文档介绍：该【料位测量装置的制作方法 】是由【421989820】上传分享，文档一共【11】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【料位测量装置的制作方法 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。料位测量装置的制作方法
专利名称:料位测量装置的制作方法
本发明涉及测量重直容器内玻璃化高放射性废物料位的装置。
建议利用测量中子和/或γ射线来无损测定例如在盛料器内玻璃化高放射性废物的装料位,在采用中子测量时,不仅要考虑一种主动的(应用一个外部中子源),而且还要考虑一种被动的测量。因为,主动测量需要使用一个中子源,但是这种中子源不总是随手可得,而且测量费用相当昂贵,因此此种方法不宜选用。
已经得出对高放射性废物的分析结果,仅是由锔Cm-244的自发型变每个立方米低浓缩铀废物浓缩物在一秒内产生的中子辐射为14-22n/Cm3·sec由于装料时使用对燃料和套管溶解的液体酸,使低浓缩铀废物浓缩物含有直至每升10克的***含量,***进入玻璃内。这种玻璃还含有重量百分比为13%的硼(硅酸硼玻璃)。由此,在玻璃内由元素***和硼的(α-n)反应所产生的中子引起的中子辐射占优势,含有低浓缩铀废物浓缩物的玻璃加料约每公斤玻璃为1升,相应于约170克氧化物。
首先,在玻璃内终于产生大于200n/Cm3·sec的总中子辐射,对此根据经验,在使用灵敏度为ε=1cps/nv的中子探测器情况下,在盛料器的表面上的计数率可高达500cps。
因为对于料位测定需要一个高的位置分辨率(~2Cm),所以需要一种容积大的测量结构,实验室研究表明,需要40Cm壁厚的PE屏蔽,以便取得高的信号-本底比和使计数率明显提高。由此,也可排除采用被动的中子测量。
本发明所依据的任务是提出一种装置,用该装置使得对高放射性废物或其它不允许接近的材料,通过自动的以及遥控的操作进行可靠的料位测定。
该任务的解决方案由权利要求
1的特征来描述。该装置的特征是a)探测系统(3)至少具有两个γ探测器(9,10),b)在屏蔽(12,13)内,设置了与容器(1)可对准的准直器孔(14,19;15,20),c)准直器孔相对于容器(1)的垂直方向(16)在一定的位置距离内是可调的。
其他的权利要求
给出本发明有益的实施例。
按照本发明选用被动的γ射线测量来测定盛料器内玻璃化的高放射性废物的料位。这种测定的特色是结构简单,位置分辩率高。
探测系统安装在一个托板上,并能把他带到处于测量位置的盛料器附近,探测系统例如由两个盖革计数管和球形的作为准直器的铅屏蔽(半径12cm)组成。在水平面内两个盖革计数管的距离,例如约为15cm(他们与中心轴呈对称),所以在注入玻璃料时,不会产生明显的信号提高,也不影响位置的变化。探测器的高度距离,典型的是约
15cm,所以盛料器的整个上半部能观测到。在准直器孔之前用铅滤片能使探测位置的γ剂量成为最佳。为了取得足够大的玻璃比放射性(>Ci/L),通过在准直器孔之前加上具有较小窄缝高度的准直器能够提高位置分辨率。
计数率,在装料位置盛料器没有装料时予以测量,随着盛料器的装料他可以提高1000倍,所以可以给出一个好的信号/本底比。采用盛料器垂直加料方法,能使位置分辨率和定位成为最佳。
按本发明的γ测量系统允许对装料过程能清楚地观察。利用下测量通道,观测盛料器的上半部情况,并能予先了解装料过程的故障。利用上测量通道,在正常操作情况下,可以确定装料过程的终止,以及观察到无玻璃流体供应的情况。
将秤和γ测量系统的测量数据进行比较作出校正曲线。通过附加准直器精确确定,在放射性变化为因子2时,玻璃流本身断开(=175Kg)。
在正常操作时,三个值(秤,下测量通道,上测量通道)必须保持在一定的测量误差范围内。如果两个由γ测量得到的值保持一致,而秤的示值出现偏差,那么秤就出现故障。借助γ测量能较为安全地终止装料过程。因为γ测量系统具有两个独立的测量通道,所以提供了一种附加的检查。
在一个较大的时间范围内进行的测试和试验表明,结构紧凑的
γ测量系统能可靠地指示出断开加玻璃流体的装料高度,并能排除盛料器的过度装料。
为了能使熟练工操作,需要对测量电子学系统简化。计数率(绝对值)的显示以及微处理机参数的控制,通过装在控制面板上的装置(例如显示,选择开关等)以及具有微型控制键的键钮来实现,控制装置要连接到V24接口上,以便取得内容丰富的数据资料。
一种自动校正,这种校正尤其是对下测量通道是有用的,他能通过同时考虑到触发信号情况下进行程序变动来实现,因此,放射性起伏不再起作用。在这种情况下,两个测量通道的计数率比V=ZR1/ZR2与放射性变化没有依赖关系。在装料高度为70-80cm范围内,存在着明显的函数关系V=f(h)。
下面将借助图1-4,结合实施例来对发明作详细的说明。
图1表示测量装置的设置,在靠近盛料器1,朝向炉室2的上方,装有探测系统3,测量电子学装置(见图3)位于室5的外部,靠近秤4的显示装置。
图1作为垂直视图,图2作为水平视图分别表示装置的结构,探测系统3支撑在托板6上,能把他带到靠近盛料器的测量位置如图所示,可摆动到离盛料车移动范围以外。通过两个带有中间活接8的支承臂7,7′(曲柄杠杆接头),探测器9,10能沿盛料器中心的方向运动。所以能使探测器与盛料器的距离作任意变动。高度变化通过心轴11来实现。
两个探测器9和10(盖革计数管)被安置在具有长为4cm的圆柱形中间件的,半径为12cm的铅球12、13内(屏蔽铅球),选择这种形式是因为他们具有最佳的屏蔽重量。装入的准直器窄缝14,15是非对称固定,所以探测器9、10向下(垂线16)方向的视场19、20受到精确的限制,允许朝上有一个较大视角的倾斜。在水平面内具有相互之间距离为15cm的探测器9、10在40cm距离内可探测到一个△h=,△b=(中等几何宽)的范围。这种视场19、20以盛料器1的中心或对称轴(垂线16)来表示(见图2)。由此,注入的玻璃料不产生附加的信号,并且盛料器1的位置变动不引起明显的信号变化。
两个探测器9,10相互之间的高度距离约为15cm,这种调节选择成,使在正常操作时,上探测器9可观察玻璃流体供应中断时的装料高度。用下面的探测器10可以观察在盛料器上半部内的装料过程(玻璃出料口22,出料口支撑23)。在出现故障情况下,即装料速度高达300kg/h(=)时,事先终止装料过程。
对于较高的玻璃比放射性(>Cj/L),利用铅滤片17,18来减小探测器位置的剂量。上测量通道14测定玻璃供应中断的高度,在该通道能安装一个带有小的窄缝高度(6mm)的附加准直器;所以位置分辨率取得实质性的改善。
,主要的放射源为具有约为
,γ辐射能量约为662KeV。在忽略不计玻璃21内的自身对γ吸收情况下,对一个10-3的空间立体角,在探测器9/。为此,应用一个约500CPS计数率的微型盖革计数管已够了。
采用四周为10cm厚的铅准直器,取得与料位成函数关系的校正曲线以及一个高的位置分辩率。探测器9,10通过准直器窄缝14,15观察到盛料器1的周边(见图2)。
图3表示测量电子学的示意图,两个具有下述灵敏度的盖革计数管用作为探测器9,,ε=103400CPS/SiV(钴60),ε=95100CPS/SiV(钴60)。
第1个结构组件24,其作为分离的单元,包括高压电源(550V)前置放大器和鉴频器()。
靠近结构组件24,其内部把用于带有微处理机25的前置放大控制和鉴频器控制极限值调节的控制器(电流电平26用于中心计算机27;电压电平28用于自动记录仪29)以及两个计数率直至5KHz的计数输入予以连接。通过一个V24接口30实现调节和数据应答。
为进行测试系统的校正操作,鉴频器信号经脉冲形成器,给与计算机自动测量和控制标定器31(CAMAC·Scaler),该信号由一台台式计算机32控制,并读出数据(打印机33),对于正常的操作,4-20mA之间的电流信号是足够的,这种信号由一个相应的
EPROM-软件进行控制,并把它输入中心计算机27。
微处理机25对一个预定时间间隔△t内的脉冲进行累加,这种计数率ZR通过V24接口能得到应答和打成文件。
在0-10V之间的电压信号28和4-20mA之间的电流信号26是正比于计数率,信号的大小能在V24接口30上输入一个比例因子F来改变。
电流信号26被输到中心计算机27,由中心计算机,把秤4(图1)的重量显示与电流值(探测器9,10)作比较,得到按照图4的在工作位置上的校正曲线34和35。在观测台的阴极屏上把三个重量显示值(秤,下测量通道10,上测量通道9)进行比较。如果由下通道显示出重量为160Kg,则给出一个极警的极警信号,如从上测量通道显示出重量为170Kg,发出玻璃流体22供应需中断的警号信号。
为对玻璃21可能有的因子为2放射性增加时,对探测器9,10进行防护和正常的数据收集,应该在准直器孔的前部放置铅滤片17,18。下测量通道(10,15,20)的最大计数率为2000CPS,上测量通道(9,14,19)的最大计数率为1500CPS。
在进料开始时,5Kg的重量相应于盛料器1加在出料短管23上的压紧力。在加料过程结束时,加料量和秤4的显示值之间的差,由增加的压紧力来表示。
在进料过程开始时,计数率是很低的,随着加料高度的提高,即随着重量的增加,到达探测器
10的散射射线愈来愈多,在下测量通道内从135Kg开始明显的上升,这意味着将看到探测器10的液体镜面。在160Kg之后,超过了观测窗的上限,同样的过程也能用于上测量观测通道9。在达到终止重量时,在这种情况下,还可看到上探测器9的液体镜面。数据的比较结果表示一种良好的测量重复性。
根据散射范围(Bandbreite)的大小,并假定玻璃21的放射性不发生变化,因此由计数率能够精确地求得对下测量通道10在135-155Kg范围内,以及对上测量通道9在153-180Kg范围内精度为2Kg的重量测定。在观测窗外面,计数率对重量只有很微小的依赖关系,所以使测量精度变差。
用下测量通道10观察盛料器1的上部区域,上测量通道9能用于对加料过程中断的观察。
如果玻璃21的放射性发生变化,则必需测量一个新的校正曲线(图4),以便使计数率与重量之间有一个正确的分布关系。
测量时间和校正因子的调节通过V24接口30来实现(图3)。为了取得一种高的电流信号的分辨,校正因子应选择成,最大的计数率相当于16mA的电流,应该不采用到20mA的安全距离,使在较小的放射性变化时避免一次微处理机25新的调整。为了爱惜探测器9、10,在盛料器1加料完毕时需要断开高压。
如果打算对探测器9或10的位置进行变动,或者其它的变动,如更换铅滤片,或者重新调整测量电子学设备,则需要作一个新的校正曲线34,以及35(按图4),由相应的曲线的曲率来选择工作位置,因为在工作区之间可以作一种线性的内插法测量。
在比放射性发生变化时,同样也需要重新作一个新的校正曲线。
在正常操作情况下,三个值(秤,下测量通道,上测量通道)必须要保持在测量误差范围内,如不一致,;其与秤4表示出共同的偏差。如果在120-170Kg范围内,所有三个测量通道中的一个,允许作出一个好的重量测定,该值与γ测量一致,所以仅仅秤4存在误差。
,在这种情况下,表示在另一个测量通道内存在故障(探测器9,10,测量电子学,失调,校正发生变化等)。
,两个γ测量通道可能为情况2,一种放射性的变化起着相同的作用。在放射性增强时,使两个γ值超过秤4的值或者情况相反。
在发生大的变动时,一种是提供大的电流信号I>19mA,以及另一种是小的电流信号,Imax<6mA。对此,微处理机25必需重新调整和/或需要更换铅滤片17,18。
权利要求
,其特征是a)探测系统(3)至少具有两个γ探测器(9,10),b)在屏蔽(12,13)内设置了与容器(1)可对准的准直器孔(14,19;15,20),c)准直器孔相对于容器(1)的垂直方向(16)在一定的位置距离内是可调的。
1的装置,其特征是γ探测器(9,10)连同它的屏蔽(12,13)设置在一个支承臂(7,8,7′)上,该支承臂是可以移动的。
1或2的装置,其特征是两个γ探测器(9,10)在垂直方向(16)彼此成一定距离设置。
1或2或3中任意一项权利要求
所述的装置,其特征是准直器孔(14,19;15,20)取向成,用下面的探测器(10)使容器(1)上半部的料位是可观测的。用上面的探测器(9)可确定投料过程的结束。
1或2至4中任一项权利要求
所述的装置,其特征是在准直器孔(14,15)之前安装滤片(17,18)。