して、必要な量のビームを入射して用いてきた。このため、計測用と基準用のγ線源が２個必要となり、前記γ線源の取得や廃棄にコストがかかるばかりではなく製造や較正に多大の手間を要してきた。

以上のような課題を解決するために、本発明は、放射線源として、メインビームと異なる別の補助ビームを用いることなく、同じ放射線源からなるメインビームと、前記メインビームの出力より小さい補助ビームを用いたγ線反射型計測装置を提供することを目的とする。また、本発明は、新たな補助線源の取得、あるいは廃棄のコストを削減すると同時に、製造あるいは較正の手間を省き、さらに使い勝手をよくしたγ線反射型計測装置を提供することを目的とする。

（第１発明）
第１発明のγ線反射型計測装置は、γ線を用いて被測定物の厚さ、密度、レベル、あるいは嵩高等を計測するものであり、前記γ線を発生するγ線発生部と、前記γ線発生部から発生するγ線を放射するメインビーム放出孔と、前記γ線発生部から発生する前記メインビームより出力の小さい補助ビームを放射する補助ビーム放出孔と、前記それぞれの放出孔およびγ線発生部をしゃへいするしゃへい体と、前記被測定物から反射するメインビームおよび前記補助ビームを直接検出するγ線検出器と、から少なくとも構成されることを特徴とする。

（第２発明）
第２発明のγ線反射型計測装置において、前記補助ビーム放出孔と前記γ線源検出器との間には、前記補助ビームの出力を調整するしゃへい体が設けられていることを特徴とする。

（第３発明）
第３発明のγ線反射型計測装置において、前記補助ビーム放出孔は、被測定物の反射面を基準として、前記基準面に対して角度を有して設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、補助線源を別に取得するコスト、および廃棄を行うためのコストを削減することができるだけでなく、製造あるいは較正にかかる多大な手間を無くすことができる。

本発明によれば、補助ビームの放出孔とγ線検出器との間に、補助ビームの強さを調整するしゃへい体を設けたり、あるいは厚さの異なるしゃへい体、または前記しゃへい体に異なる大きさの小孔を設けることで、放射線源の半減期がきた場合にも、前記補助ビームの強さ調整、あるいはプラント制御上の信号を発生させたりすることが容易にできる。

本発明によれば、補助ビームを放射する放出孔を、被測定物の反射面を基準として、角度を付けて設けることにより、被測定物と、γ線検出器の距離を離すことができるため、前記被測定物が熱源を有するものであっても、正しい測定が可能であるとともに、前記γ線検出器を前記熱源から保護することが容易にできる。

（第１発明）
第１発明は、被測定物の厚さおよび／または密度、容器内に満たされた被測定物のレベルあるいは嵩高等を測定するγ線反射型計測装置である。前記被測定物は、たとえば、化学、紙パルプ、鉄鋼および非鉄プラント、土木現場における液体あるいは粉体等がある。前記γ線源を装備した計測装置は、容器内における液体あるいは粉体等のレベル計測、レベルスイッチ、または容器内の測定対象物の嵩高を計測する密度計、配管密度計、あるいは板等の厚さを計測する厚さ計等に利用できる。

本発明のγ線反射型計測装置は、メインビームおよび補助ビームを発生するγ線発生部と、前記メインビームを放射するメインビーム放出孔と、補助ビームを放射する補助ビーム放出孔と、前記それぞれの放出孔およびγ線発生部をしゃへいするしゃへい体と、前記メインビームの反射ビームおよび補助ビームを検出するγ線検出器と、から少なくとも構成されている。

γ線は、前記γ線発生部から前記メインビームとして、前記メインビーム放出孔を介して被測定物に対して放射する。また、前記γ線は、前記γ線発生部から前記メインビームより出力の小さい補助ビームとして、前記補助ビーム放出孔を介して放射する。前記メインビーム放出孔および補助ビーム放出孔は、前記γ線発生部で発生したメインビームおよび補助ビームをそれぞれ９０度異なる方向に放射している。前記それぞれの放出孔およびγ線発生部は、γ線しゃへい体から構成されており、γ線を測定時に所定方向にそれぞれ放射する。

前記γ線検出器は、被測定物から反射するメインビームおよび直接放射される補助ビームを検出する。前記γ線検出器は、前記補助ビームを波高弁別して生じたフォトピークを基準として検出器を自動較正し、反射されたメインビームの増減によって、被測定物の厚さ、密度、容器内に満たされた被測定物のレベルあるいは嵩高等を測定することができる。

（第２発明）
第２発明のγ線反射型計測装置において、前記補助ビーム放出孔と前記γ線検出器との間に前記補助ビームの出力を調整するしゃへい体が設けられている。前記出力を調整するしゃへい体は、γ線の強さを調整するものであり、前記γ線検出器を較正することができる。前記しゃへい体は、複数個用意しておくことにより、放射線の強さの変化に対応することができる。また、前記しゃへい体に設けられた放出孔に大きさ、あるいは厚さの異なる孔を複数個設けておくことができ、これらの孔を選択することにより、放射線の強さを変えることができる。

（第３発明）
第３発明のγ線反射型計測装置において、前記補助ビーム放出孔は、被測定物の反射面を基準として、前記基準面に対して角度を付けて設けられている。前記補助ビーム放出孔と、被測定物基準面との間で角度を付けて設けることにより、前記γ線検出器の位置を上方に持ち上げることができる。前記γ線検出器は、被測定物より離れた上方位置に置かれることになり、前記被測定物が熱源である場合、前記熱源から保護することができる。前記角度は、薄くまたは厚くすることにより、熱源からの距離を変えることができる。

本発明の１実施例を説明するための模式図であり、γ線源よりメインビームを放射する放出孔とメインビームより小さい補助ビームを放射する放出孔の双方を設けたしゃへい体からなるγ線反射型計測装置を説明するための図である。（実施例１） 本発明の第２実施例を説明するための模式図であり、しゃへい体を２つに分けて、別体として検出器側に付けた例を説明するための図である。（実施例２） 本発明の実施例で、被測定物の厚さを図る場合の例を説明するための模式図である。 本発明の第３実施例を説明するための模式図であり、補助ビームの放出孔と検出器との間に補助ビームを調整するしゃへい体を設けた例を説明するための図である。（実施例３） 本発明の第４実施例を説明するための模式図であり、補助ビームの放出孔を被測定物の反射面を基準として、前記基準面に対して角度を付けて設けた例を説明するための図である。（実施例４）

図１は本発明の１実施例を説明するための模式図であり、γ線源よりメインビームを放射する放出孔とメインビームより小さい補助ビームを放射する放出孔の双方を設けたしゃへい体からなるγ線反射型計測装置を説明するための図である。図１において、γ線反射型計測装置は、γ線源４を内蔵するしゃへい体１と、γ線源４からメインビーム５を放射するメインビーム放出孔２と、前記メインビーム５より出力の小さい放射線を放出する放出孔３と、被測定物から反射する反射ビーム６および補助ビーム７を検出するγ線検出器８とから構成されている。

図１に示すγ線反射型計測装置は、たとえば、大型反応容器９のタンク内の液、粉粒体、泡など、あるいは配管内の液、粉粒体、泡などの量、液面レベル、密度、嵩高等を前記γ線検出器８によって検出することができる。前記γ線検出器８は、大型反応容器９のタンク内の液、粉粒体、泡など、あるいは配管内の液体、粉粒体、泡などで容器の大きさ等に関係なく測ることができる。前記補助ビーム放出孔３は、大きさ（断面積）を変えることにより、出力が小さくなるように設計されている。前記補助ビーム放出孔３から放射される補助ビーム７は、γ線検出器８により検出され、液体等から反射されるメインビーム６と比較することにより、前記液体の密度、嵩高、レベル等を正確に測ることができる。前記放射したメインビーム５は、容器９内の被測定物に当たり、反射して反射ビーム６となる。

図２は本発明の第２実施例を説明するための模式図であり、しゃへい体を２つに分けて、別体として検出器側に付けた例を説明するための図である。図２において、図１と異なるところは、しゃへい体１とγ線検出器８との間に別体のしゃへい体１２を置いた点にある。前記別体のしゃへい体１２は、補助ビーム放出孔３が設けられている。前記補助ビーム放出孔３の大きさは、図１と同様とする。また、前記別体のしゃへい体１２は、前記しゃへい体１と同じ材質のもので作製されている。

図３は本発明の実施例で、被測定物の厚さを図る場合の例を説明するための模式図である。図３に示す実施例は、被測定物が板１３状のものを測定する例であり、その他に関し、図１と同じである。

図４は本発明の第３実施例を説明するための模式図であり、補助ビームの放出孔とγ線検出器との間に補助ビームを調整するしゃへい体を設けた例を説明するための図である。図４において、補助ビーム調整しゃへい体１１は、材料がしゃへい体１と同様な材質からなり、アルミニウム、鉄、真鍮、銅、鉛、タングステンなどの各種金属等、そのほかに、各種無機材料あるいは各種ガラス、各種プラスチックに各種材料を添加したものなど、さらに、各種複合材を用いることができる。

前記補助ビーム調整しゃへい体１１は、前記しゃへい体の厚さに対して傾斜を有するように変化を付けたり、あるいは異なる大きさの小孔を設けることなどで半減期に合わせた調整、あるいはプラント制御上の試験各種信号を発生させることができる。また、補助ビーム調整しゃへい体１１は、補助ビームのシャッターとして用いることもできる。前記シャッターは、メインビーム６の反射と補助ビーム７を比較して計測する場合、開閉して両者の比をみることができる。

図５は本発明の第４実施例を説明するための模式図であり、補助ビームの放出孔を被測定物の反射面を基準として、前記基準面に対して角度を付けて設けた例を説明するための図である。図５において、測定対象の温度が高い場合、γ線検出器８を保護するために測定対象から一定の距離だけ離す必要が生じる。補助ビーム放出孔３は、図示のように、角度を付けて上方に向けるように設ける。前記γ線検出器８は、前記補助ビーム放出孔３の高さを任意に配置することができるため、高い熱源の近傍等、多様な測定対象物での計測が可能となる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。たとえば、放射線源の種類、しゃへい体の材質、しゃへい体および放出孔の大きさおよび形状、γ線検出器等は、公知のものを任意に使用することができる。

１・・・しゃへい体
２・・・メインビーム放出孔
３・・・補助ビーム放出孔
４・・・線源
５・・・メインビーム
６・・・反射ビーム
７・・・補助ビーム
８・・・γ線検出器
９・・・容器壁（配管壁）
１１・・・補助ビーム調整しゃへい体
１２・・・別体のしゃへい体
１３・・・板状部材

Claims (3)

1. γ線を用いて被測定物の厚さ、密度、レベル、あるいは嵩高等を計測するγ線反射型計測装置において、
   前記γ線を発生するγ線発生部と、
   前記γ線発生部から発生するγ線を放射するメインビーム放出孔と、
   前記γ線発生部から発生する前記メインビームより出力の小さい補助ビームを放射する補助ビーム放出孔と、
   前記それぞれの放出孔およびγ線発生部をしゃへいするしゃへい体と、
   前記被測定物から反射するメインビームおよび前記補助ビームを直接検出するγ線検出器と、
   から少なくとも構成されることを特徴とするγ線反射型計測装置。
2. 前記補助ビーム放出孔と前記γ線源検出器との間には、前記補助ビームの出力を調整するしゃへい体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載されたγ線反射型計測装置。
3. 前記補助ビーム放出孔は、被測定物の反射面を基準として、前記基準面に対して角度を有して設けられていることを特徴とする請求項１に記載されたγ線反射型計測装置。

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