[科普中国]-放射性密度计

简介

放射性密度计仪器内设有放射性辐射源。它的放射性辐射（例如γ射线），在透过一定厚度的被测样品后被射线检测器所接收。一定厚度的样品对射线的吸收量与该样品的密度有关，而射线检测器的信号则与该吸收量有关，因此反映出样品的密度。

放射性密度计主要用于检测液体、固体（例如气载煤粉）、矿浆、水泥浆等物质的密度及对金属矿浆浓度（密度）的检测，对其它液体过程反应密度检测，典型应用如电厂脱硫工程中对石膏浆密度的检测以及矿山对各种矿浆的密度检测。

发展状况1978年，我国1核辐射密度计研制组研制出了NNF-212型核辐射密度计；

1980年，魏述超2研究了放射性密度计源强和测量管径的选择方案；

1982年，李继峰3对NNF-212型密度计高压变换器进行了改进；

1985年，北京核仪器厂4研制了FT-1914型核密度计；

1989年，能源部杭州机械设计所研制了5ND-50表面型微机核子密度计；

1997年，黑龙江大学与哈尔滨气化厂6研制了孙普男ZHM-1型智能核密度计；

2002年，南华大学7提出了一种适合于核工程与核技术专业本科生实验教学的放射性密度计；

2004年，中南大学8研制了一种高精度动态监测水灰比的核密度计的研制；

2009年，黑龙江大学9研制了一种井下存储式核密度计；

组成部分通常，放射性密度计都由放射源、探头、电器单元、记录器几部分组成，装在电器单元内的稳压电源供给稳定的高压和低压2。

放射源和探头相对地安装在矿浆管道两侧,一般安装在管道垂直部分,为避免产生气泡,通常使矿浆由下而上流动。放射源和探头同轴水平安装。

工作原理射线通过吸收物质时，射线强度将减弱，减弱的程度和吸收物质的密度有一定的关系。放射性密度计就是根据这个原理而设计的1。

既利用能量衰减法对密度进行测量。放射性密度计的放射源(Cs137)或(Co60)置入一个铅罐内, 安装在被测管道的一侧， 核子密度计的探测器安装在被测管道的另一侧 (对称)， 放射源发出的γ(伽玛)射线穿过被测容器的管壁及介质到达探测器，当管内介质的密度发生改变的时候，伽玛密度计接收检测装置－探测器接收的射线能量也发生变化。核密度计将检测到的射线能量的变化电量转换成用户需要得知的物理量-密度。利用这种技术，放射性密度计能够提供高精度的密度测量及快速反应被测密度的变化。

TNDensityPRO核密度计TNDensityPRO核密度计简介随着对TN核密度计的收购，美国热电集团旗下部门－过程控制部的测量技术在核密度测量领域得到了进一步的扩大。TNDensityPRO整合的探测测量设计能利用相当小的放射源可以应用于被测管径在1寸(25.4mm)到42寸(1066.8mm)的任何工业密度测量现场。TNDensityPRO核密度计动态过程跟踪为了快速响应以及可以用于非正常过程测量（比如维护时）仍可以得到准确的数据，就要用到TNDensityPRO核密度计独特的技术-动态过程跟踪技术（DPT）。配置在DensityPRO是获得专利的动态跟踪技术DPT，能在正常工艺生产状态下提前预测下一步信号状态，快速反应并正确识别在受干扰的工艺状态下确保稳定的输出。

TNDensityPRO核密度计基本测量提供一个独立环路供电4-20mA输出，可选一个独立的自供电源4-20mA输出；或一个非独立的自供电源4-20mA输出；每个输出都可设置为8个独立数据或范围通道。单位可由用户选择，包括比重，固体重量百分比，BRIX，API等。DensityPRO能接受一个外部的4-20mA流量计信号，计算质量流量并输出独立的4-20mA信号。另外，DensityPRO还可向用户提供4个计算通道建立用户选择的单位。计算通道既可用于显示；也可激活干式连接TNDensityPRO核密度计多种形式的通讯协议核子密度计使用令牌式通讯协议。流路中可以选择HART通讯协议。RS232以及RS485通讯协议可以用于带有TN系列公用PC软件的复合单元安装和校准，或带有9733或者9734形式的手操控制器10。

TNDensityPRO核密度计技术参数1、测量精度：±0.0001g/ml（视现场工况）

2、射线源类型：GAMMA射线源源种：Cs137或Co60,不锈钢封装

源强：5mCi-8Ci，视具体应用情况

源罐：铅及碳钢封装,聚亚安酯表面喷涂，具有源开关装置，关闭时带锁。

3、一体型检测器（变送器）系统的结构：基于电子学测量的微处理器可以在输入数据以及系统询问时进行不间断的测量，表面安装技术提供了高度的可靠性使得所有的用户的数据都双倍的存储在非易失性单元，不需要电池备份。

检测器类型：PVT塑料闪烁体探测器，宽动态范围抗震及耐潮湿性好,通过电子部件控制稳定到最佳状态,无需加热器进行稳定。

检测器外壳材质：碳钢，表面聚亚氨酯表面喷涂

4、可选检测器型号及国际认证

1、Model9719A：

MRC提供防爆ClassII，Div1，GroupE、F和G认证，可用于ClassIII，Div1危险区域内的使用，室内或者室外安装NEMA4

CSA提供防爆ClassII，Div1，GroupE、F和G认证，可用于ClassIII，Div1危险区域内的使用，室内或者室外安装ENCL4

Cenelec(Approvalpending)CE认证

2、Model9720A：

MRC和CSA通过防爆区ClassI，Div1，GroupB、C和D认证，通过防爆区ClassII，

Div1，GroupE、F和G认证，可用于ClassIII，Div1危险区域内的使用，室内或者室外安装FMRCNEMA4和CSAENCL4

Cenelec(Approvalpending)CE认证5、输出信号

电流输出：4-20mA,独立,环路电源,4-20mA,独立,自备电源,4-20mA非独立,自备电源,数字信号输出：RS485或RS232

继电器输出：2个继电器输出，115VAC/28VDC6、输入信号

流量表：4-20mA线性干式接点闭合连接

带有100Ω铂金电阻RTD2或3的温度补偿电路7、供电电源

直流电源:24V交流电源：115/230V

8、操作温度

周围环境温度-40°C到+60°C(-40°F到140°F)9、就地显示或远传

Model9723A

就地显示：两行背光显示，显示16位数值。显示表由探测器供电远传：最大传输距离100m10、其他安装硬件

源罐:源罐安装板，安装链检测器：双链式安装11、

美国TN公司原装进口的DensityPRO核子密度计其他项

Model9734手操器设置和标定仪表

TNCommPC软件可与32个环路上的DensityPRO实现RS485通信及RS485与RS232接口的转换。

TN在线核辐射密度计TN DensityPRO+增强型核辐射密度计是美国热电集团TN过程控制部最新推出的非接触式在线密度计，它是在原有型号DensityPRO核密度计的基础上新增了二次显示控制单元1400A，其他各项功能指标两者相似。

TN Density PRO+核辐射密度计技术特点1、 非接触测量,，TN Density PRO+核子密度计是磨损，腐蚀及高压，高温条件下应用的理想选择。

2、 具有通俗易懂菜单设置及标定系统。

3、 Density PRO+核子密度计能接受一个外部的4-20mA流量计信号，计算质量流量并输出独立4-20mA信号。

4、 独立的环路供电和独立的自备供电的电流输出。

5、 满足宽范围测量需求，Density PRO+能配置闪烁或电离室两种探测器。

6、DensityPRO+采用PVT闪烁探测器能应用在潮湿及振动的环境下,优于NaI闪烁探测器

7、通信的方法包括：HART协议、手操器9734、TNPC机应用界面。手操器9734便捷的安装能在仪表与PC间上传下载信息

8、其自诊断功能及报警功能便于快速发现及解决故障

TNDensityPRO增强型核辐射密度计技术参数核辐射密度计1400A二次显示控制单元10

1、二次显示控制单元：变送器(1400A)

多处理器不间断处理数据及系统访问所有用户数据双份储存在存储器上,无需电池支持

直流电源：24V±20%12VA标准型

交流电源：115/230V±10%25VA50/60Hz

显示：四行背光显示,按键菜单设置,最多显示八个示值输出：电流输出4-20mA，独立，自备电源或环路电源。标准模式为一个电流输出，最多可提供三个独立的4-20mA输出，每个输出可独立描述各自变化通道

数字输出：RS485半双工或RS232全双工

继电器输出：最多6个继电器输出，115VAC/28VDC

2、现场检测器(探测器)

PVT塑料闪烁体：宽动态范围，抗震及耐潮湿性好,通过电子部件控制稳定最佳状态,无需加热器进行稳定

直流电源:24V±20%6VA标准型

交流电源:115/230V±15%6VA50/60Hz

外壳：碳钢，表面聚亚氨酯表面喷涂

可选型号：

9719B（闪烁体探测器）

9701（电离室探测器）

9720B（闪烁体探测器）

9702（电离室探测器）

工作温度：-40℃-60℃

3、测量精度：±0.0001g/ml（视现场工况）

4、射线源：GAMMA射线源

源种：Cs137或Co60，不锈钢封装

源强：5mCi-8Ci，视具体应用情况

源罐：铅及碳钢封装,聚亚安酯表面喷涂，具有源开关装置，关闭时带锁

5、其他安装硬件

源罐：源罐安装板，安装链

检测器：双链式安装

变送器：壁挂安装

6、TNDensityPRO增强型核辐射密度计其他项

Model9734手操器设置和标定仪表

TNCommPC软件可与32个环路上的DensityPRO实现RS485通信及RS485与RS232接口的转换

现场可选控制方案1、二次显示控制单元1400A键盘输入菜单登录。

2、HARTSmart型号：275通信设置和标定仪表，输入数据.BEL202FSK标准经仪表电流环路与任何DensityPRO+通信。

3、手操器9734设置和标定仪表，输入数据，通过RS485可与任何DensityPRO+实现通信，通过RS232实现仪表与PC间上传下载配置。

4、TNCommPC软件，最多可与32个环路上的TNDensityPRO+核辐射密度计实现RS485通信及RS485与RS232接口的转换。

放射性密度计安全操作规程为保障设备的正常运行，应遵守如下条例11：

1 、放射源安装完好后，应用防护罩将放射源罩住，并焊接牢固，同时在密度计周围安装合适的金属护栏。

2、 放射源必须制定专人负责管理，其钥匙必须由专人保管，非专业人员不得操作放射源。

3 、按照国家规定到当地环保部门办理放射性同位素使用许可证，并到公安、安全保卫部门登记备案。

4 、必须在系统安装完后，才可将放射源开关置于“开”状态，并加锁锁紧。

5 、在密度计放射源处于“开”状态时，任何人员不得进入密度计放射源的射线辐射区，不在放射源旁坐卧或停留。

6 、当放射源下方控制仪表需要维护时，将射线输出器置于“关”状态，并加锁锁紧。

7、 当放射源失效或停用。需要更换或报废时，应保持旧源铅罐完好，并加锁密封，交当地城市放废库妥善保管或返回生产厂家，不得随意放置旧射线输出器。

8 、如果放射源失窃，请立即报告安全保卫部门。

放射事故管理规程1 、贯彻预防为主的原则，严格事故管理，及时采取有效措施，消除不安全因素，防止事故发生和扩大。

2、 一旦发生放射事故，必须立即采取防护措施，控制事故影响，保护好事故现场，并向卫生、公司部门报告，对可能造成的环境污染的同时向当地环保部门报告。

3、 建立全面系统和完善的事故档案，防止同类事故再次发生。