Радиоизотопный уровнемер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсккз

Соцмалксткческкв

Республик

<>951081 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13. 11. 80 (2!) 3004287/18-10 с присоединением заявки М9 (23) Приоритет

Опубликовано 150Ы2.Бюллетень Мо 30

Дата опубликования описания 15 ° 08 ° 82

Р1)М g+ з

G 01 Г 23/28

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

153) УДК .082.7Э(088.8, +Æ4Âå a,е

Г. К. Верещагин, И. Л. Зикеев, A. Л. Минков и В. Н. Рыхляков (72) Авторы, иэобретения! !;

Особое конструкторское бюро технической кибернетттки-,.

Ленинградского политехнического института им. И. И. Калинина (7! ) Заявитель (54) РАДИОИЗОТОПНЫЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к радиоизотопному приборостроению и предназначено для измерения уровня вещества в сосуде.

Известны радиоизотопные уровнемеры, состоящие из источника излучения, помещенного в поплавок, детектора и электронного блока. Принцип действия данных приборов основан на регистрации излучения, изменяющегося при изменении расстояния между неподвижно расположенным детектором и перемещающимся совместно с уровнем вещества — поплавком (13.

К недостаткам этих приборов следует отнести ограниченный диапазон измерения, высокую активность источника излучения при большом диапазоне измерения, зависимость показаний прибора от стабильности канала детектирования, нелинейность шкалы во всем диапазоне измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является радиоизотопный уровнемер, предназначенный для контроля уровня вещества в сосуде. Уровнемер состоит из источника излучения, закрепленного на поплавке, детекторов, устанавливаемых на наружной стенке сосуда и электронного блока, содержащего формирователи и выходной каскад. Точ- ность измерения уровня зависит от

5 количества детекторов (при увеличении количества детекторов возрастает число отдельных уровней, на которых производится измерение, что, при фиксированной высоте сосуда, повышает точность измерения)и их геометрических размеров (чем меньше поперечные размеры ж детектора, тем с большей точностью можно определить расчетное место его расположения на стенке сосуда). Уровнемер обладает !

5 неограниченным диапазоном измерения (2).

Недостатком такого уровнемера является низкая точность измерения уровня при ограниченном количестве детекторов.

Цель изобретения — повышение точности измерения уровня.

Цель достигается тем, что в радиоизотопном уровнемере, содержащем источник излучения с коллиматором, укрепленный на поплавке, детекторы, расположенные равномерно по высоте уровнемера, электронный блок, вклю,чающий в себя формирователи, соединенные с выходами соответствующих

951081 детекторов, и выходной каскад, детекторы выполнены протяженными и расположены порядно параллельно осн пере» мещения источника излучения и смеще" ны относительно друг друга на величину, соответствующую точности изме- 5 рения, а электронный блок выполнен в виде делителей частоты, в количестве, равном количеству детекторов, регистра памяти, дешифратора, преобразователя, генератора, двоичного счет- ð чика н схемы задержки, причем выходы формирователей через делители частоты соединены с соответствующими разрядами регистра памяти, выходы которого через дешифратор соединены с входами преобразователя, выход преобразователя соединен со входом выходного кас" када, выход генератора через двоичный счетчик соединен с управляющим входом регистра памяти, который через схему задержки. соединен с входами установки делителей частоты.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого уровнемера. уровнемер содержит источник излучения с коллиматором 1, укрепленный на поплавке, детекторы 2, электронный блок 3, состоящий иэ формирователей 4, делителей частоты 5, регистра памяти б, дешифратора 7, преобразователя 8, выходного каскада 9, генератора постоянной частоты 10, двоичного счетчика 11 и схемы задержки 12. Выходы детекторов 2 соединены со входами формирователей 4, входящими в электронный блок 3. Выходы формирователей 35 через делители частоты 5.соединены с соответствующими разрядами регистра памяти б, выходы которого через дешифратор 7, преобразователь 8 соединены с выходным каскадом 9, генератор по- 4р стоянной частоты 10 через двоичный счетчик 11 соединен с управляющим входом регистра памяти б и через схему задержки 12 — co входами установки делителей частоты 5. 45 уровнемер работает следующим образом.

Источник излучения с коллиматором

1 испускает поток ) -излучения в небольшой телесный угол, зависящий or требуемой точности измерения уровня.

Поток -излучения воспринимается .детекторами 2, на выходе которых появляется выходной сигнал, величина которого пропорциональна интенсивнос- 5 ти регистрируемого данным детектором излучения. Эти сигналы. поступают на вход электронного блока 5, который преобразует их в требуемый выходной сигнал. Поскольку детекторы 2 расположены в два или несколько рядов и каж- 60 дый детектор сдвинут относительно другого, то при определенном положении источника излучения 1, т.е. при данном уровне вещества в сосуде, в лучок излучения попадают один или 65 несколько детекторов 2. Следовательно, на выходах одного или нескольких детекторов 2 большой выходной сигнал, а на выходах остальных детекторов 2 малый. По этим выходным сигналам в электронном блоке 3 производится оп1 еделение уровня вещества в сосуде получение требуемого выходного сиг нала..Выходные сигналы с детекторов 2 поступают на формирователи 4 и с их выхода — на делители частоты 5. Сигнал имеет высокий уровень, если детектор попадает в пучок излучения ис гочника 1, и низкий уровень, если детектор находится вне зоны пучка излучения. При указанном расположении детекторов 2 высокий уровень сигнала поступает с одного или нескольких детекторов. После окончания измерительного интервала сигнал с вых<:дов делителей частоты 5 переписывается в регистр памяти б по сигналу с двоичного счетчика 11, поступающему на управляющий вход регистра памяти б. Этот же сигнал после задержки в схеме задержки 12 производит установку делителей частоты 5 в исходное состояние, затем начинается следующий измерительный интервал, выходные сигналы с разрядов регистра памяти б поступают на дешифратор

7, где преобразуются в позиционный код, т.е. сигнал на одном из выходов дешифратора 7 имеет один логический уровень, например "1", а на остальных — другой логический уровень, например "0". Выход, на котором появится сигнал ("1"), определяется положением уровня вещества в сосуде.

Сигнал с выхода дешифратора 7 подается на преобразователь 8, в котором осуществляется трансформация входного позиционного кода в требуемый выходной сигнал: двоичный код, постоянное напряжение и т.д. Сигнал с преобразователя 8 подается на выходной каскад 9.

Пример. Детекторы ? расположены в три ряда, их длина 2 = 3 д и каждый детектор сдвинут относительно другого на величину д, т.е. на треть своей длины, причем три детектора позволяют различить пять участков шириной д . На I участке в пучок излучения попадает только первый детектор, на II — первый и второй детекторы, на III — все три детектора, на IV — второй и третий детекторы, на V — только третий детектор. Следующие пять участков д перекрываются другими тремя детекторами. Пос-. кольку в каждый разряд регистра памяти б записывается сигнал с одного из детекторов 2, то код, записанный в регистр памяти б, на I участке

100-0, на участке II — 110-0, на участке III - 1110-0 и т.д.

951081

В предлагаемом радиоизотопном уровнемере детекторы 2 протяженные, т.е. их длина больше, чем погрешность измерения в два или большее число раэ. В качестве таких детекторов можно брать счетчики Гейгера-Мюллера 5

СБМ-18, СБМ-20 и другие. Можно также использовать другие детекторы, кото,.рые удовлетворяют приведенному требованию.

Цифровая часть предлагаемого при- 10 бора может быть выполнена на микросхемах серий 133, 134, 155, 164 и т.д.

Делители частоты 5 и двоичный счетчик

11 могут быть выполнены по любой известной схеме.

Схема задержки 12 представляет собой ждущий мультивибратор. Регистр памяти 6 может быть построен на Дтриггерах. Дешифратор 7 может быть выполнен на схемах И-НЕ, входы которых соединяются с соответствующими

20 разрядами регистра памяти б, количество входов схем И-НЕ определяется ко-: личеством детекторов 2, попадающим в пучок излучения при данном уровне вещества в сосуде.

В рассмотренном примере, когда использованы три ряда сдвинутых детекторов 2, необходимо иметь ".ðåõâõîäные схемы И-НЕ. На входы схем И-НЕ подключаются прямые и инверсные выходы разрядов регистра памяти б, например для второго участка необходимо подключить прямой выход первого и второго разрядов, а также инверсный выход третьего разряда. На выхо- З5 де дешифратора ? получается позиционный код. Такой код может быть неудо. бен для использования, поэтому в состав прибора введен преобразователь 8, который трансформирует входной код 40 в требуемый выходной сигнал: постоянное напряжение, двоичный код, двоично-десятичный код.

В зависимости от требуемого выходного сигнала преобразователь 8 выпол- 45 няется соответствующим. образом. Например, когда выходной сигнал — постоянное напряжение, преобразователь 8 состоит из шифратора, преобра ующего позиционный код в двоично-десятичный и цифро-аналогового преобраэователя.

Схемы этих устройств известны.

Формула иэ обре те ни я

Радиоизотопный уровнемер, содержащий источник излучения с коллиматором, укрепленный на поплавке, детекторы, расположенные по высоте уровнемера, формирователи, соединенные с выходами соответствующих детекторов, и электронный блок, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения уровня, детекторы выполнены протяженными и расположены порядно параллельно оси перемещения источника излучения и смещены относительно друг друга на величину, соответствующую точности измерения, а электронный блок выполнен в виде делителей частоты в количестве, равном количеству детекторов, регистра памяти,,дешифратора, преобразователя, генератора, двоичного счетчика и схемы задержки, причем выходы формировате-. лей через делители частоты соединены с соответствующими разрядами регистра памяти, выходы которого через дешифратор соединены с входами преобразователя, выход преобразователя соединен с входом выходного каскада, выход генератора через двоичный счетчик соединен с управляют входом регистра памяти, который через схему задержки соединен с входами установки делителей частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рудановский A. A., Крез Д. П.

Радиоиэотопные методы контроля и измерения уровней, М., Атомиздат, 1967. с. 19.

2. Пугачев A. В., Сахаров Э. B.

Справочник по радиоизотопной автоматике. M. "Энергия", 1974, с. 174 (прототип).

951081

Составитель Т. Иноземцева

Редактор A. Гулько Техред Ж.Кастелевич Корректор С. Оекмар

Подписное

Заказ 5931/44 Тираж 673

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Радиоизотопный уровнемер Радиоизотопный уровнемер Радиоизотопный уровнемер Радиоизотопный уровнемер 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для измерения уровня жидкости путем измерений гамма-излучения и может быть использовано для контроля уровня излучающих сред в емкости, в частности для контроля заполнения бидонов стеклоплавом

Изобретение относится к уровнемерам и может быть использовано для контроля уровня излучающих жидких сред в сменных емкостях, устанавливаемых на место заполнения посредством механизма их вертикального перемещения, в частности для контроля заполнения бидонов стеклоплавом на электрической печи остекловывания отходов радиохимического производства

Изобретение относится к радиометрическим приборам и может быть использовано для измерения физических параметров, например уровня или плотности жидкости

Изобретение относится к радиометрическому измерительному прибору с радиоактивным излучателем и детектором для регистрации образующейся в месте расположения детектора интенсивности излучения

Изобретение относится к технике измерения уровня жидкости в сосудах и может быть использовано в различных отраслях промышленности
Наверх