Радиоизотопный индикатор уровня

(51 ГОСУДАР СТВ Е ННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТ и универМесхи, 3. В,. М. Хачидзе ИКА риборостроно для опреродуктов в вуарах и цирощение каизменении СВОЙСТВ КОН(21) 4452114/10(56) Авторское свидетельство СМ 250482, кл, 6 01 Р 23/22, 196(57) Изобретение относится к иению и может быть использоваделения уровня нефтегазопзакрытых толстостенных резерстернах. Цель изобретения - уплибровки устройства припоглощающих и рассеивающих 5.01659734 А 1 тролируемой среды. Индикатор содержит два детектора 1 и 2 отраженных. медленных нейтронов, расположенные в вертикальной плскости с противоположных сторон от источника 3 излучения на расстоянии, определяемом длиной миграции нейтронов в контролируемой среде. Информативным параметром индикации уровня является рэзностное значение интенсивностей с двух детекторов, максимальное значение которого достигается при положении источника излучения ниже уровня раздела сред на величину систематической погрешности. Цель достигается независимо от возможной вариации в больших пределах толщины стальной стенки резер-вуара и физико-химических параметров контролируемой среды, которая также определяется длиной миграции нейтронов.4 ил".25 Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано, например, для бесконтактного определения уровня нефтепродуктов в закрытцх резервуарах и цистернах,Недостатком переносных радиоизотопных индикаторов уровня, содержащих источник быстрых и детектор медленных нейтронов, является необходимость настройки порогового значения скорости счета медленных нейтронов для срабатывания электронного реле индикации уровня при изменении толщины стенки резервуара, физико-химических характеристик контролируемой среды, активности источника или питающего напряжения,Целью изобретения является упрощение настройки и калибровки при изменении поглощающих и рассеивающих свойств среды, а также исключение этих операций при изменении аналогичных свойств только у материала боковой стенки емкости.На фиг, 1 изображен радиоизотопный индикатор уровня в рабочем положении; на фиг. 2 - графики, иллюстрирующие работу и характеристики устройства,Устройство (фиг, 1) содержит два идентичных детектора медленных нейтронов 1 и 2 (например, типа СИМ), расположенных симметрично относительно источника быстрых нейтронов 3 (на основе калифорния). Расстояние между детекторами 1 и 2 можно изменять. Детекторц со всех сторон, кроме рабочей, защищены кадмиевым экраном 4 и вместе с источником 3 погружены в замедлитель-отражатель 5 из полиэтилена, Корпус этого датчика 6 соединен шарниром с рукояткой 7 и через соединительный кабель 8 - с регистрирующим блоком 9, причем детекторы,подключены к блоку 9 дифференциально.Индикатор уровня работает следующимобразом.Оператор за рукоя гку 7 удерживает датчик плотно на боковой поверхности резервуара и перемещает его сверху вниз или наоборот, Если отметка, сделанная по середине датчика, находится на значительном удалении от уровня, то на регистрирующем блоке 9 показание прибора практически равно нулю, По мере приближения, датчика к уровню контролируемой среды показания прибора на блоке 9 растут и достигают максимального значении, когда оета находится вблизи положения, соответствующего уровню контролируемой среды.На.фиг, 2 приведенц кривые интенсивности счета Й детекторов 1 и 2, симметрично раэнесеннцх от источника, в зависимости от положения источника относительно уровня,Показания прибора регистрирующего блока 9 (фиг, 3) пропорциональны разности между показаниями детектора, Эта кривая вблизи границы раздела сред имеет максимум, сдвинутый на определенную величину относительно положения уровня (ЛЬ). Величина Ь й не меняется при вариации толщины стенки емкости, так как с увеличением толщины стенки лишь падает интенсивность детектируемых оассеяннцх нейтронов, что уменьшает величину максимального разностного значения Л К,Для достижения максимальной чувствительности и точности индикации уровня следует соответственно оптимизировать расстояние между детекторами (удвоенное базовое расстояние) и оценить величину систематической погрешности ( Л и). Длина диффузии тепловых контейнеров в однородной среде обратно пропорциональна ее плотности, Длина замедления быстрых нейтронов зависит от ее начальной энергии, химического состава среды и обратно пропорциональна ее плотности.Длина замедлениями и длина диффузииО связаны соотношением М=Й + Огде М - длина миграции, мера среднего расстояния от точечного источника быстрых нейтронов, на которое перемещаются нейтроны в течение времени жизни, т,е, в процессе замедления и диффузии, пока не поглотятся в ней путем радиационного захвата (или не покинут среду),Результаты испытаний показывают, что оптимальные базовые расстояния для раз личных контролируемых сред обратно пропорциональны плотности этих сред, как и следовало ожидать исходя из закономерностей формирования нейтронных полей в разных средах,Для нефтепродуктов с плотностью 0,5, 0,75 и 1 г/см были получены следующие расчетные значения длины миграции; для нейтронов с начальной энергией 2 Мэв ,калифорний) соответственно 11,4: 8,5 и 5,8 см, а для источника нейтронов с начальной энергией 5 Мэв (полониево-берилиевый) соответственно 15,3; 10,6 и 7,9 см.В экспериментальных исследованиях плотность моделировалась с помощью гранулированного полиэтилена, В каждом случае базовые расстояния оптимизировали по достижечию максимального показания блока 9 на границе раздела (с учетом систематической погрешности - сдвига Л Ь). Были получены оптимизированные 2 базовые рас 1659734стояния со следующими значениями; 10,0, 8,0 и 5,0 см для калифорния 252 и 12,0, 9,0 и 7,0 см для полоний-берилиевого источника.На фиг. 4 экспериментальные переходные кривые получены вблизи границы раэдела сред с разными значениями плотности с соответствующими оптимапьными базовыми расстояниями. Кривая 1 снята на среду плотностью 1,0 г/см и с базовымзрасстоянием источник-детектор 5,0 см. Кри вая 2 соответственно 0,75 г/см и 7,5 см изкривая 3 соответственно 0,5 г/см и 10 см.зИэ графиков видно, что сдвиги Ь и - систематическая погрешность индикатора - находятся примерно в одинаковом соотно-, 15 шении с базовым расстоянием: 1,7/5,0 для кривой 1; 2 5/7,5 для кривой 2 и 3,0/9,0-для 3. Обобщая эти результаты, можно заключить: детекторы медленных нейтронов следует устанавливать на одной вертикали с 20 источником по обе стороны от него на базовом расстоянии, равном 4/5 "длины миграции" быстрых нейтронов в контролируемой1 среде. а систематическая погрешность индикации истинного уровня равна 1/3 значения оптимального базового расстояния. Базовое расстояние подбирать также и экспе риментал ьно, путем достижения максимального показания прибора на границе раздела сред.Формула изобретения Радиоизотопный индиКатор уровня, содержащий источник быстрых нейтронов и подключенный к регистрирующему блоку детектор медленных нейтронов, окруженные за исключением рабочей стороны, замедлителем-отражателем и размещенные в корпусе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения калибровки, введен второй детектор медленных нейтронов, идентичный первому, причем детекторы подключены к регистрирующему блоку дифференциально и размещены симметрично по отношению к источнику быстрых нейтронов с возможностью перемещения друг относительно друга,1659734 0 оставитель А.Курочкинехред М.Моргентал орректор Э.Лончак якто орв каз 1833 Тираж 434 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1