核水平测量

核(伽马)液位测量技术已经有效地应用于液体和固体测量超过30年。典型的系统由伽玛射线源、探测器和微处理器组成。伽马源通常安装在容器外部，并通过壁和内容物发射能量，对准安装在另一侧的探测器。发射的伽马能量到达探测器时，容器是空的。随着容器中工艺液位的升高，到达探测器的能量将与液位成反比关系减少。计算机处理探测器信号，并将过程变量以4- 20ma模拟或数字现场总线信号传输。

Gamma技术对用户来说是一个有吸引力的选择，因为它通常可以安装在储罐或容器的外部，无需修改储罐或中断过程即可进行安装和维护。对于加压或奇异合金容器，这可能是一个主要的优势，因为增加开口来容纳传感器可能不实际。

多个伽马传感器，安装在坦克外，有助于通过坦克壁上的积聚，以获得真实的水平读数。

伽马传感器的能力使其特别适合于其他技术难以应用的应用:

• 固体或液体含量不是一个因素;

• 对内阻免疫的;

• 工艺温度范围广;

• 化学特性不严重;

• 不受湍流、流量变化影响;而且,

• 通过薄雾，泡沫和重蒸汽密度读取。

雷达、超声波和压差等技术都在一定程度上受到泡沫或气体密度变化的影响，从而在临界液位测量中产生误差。gamma系统可以通过增加一个与处理器耦合的第二点检测器来轻松而经济地补偿这些影响。这在外部安装的源图形中进行了说明。上部传感器提供了一个通过空气空间的参考光束，提供了内部密度变化的精确图像，这可能会影响实际液位读数。信号处理器内置的自动校准功能使系统能够消除容器壁上任何积聚的影响，从而提供过程的真实液位测量。

较低的放射性要求

基于伽马的技术仍然需要许可证，然而，随着必要辐射水平的下降，对工厂和人员的安全要求已变得不那么严格。

历史上，探测器技术由Geiger-Müller管或离子室组成，需要高能伽马源才能工作。这些辐射源是有问题的，因为它们需要专门的许可证和安全防范措施。近年来，随着碘化钠(NaI)和塑料(PVT)晶体等闪烁材料的使用，探测器的灵敏度急剧提高。这些材料的缺点是刚性、重量大，且单个长度限制在15英尺(4.6米)以内，但是，新型柔性探测器技术采用了轻质闪烁填充流体或包裹在液密装甲护套中的光纤束，克服了这些问题。探测器的灵活性使其能够围绕水平或球形容器或空间有限的容器部分进行轮廓测量，确保在所需的测量范围内完全覆盖。

闪烁填充流体传感器的最高温度为80

探测器灵敏度的这些改进导致了RLL(低辐射)源设计的引入，这种设计使用的同位素活度仅为使用老式传感器进行相同测量所需的一小部分。以前需要铯137或钴60源的装置现在可以在活动水平降低90%以上的情况下运行，并且仍然具有更高的精度和可重复性，同时保持15年的平均工作寿命。RLL技术使用了总共0.033 GBq的铯源，相比之下，一些传统的密度伽马计使用了活动百倍的源来进行相同的测量。在某些情况下，这些RLL源不需要有许可证的个人来安装、委托或移动它们。持续的维护成本也较低，因为RLL不需要检查快门。

对于复杂的应用

对于传统技术来说具有挑战性的复杂水平测量，伽马计可以轻松经济地进行。例如，当同一容器中有多个相产物时，如何确定密度剖面和水平?在移动界面图形中所示的设备描述了一个由低能伽马发射源、探测器、缩回机构和微处理器组成的系统。源和探测器的安装取决于容器的形状和尺寸。图示显示源和探测器都安装在密封井的容器中。

移动源/传感器组合可以检测和测量容器中任意数量的分层产品。

源和检测器在各自的井中通过密度相串联上升和下降。γ能量的衰减与密度成反比;因此，当源和检测器在流程层中移动时，检测器输出将相应地改变。探测器将伽马能量转换为电信号，电信号被传递给微处理器，通过专有算法计算出实际密度。

通过使用非接触技术，没有任何组件被浸湿，使其成为恶劣条件下的理想工艺，如高温、高压、腐蚀性、磨蚀性或有毒产品。通常，测量可重复到的过程密度

虽然从历史和传统上看，γ水平传感器可能被认为是一种只有在其他所有技术都失败时才会使用的技术，但目前的产品设计产品使其更有吸引力，更容易在各种主流应用中使用。

作者信息

Drew Cheshire是罗南测量部门的总经理。联络他的地址是dcheshire@ronanmeasure.com．

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