料位计说明书.docx

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料位计说明书

一﹑概述

γ射线料位计依据射线穿过物质时的衰减原理，对密闭容器内、或开放场所里的料位转变进行持续测量。

γ射线料位计的测量是非接触式的。

无需在被测设备上开孔、打眼、进行改造，安装十分方便。

投入利用以后，大体不需要保护。

专门适用于常规仪表不能利用的场所，如高温、高压、强侵蚀、剧毒、多粉尘等恶劣环境。

HZ－5203B型微机γ射线料位计，采纳单片机系统处置信号，能够适应各类形状的被测容器，线性化更好，测量精度更高，利用更靠得住。

标定进程简单、易行。

能够适用于模拟式同位素仪表不能适用的场所。

二、要紧技术指标

测量量程：

0－5000mm

测量精度：

≤3％满量程

环境温度：

－20－60℃（探测器）；0－50℃（主机）

防爆品级：

ExdⅡCT5

输出信号：

4位数码料位显示；光柱料位模拟指示；

0－10mA或4－20mA标准电流输出；

2路继电器越限报警输出。

三、测量原理

γ射线料位计的测量原理是，当γ射线穿过被测物质时，其强度随吸收物质的厚度（或高度）作指数规律的转变：

I=I0e-μρd

式中，I0是未经被测物料衰减时测到的射线信号，

　　　　　I是通过被测物料衰减以后测到的射线信号,

μ是被测物料对射线的质量吸收系数，

ρ是被测物料的密度，

d是射线穿过被测物料的距离。

关于确信的测量对象，I0和μ、ρ都是不变的常量，因此通过测量I，就能够取得射线穿过被测物料的距离d。

图1是典型测量方式：

图1

放射源和探测器别离安装在被测设备双侧的设定地址（依照不同情形，放射源或探测器也可置于被测设备里面，或安装于设备的上下方）。

当待测物料高度发生转变时，在探测器一方，抵达它的射线强度就会随之转变。

探测器的要紧组成部份是闪烁晶体、光电倍增管、高压电路、前放电路。

进入探测器里的γ射线被闪烁晶体接收，将它转换成微弱的闪烁光子，再由光电倍增管将它转换成电流脉冲信号，送给前放电路处置（放大、甄别、整形）。

高压电路负责提供光电倍增管工作所必需的直流高压，范围一样在800－1300V。

探测器出来的电脉冲信号经专用电缆送到主机，由主机进行处置，最后给出对应于料位转变的显示信号或标准电流输出信号。

它的原理框圈如图2。

四、适用对象

HZ－5203B型微机γ射线料位计，由于利用了单片机，能够对被测信号大范围地进行线性化处置；也可由一个转换器别离带l～3只探测器，进行大范围的测量。

和模拟式料位计相较，适用的对象大大扩展，可用于许多模拟式料位计不能利用的场所。

典型的测量方式已如图1所示，采纳单点源、单探测器安装方式，可知足量程从数毫米到数百毫米（具体与被测设备的构造有关）范围之间的料位测量。

关于测量范围较大的料位转变（如从数百毫米到1000毫米之间），可采纳两点源或多点源、一个探测器的测量方式，安装如图3所示。

关于测量范围更大的料位转变（如从1000毫米到3000毫米），可采纳多点源、三探测器的测量方式，安装如图4所示。

　　　　图3图4

关于变截面容器里的料位转变，也可进行测量，其安装方式如图5所示。

图5

五、安装及利用

本仪表在安装时，主机安装于仪表室里，探测器部份和放射源部份安装在被测设备双侧，主机和探测器之间用专用电缆连接，最远传输距离500米。

一、主机的安装

料位计的主机有盘装式和壁挂式。

盘装式的盘面开孔尺寸：

139×91mm；外形尺寸：

144（宽）×96（高）×400mm（长）。

前面板布置如图6所示。

图　６

其中，数码显示管在测量状态下用来显示料位的具体高度，能够是绝对高度，也可出是相对高度；在标定、查验状态下，数码显示管用来显示各个项序号及其参数值。

四个指示灯中，数码管左侧的两个，当仪表处于测量状态时，“测量”指示灯亮，当仪表处于标定、查验状态时，“标检”指示灯亮。

数码管右边的两个指示灯中，当料位超出上限或低于下限时，“越限”指示灯亮，当显现标定参数设置错误等故障时，“故障”指示灯亮（详见附录2）。

底下的一排光柱可依照百分比模拟指示料位的位置，有此设置，现场无需再配色带指示仪一类的显示仪表。

后面板的接线布置如图7所示。

图　７

其中标准电流的输出，可设置为0－10mA或4－20mA（设置方式可参考附录1），带负载能力为0-380欧姆。

两组报警接点，可设置为常开，依照需要也可设置为常闭。

连向探测器的六个端子中，+15V、-15V供给探测器的工作电源，GY操纵探测器中的高压高低，CK是将探测器中的高压经分压后反馈回来，用来监测和调控高压，X是从探测器里传输来的测量信号。

壁挂式主机的外形尺寸：

220（宽）×320（高）×110mm（厚），如图８所示。

图８：

壁挂式主机外形尺寸图

二、探测器与放射源的安装

一样情形下，被测设备大体可分为两种有代表性的形状：

立式和卧式。

探测器与放射源的安装方式视被测设备的形状，可参照图9、图10两种安装图：

图8立式容器安装示用意

图10卧式容器安装示用意

放射源的安装

放射源容器的结构如图11。

容器外层为钢壳，里面为铸铅，中心有一根不锈钢管，放射源均匀散布在不锈钢管内。

在放射源容器的侧表面，有一道扇形开口，开口处装有铅制闸板。

在仪表未投入利用之前的运输、寄存、安装进程中，铅闸板一直装于容器之上，使放射源处在完全的密封状态下。

当仪表安装到设备上时，应将铅闸板抽掉，仪表才能正常利用和标定。

图11

放射源容器底部有4个螺孔，通过螺栓固定在支架上。

因被测对象条件的不同，决定了放射源的活度及其容器直径不同，因此底座螺孔间距无法统一，须随具体测量条件而定。

放射源在安装时应将容器的扇形开口朝向被测设备，对准对面的探测器安装。

取闸板时，先卸下闸板上的固定螺丝，然后将闸板向外拉出。

取下的闸板应妥帖保管，在以后设备检修或搬运放射源时，应该将铅闸板再装到容器上，以达到关闭放射源的目的。

放射源容器和闸板均为铅浇铸，重量较大，搬运和安装时应注意平安，以避免砸伤人。

探测器的安装：

探测器外形如图12所示。

探测器防爆品级为：

ExdⅡCT5。

探测器能够水平安装，也能够竖直安装。

竖直安装时，最好使法兰盖一端朝下，以幸免进水。

出厂时探测器自带一小连接架，与现场制作的探测器支架连接，用螺栓将二者连接在一路。

图12探测器外形示意

探测器自带连接架的底座尺寸。

外形尺寸：

80×80mm，上开4个φ8的孔，孔间距60mm，探测器安装时既可采纳支架方式，也可采纳U型抱箍固定于φ50左右的钢管上。

也可采纳其它安装方式，只需将探测器固定在相应的测量位置即可。

特殊情形下的放射源安装：

对一些直径和壁厚过大的设备，由于需穿透的壁厚和照射距离过大，外置放射源的方式已无法有效进行测量；这时需要在设备上伸进一个盲管，将放射源内置进盲管中，如图13所示。

图13内置放射源的测量示意

这种内置放射源的测量方式，放射源容器固定在设备外部。

测量时通过手柄将放射源（固定在不锈钢管内）推动盲管内；遇有设备检修或其它需要搬移开放射源的情形时，通过手柄将放射源拉出，置于放射源容器内，放射源便处在完全的密封状态下，进而进行相关操作。

采纳内置方式可减低利用放射源的强度，减低本钱。

3、探测器内部结构、主机与探测器间专用电缆的连接方式

图14探测器内部结构剖面示用意

1：

橡胶垫圈2：

晶体3：

晶体罩

4：

光电倍增管5：

光电倍增管外筒6：

分压器

7：

前放、高压板8：

接线柱9：

紧固螺钉

10：

探测器盖11：

密封橡胶垫12：

金属垫片

13：

专用电缆14：

电缆压紧螺母

说明：

晶体和光电倍增管为易碎品，发货时单独包装，需到现场再安装。

安装时晶体的玻璃面应朝向光电倍增管；正常的光电倍增管端面为茶褐色，安装时应与晶体的玻璃面紧密接触。

探测器与主机之间用六芯屏蔽电缆连接，电缆外径为8-10mm。

探测器接线时，打开探测器盖，将电缆按图１5所示的顺序穿入接线腔，在接线腔，电缆不要伸出太长，以避免接线腔放不下。

屏蔽层处置好，使其不要碰着接线柱。

电缆穿入后，按顺序装入密封垫，拧紧压紧螺母，保证探测器完全密封。

必要时，除用上述方式外，还应采取一些别的方法密封探测器盖。

图１5：

　电缆引入顺序

探测器和主机之间的接线如图16所示。

图16主机与探测器之间接线图

4、操纵回路接线

本仪表标准电流信号输出为有源输出，因此在仪表电流输出与运算机或PLC等外接设备连接时，要求外接设备的输入端口为无源输入。

详细操纵回路接线如图17所示。

图18

本仪表一经设置与标定（具体的设置与标定方式见附录1），即可投入利用。

正常利用进程中，假设遇断电情形，再送电时仪表可自动进入工作状态，不必人为干与。

主机部份标定设置的参数给定以后，不得随意乱动，以避免造成系统不能正常工作。

探测器里的光电倍增管及闪烁晶体，属珍贵周密器件，安装拆卸时要轻拿轻放。

正常利历时要幸免人为撞击探测器，避免重物掉落其上。

因检修需要打开探测器时，必需先关断电源。

本仪表内置射源衰减补偿功能，无需人为进行校正。

六、放射源的平安利用

一、本仪表利用的放射源，出厂前经有关职能部门检测，容器表面及对周围环境的辐射剂量，符合国家规定的平安标准。

二、用户购进含放射性同位素的仪表时，应事前向所在地环保部门办理准购批件。

3、放射源的利用应遵循国标GB4792及国务院449号令《放射性同位素与射线装置平安和防护条例》的有关规定。

4、放射源应设有专职人员治理，严格收发手续，避免过失和丢出事故。

五、废弃不用的放射源，应依照规定由专门机构进行处置，用户不得随意处置或抛弃。

七、订货

一、定货时，用户须填写《HZ－5203B型微机γ射线料位计应用条件咨询单》中所列的各项条件（见附录3），以便厂家进行放射源的设计和专用电缆的配备。

二、本仪表全套部件包括：

放射源及其屏蔽容器，探测器，主机，专用电缆。

用户可全套定货，也可定购单个部件或零配件。

附录一、设置与标定

拉出表芯，在主电路板上，有四个按键，别离是MOD键、CRW键、INC键、DEC键，位置如图19所示。

图19

MOD键：

仪表共有两个状态：

测量态和标定、查验态。

MOD键用作这两个状态之间的转换。

将仪表置为测量状态时，4位数码管显示测到的料位高度，此状态时无需进行按键操作。

当置为标定、查验状态时，可通过CRW键（检查、读、写）、INC键（增加）、DEC键（减小）的配合利用，对各项序号下的参数值进行写入、读出和检查。

操作时，各个项序号及其参数值都通过面板上的4位数码管显示。

CRW键：

用作各项号下参数值的写入、读出和检查。

刚进入标定、查验状态时，4位数码管的前两位，会显示出项序号10，后两位灭灯。

通过压INC键，可使项序号依次增加。

在选定的项序号下，假设要观看该项号下的参数值，压一下CRW键，4位数码管就会显示出该参数值，供用户“读出和检查”，假设该参数值不需改动，或是检查完毕，可再压一下CRW键，返回项序号的显示；假设需要改动该参数值，可压INC键增大其值或DEC键减小其值，然后再压CRW键返回项序号的显示。

改动后的参数值会取代原先的数值“写入”EEROM中去，作为尔后新的参数值。

返回项序号的显示以后，压INC键增加、或压DEC键减小，抵达别的项序号下，再压CRW键，去“读出和检查”或“写入”别的项序号下的有关参数值，操作步骤同上。

INC键和DEC键：

用于配合CRW键选择项序号值或调整参数值。

INC键每压一次，数值增加一，持续压住超过8秒，那么数值快速增加；DEC键每压一次，数值减小一，持续压住超过8秒，那么数值快速减小。

压住INC键或DEC键，同时再压MOD键时，数值会从高位增加或减少，如此操作会使数值的转变更快一些。

下面所列的是用户可用到的各项号的含义（正体字所写的项号为必需设置或观看的内容；斜体字所写项号的内容，出厂前一样已设好，不要求在现场再行设置，或其显示值仅供参考）：

10：

探测器探测到的脉冲计数率。

20：

指示灯、光柱灯、4位数码管检查。

在此项号下，依次对数码管、4个指示灯、光柱（从左到右）等器件本身的状态好坏进行检查，每压一下INC键即多亮一名；或压一下DEC键，即少亮一名。

据此检查各光柱灯、指示灯及数码管的各个笔画可否正常发亮。

21：

继电器一、2“吸合/释放”检查。

在此项号下，最右边的数码管可别离给出0，1，2三个显示数字，显示0表示一、2两个继电器全释放，显示1表示仅继电器1吸合，显示2表示仅继电器2吸合。

通过按INC键和DEC键，可别离检查继电器一、2吸合、释放是不是正常。

22：

复位。

显示此项序号时，只要再按CRW键，即启动了看门狗电路。

这时4位数码管全亮，假设看门狗电路正常，数秒钟后，自动复位，回到标定、自检的初始状态，显示项序号10。

30：

输出信号选档。

通过压INC或DEC键，显示为0时，输出0-10mA信号，显示为1时，输出4-20mA信号。

31：

电流输出零点、满度值设置。

进入此项号时，最左侧数码管的底下一笔闪亮一下，此标志表示，该参数是输出信号的零点值，可压INC键或DEC键从头设置；然后压一下CRW键，那么最左侧数码管的顶上一笔闪亮一下，此标志表示，该参数是输出信号的满度值，压INC键或DEC键从头设置。

最后再压CRW键，返回项序号显示状态。

输出信号零点值和满度值的设置可任意指定。

32：

输出信号验证。

在此项号下，可别离输出并显示0mA、4mA、8mA、12mA、16mA、20mA六个固定值的电流信号，靠压INC键和DEC键切换。

可通过实测输出电流信号，和显示的值比较，以便校准。

也可供用户进行相关的操纵调剂。

40：

实时钟显示。

进入此项号时，会自动依次显示年，月、日，礼拜（0代表礼拜日，1-6别离代表礼拜一-六），时、分，最后维持显示时、分。

现在假设压INC键，那么显示分、秒；再压DEC键，又显示时、分。

压CRW键，可返回项序号的显示。

41：

时钟校准。

进入此项号时，先显示年，可压INC和DEC键进行修改；然后压一下CRW键，显示月、日，现在压DEC键使月值减少（1往下减变成12），压INC键使日值增加（31往上增变成1）；然后压CRW键，显示礼拜，可压INC键和DEC键修改；再压CRW显示时、分，现在压DEC键使时值减小，压INC键使分值增加。

最后再压CRW键，返回项序号的显示。

42：

自动校正日误差值设置。

关于本仪表的计时和标准时刻之间的误差，可通过此项号下的误差值设置，每日自动修正。

误差值可在±59秒的范围内设定。

50：

时刻常数t值选择。

范围为1-256秒。

51：

测量对象显示形式选择。

依照用户需求，可将被测料位用四种形式显示。

进入此项号下，最右边的数码管别离给出0、一、二、3四个数字。

为0时，标志测量态下按3位整数显示，显示范围：

000-999；3二、5二、53、54、60以后各标定项，设置参数时的范围为（适合于料位高度标定）。

为1时，标志测量态下保留1位小数显示，显示范围：

；3二、5二、53、54、60以后各标定项，设置参数时的范围为（适合于料位高度标定）。

为2时，标志测量态下按整数显示，显示范围：

0-199，3二、5二、53、54、60以后各标定项，设置参数时的范围为（适合于百分比标定）。

为3时，标志测量态下保留1位小数显示，显示范围：

；3二、5二、53、54、60以后各标定项，设置参数时的范围为（适合于百分比标定）。

压INC键和DEC键可在四者之间进行切换。

52：

光柱零点、满度值设置。

在该项号下，可设置面板上指示光柱的零点值和满度值。

设置方式同项号32。

光柱的零点值及满度值可任意指定。

53：

继电器1报警动作值下限、上限设置。

进入此项号时，最左侧数码管的底下一笔闪亮一下，可压INC键和DEC健进行继电器1报警下限值的设置；最左侧数码管的顶上一笔闪亮一下，可进行其报警上限值的设置。

当只需要设置为欠下限报警时，可将其上限值设置为量程满度值；当只需要设置为超上限报警时，可将其下限值设置为量程零点值。

54：

继电器2报警动作值下限、上限设置。

设置方式同53项。

继电器1与2可任意选择其一利用；也可设置为分层次（例如最正确操纵范围和平安操纵范围）报警方式。

60—99：

多点标定常数。

设置方式见后面例举。

进行完有关参数的检查或设置以后，要按一下MOD键，返回测量状态，才可进行料位的正常测量。

下面以一个两点式标定（零点和满度）为例，说明标定进程的操作步骤。

1）、压MOD键，使仪表进入标定、查验状态，显示项序号10。

2）、压CRW键，使4位数码管显示测量到的计数率值ni。

现在要求工艺配合，使被测料位降到指定的测量范围零点或零点以下，维持一段时刻。

记下现在的假设干个计数率n零i，取其平均值n零i，记录下来。

再使料位升到指定的测量范围满度或满度以上，一样维持一段时刻。

记下现在的假设干个记数率n满i,取其平均值n满i，记录下来。

3）、压INC键，使项序号显示60（此项序号对应零点标定值）。

压CRW键，现在4位数码管的显示值为整数，提示此显示内容为计数率值（下同）。

通过压INC健和DEC键，将显示值设定为2）中记录的n零i，再压CRW键，现在4位数码管的显示值有小数，提示此显示内容为料位高度（下同）。

通过INC键和DEC键，设置指定测量范围零点的料位高度（一样为0）。

再压CRW健，返回项序号60，那么零点参数标定完毕。

4）、压INC健，显示项序号61（关于两点标定情形，此项序号对应满度标定值）；压CRW键，4位数码管的显示值为整数，压INC键和DEC键，将显示值设置为2）中记录的n满i。

再压CRW健，4位数码管的显示值有小数，压INC键和DEC键，设置指定测量范围满度的料位高度。

再压CRW健，退回项序号61，那么满度参数标定完毕。

5）、压INC键，显示项序号62（关于两点标定情形，此项序号对应标定终止标志）；压CRW键，4位数码管的显示值为整数，压DEC键，将其显示值设置为0000，标志着标定终止。

压CRW健，返回项序号62。

终止标定，压MOD键，到测量态。

如此，全数测量范围内的料位高度转变将通过面板上的4位数码管显示出来。

关于多点标定情形，假设能确信测量范围内的假设干个不同的料位高度h1,h2，h3……（h1＜h2＜h3＜……），那么可在项号10下，别离记录下对应的n1，n2，n3……，进而采纳多点标定方式。

以三个点的标定为例，设一测量范围为500mm的情形，料位零点时对应计数率n0＝1250，料位高度300mm时对应计数率n1=280，料位满度500mm时对应计数率n满＝50。

下面的标定步骤是：

1）、在显示项序号60时，压CRW键，4位数码管的显示值为整数，压INC键和DEC键，设置显示值为1250。

再压CRW键，4位数码管的显示值有小数，压DEC健，设置对应料位高度为0。

再压CRW键，返回项序号60。

2）、压INC键，显示项序号61。

压CRW键，显示计数率，压INC键和DEC健，设置显示值为280。

再压CRW键，显示料位高度，压INC键和DEC键，设置对应料位高度为300mm。

再压CRW健，返回项序号61。

3）、压INC键，显示项序号62。

压CRW键，显示计数率，压INC键和DEC键，设置显示值为50。

再压CRW键，显示料位高度，压INC键和DEC健，设置对应料位高度为500mm。

再压CRW键，返回项序号62。

4）、压INC键，显示项序号63。

压CRW键，显示计数率，压DEC键，使显示值为0000，终止标定。

压CRW键，返回项序号63。

更多点数的标定，只是将零点和满度中间的多个标定点，依照hi由小到大的顺序，依次放在上例中第1）步以后，项序号也依次增加。

上例中第3）、第4）两个步骤相应顺延，到其对应的项序号下标定。

标定完毕后，应将各个标定点hi对应的ni记录下来，以便下次标按时或检查仪表工作状况时用。

最后，压MOD键，进入测量状态。

料位的实际高度将由仪表对应的显示出来。

附录二、一样故障判定

仪表在正常利用进程当中，假设显现故障，第一应该判定故障出在哪一部份，然后有针对性地进行替换或修理。

第一应该用万用表检查电源板供给主、辅电路板的直流工作电源是不是正常，主电路板为+5V一路，辅助电路板为±15V和+5V三路（主电路板的“地”与大地绝缘，辅助电路板的“地”与大地连通）。

在电源正常的基础上，再进行以下内容的检查。

l）、用万用表测量主机后面板端子上CK、GY对GND的电压，正常的CK值在之间，GY值在之间。

据此能够判定探测器的工作高压值是不是正常。

2）、检查项号10下的内容，看是不是有计数率显示。

假设上述两项检查有误，能够为故障出在探测器部份或电缆部份。

假设上两项检查都正常，那么以为故障出在主机部份，可对附录1中所列其它项号下的内容进行针对性检查，看有关参数值是不是显现异样，或对可能的故障现象进行判定。

由标定、查验态刚进入测量态时，假设显示板上的故障指示灯亮，最右边的数码管会显示出0-4五个故障标记中的一个。

显示为0，说明己寄存的标定参数犯错；显示为1，说明光柱、电流输出的零点、满度值，或是继电器一、2的下限、上限值设置不完全；显示为2，说明标定参数ni及hi的设置不完全；假设显示为4，说明计算值超出了许诺的范围。

显现上述故障之一，都需要进入标定、查验态，将有关参数从头设置一遍，使其完备。

若是不属上述软故障，那么应考虑改换相应备件。

附录4、HZ－5203B型微机γ射线料位计应用条件咨询单

（设备结构及工艺条件表）

------以下内容清认真核实，认真填写，以便进行针对性设计

被测设备名称

被测设备

内径（mm）

壁厚（mm）

材质及密度

被测设备保温层

厚度（mm）

材质及密度

被测介质名称

测量范围（mm）

被测介质

密度（g/cm3）

温度

压力

料面上有无泡沫

泡沫密度（g/cm3）

输出信号（0-10mA或4-20mA）

测量现场与二次表距离（所需电缆）（m）

填表人（签字）

使用单位

（盖章）

备注