Berøringsfri måling med radiometrisk måling niveau- og densitetsmåling INSA 1 / 14

Måleprincip 1 4 Niveau switch (1) Kontinuert niveau (2) Densitet og koncentration (3) Interface (4) 2 3 INSA 2 / 14

Fordele ved radiometriske målinger Stor driftsikkerhed og pålidelighed Berøringsløs måling Minimal vedligeholdelse Stor gentagelsesnøjagtighed Ingen bevægelige dele INSA 3 / 14

Fordele ved radiometriske målinger Uafhængig af ændringer i produktet Anvendelig under barske driftsbetingelser Ingen indgriben i eller ombygning af eksisterende systemer INSA 4 / 14

Ulemper ved radiometriske målinger Er det farligt? Papirarbejde ved tilladelse 1 eller 2-årige eftersyn Anskaffelsesprisen INSA 5 / 14

Fakta om kilder Cæsium 137 Cobalt 60 Halveringstid 33 år 5,6 år Energi (kev) 660 1330 Stål halveringsværdi 12,7 mm 25,4 mm Vand halveringsværdi 95 mm 190 mm Nødvendig aktivitet for 1 mr felt på 3 m Feltstyrke på 3 m fra en kilde på 10 mci 30 mci 7 mci 0,35 mr/t 1,4 mr/t INSA 6 / 14

Physic fundamentals INSA 7 / 14

Arbejde med kilder Tre principper gælder for arbejdet med kilder. Afstand Tid Afskærmning INSA 10 / 14

Afstand Feltets intensitet ændres med kvadratet på afstanden. Kuglens areal A = 4πr 2 1,0 mr/hr ved 200 mm 0,25 mr/hr ved 400 mm 0,11 mr/hr ved 600 mm INSA 11 / 14

Afstand 1 lille kilde på 1 mci udsender i en meters afstand 0,003 msv/h. Flyttes den med hånden bliver dosishastighed på fingrene (1m/1cm)^2 = 10000 gange større 30 Sv/h. En pincet på bare 10 cm vil reducere dette med en faktor 100. Berør aldrig radioaktive strålekilder direkte!! INSA 12 / 14

Tid Det er den akkumulerede dosis der er farlig. Begræns tiden omkring kilden, og arbejdet med den til et minimum. INSA 13 / 14

Afskærmning En kilde dæmpes med afskærmning. Halveringstykkelser for Cs137.: Bly: 0,8 cm. Beton: 4,8 cm. Stål: 2,9 cm. Tiendedelstykkelser: Bly: 2,4 cm. Beton: 15,7 cm. Stål: 7,2 cm. Tag aldrig kilden ud af kildeholderen!! INSA 14 / 14

Den radioaktive kilde INSA 15 / 14

Strålingsteori Kildeholderen afskærmer strålingen. En blændemekanisme anvendes til retningsstyring af strålerne. INSA 16 / 14

Kildekapsel design Kildeindkapsling: Keramisk pille tilført radioaktivt væske Keramisk pille er forseglet inde i to rustfri stål kapsler Hver kapsel er svejst sammen for at forsegle materialet To forskellige isotoper bliver brugt: Cæsium Cs-137 Cobolt Co-60 INSA 17 / 14

Kildekapsel design INSA 18 / 14

Radiometriske detektorer INSA 19 / 14

Detektor design - I detektoren er der en scintillator (lysleder) og en elektronik. - I elektronikken er der en fotomultiplikator - Fotomultiplikatoren omdanner lysglimt dannet i scintillatoren til elektriske impulser INSA 20 / 14

Detektor design Funktionsprincip for fotomultiplikator Den radioaktive stråling danner et lysglimt Lysglimtet frigiver elektroner i fotokatoden (fotoelektrisk effekt) Elektronerne bliver mangedoblet som en sneboldeffekt i fotomultiplikatoren Til sidst rammer elektronerne en anode Herved genereres et spændingsfald, som er udgangssignalet INSA 21 / 14

Kontinuerlige systemer INSA 22 / 14

Niveauparametre Måleområde. Beholder dimensioner. Godstykkelse. Isoleringstype og -tykkelse. Afstand fra kilde til detektor. Mediet (densitet) INSA 23 / 14

Power Industry: Urea Stripper (Econolizer) INSA 24 / 14

Refining Industry: Vacuum Tower Bottom INSA 25 / 14

Niveauswitch Følsom > 1 µsv/h Hurtig typisk < 1 sek. DTM baseret opsætning SIL2 INSA 26 / 14

Densitetsmåling INSA 27 / 14

Måleprincip densitet 1.000 kg/m 3 Lav densitet: Høj stråling trænger igennem til detektoren 1.300 kg/m 3 Høj densitet: Lav stråling trænger igennem til detektoren INSA 28 / 14

Densitetsparametre Rør-inderdiameter. Rør-vægtykkelse. Rør-materiale. Isoleringstype og -tykkelse. Målområde:Minimum og maksimum densitet INSA 29 / 14

Applikationseksempel densitet Afsvovling af røggas Kulfyrede kraftværker skal begrænse svovludslippet Kalkopløsning binder svovl Koncentrationen af kalkopløsningen måles ved hjælp af densitetsmåling Kalkopløsningen er meget agressiv INSA 30 / 14

Slamsugning INSA 31 / 14

Berøringsløse båndvægte INSA 32 / 14

Berøringsløse båndvægte Måler masseflow på f.eks. båndtransportøre, transportsnegle etc. INSA 33 / 14

Gammabaseret båndvejning Målingen er baseret på en gammakilde og en detektor til at detektere gammastrålingen. Materiale imellem kilde og detektor dæmper den stråling som når igennem til detektoren. INSA 34 / 14

Funktionsprincip Med lille mængde materiale trænger strålingen let igennem til detektoren. INSA 35 / 14

Med større mængde materiale trænger mindre stråling igennem til detektoren. Funktionsprincip Eller ved større densitet trænger mindre stråling igennem til detektoren. På den måde detekteres kg/meter på båndet. Når dette ganges med båndhastigheden fås en vejning i f.eks. tons/time INSA 36 / 14

INSA 37 / 14

INSA 38 / 14