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文档简介

1、r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 位变化进行连续测量。r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。投入使用以后,基本不需要维护。特别适用于常规仪表不能使用的场所, 如高温、高压、强腐蚀、剧毒、多粉尘等恶劣环境。HZ-5203B型微机 谒寸线料位计,采用单片机系统处理信号,能够适应各种形状 的被测容器,线性化更好,测量精度更高,使用更可靠。标定过程简单、易行。可以适 用于模拟式同位素仪表不能适用的场所。二、主要技术指标测量量程:05000mm测量精度:w3%满量程环境温度:2060C(探测器);050C(主机)防爆等

2、级:Ex dnCT5输出信号:4位数码料位显示;光柱料位模拟指示;010mA或420mA标准电流输出;2路继电器越限报警输出。三、测量原理丫射线料位计的测量原理是,当 丫射线穿过被测物质时,其强度随吸收物质的厚度(或高度)作指数规律的变化:I二Ioe- gpd式中,I0是未经被测物料衰减时测到的射线信号,I是经过被测物料衰减以后测到的射线信号,是被测物料对射线的质量吸收系数,P 是被测物料的密度,d是射线穿过被测物料的距离。对于确定的测量对象,io和卩、p都是不变的常量,因此通过测量I,就 可以得到射线穿过被测物料的 距离d。图1是典型测量方式:在探测器一方,至U达它的射线强度就会随之变化。探

3、测器的主要组成部分是闪烁晶体、光电倍增管、高压电路、前放电路。进入探测器里的谢线被闪烁晶体接收,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,送给前放电路处理(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,范围一般在800-1300V。探测器出来的电脉冲信号经专用电缆送到主机,由主机进行处理,最后放射源和探测器分别安装在被测设备两侧的设定地方(根据不同情况,放射源或探测器也可置于被测设备里面,或者安装于设备的上下方)。当待测物料高度发生变化时,给出对应于料位变化的显示信号或者标准电流输出信号。它的原理框圈如图或多点源、一个探测器的测量方式,安装如图3所

4、示。四、适用对象HZ-5203B型微机丫射线料位计,由于使用了单片机,可以对被测信号大范围地 进行线性化处理;也可由一个转换器分别带I3只探测器,进行大范围的测量。和模拟式料位计相比,适用的对象大大扩展,可用于许多模拟式料位计不能使用的场所。典型的测量方式已如图1所示,采用单点源、单探测器安装方式,可满足量程从 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。对于测量范围较大的料位变化(如从数百毫米到1000毫米之间),可采用两点源图5对于测量范围更大的料位变化(如从1000毫米到3000毫米),可采用多点源、三探测器的测量方式,安装如图4所示。对于变截面容器里的料位变化,也可

5、进行测量,其安装方式如图5所示。V/ACZI图5五、安装及使用本仪表在安装时,主机安装于仪表室里, 探测器部分和放射源部分安装在被测设备 两侧,主机和探测器之间用专用电缆连接,最远传输距离500米。1、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:139X91mm;外形尺寸:144(宽)X96(高)X400mm(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, 可以是绝对高度,也可 出是相对高度;在标定、检验状态下,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

6、、检验状态时,“标检”指示灯亮。数码管右侧的两个指示灯中,当料位超出上限或低于下限时,“越限”指示灯亮,当出现标定参数设置错误等故障时,“故障”指示灯亮(详见附录2)。底下的一排光柱可按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。中心抽头 常闭触点 常开触点其中标准电流的输出,可设置为010mA或420mA(设置方法可参考附录1),带负载能力为0-380欧姆。两组报警接点,可设置为常开,根据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控制探测器中的高压高低,CK是将探测器中的高压经分压后反

7、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)X320(高)X110 mm(厚),如图8所示。+15VGY CKX GND-15V0O00探测器I探测器H4-20mA报警1报警2电源开关+-保险0.5A220110探测器信号输入图8:壁挂式主机外形尺寸图2、探测器与放射源的安装般情况下,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1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:测量上限探测器支架显示屏4-20mA 电流输出170一AC220 电 源被测设备探测器220110图8立式容器安装示意图图10卧式容器安装示

8、意图2.1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,放射源均匀分布在不锈钢管内。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。在仪表未投入使用之前的运输、存放、安装过程中,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 才能正常使用和标定。量程代0探测器支架7777被测愎备放射源容器敝貝摘支架T7T7T7探鳩图11放射源容器底部有4个螺孔,通过螺栓固定在支架上。因被测对象条件的差异,决定了放射源的活度及其容器直径不同,因而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

9、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。取下的闸板应妥善保管,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。吊环放射源棒铅容器铅闸板放射源铅闸板可拆卸,在测量中,闸板拆除, 运输和设备检修时, 闸板装入。注: 放射源容器 的直径和高度由 测量条件决定, 由此引起安装孔孔距不确定! 安 装时需实际测量 决定。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安全, 以免砸伤人。22探测器的安装:探测器外形如图12所示。探测器防爆等级为:Ex dnCT5。探测器可以水平安装,也可以竖直安装。竖直安装时

10、,最好使法兰盖一端朝下,以避免进水。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起。500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 X80 mm,上开4个$8的孔,孔间距60mm,探测器安装时既可采用支架方式,也可采用U型抱箍固定于$50左右的钢管上。也可采用其它安装方式,只需将探测器固定在相应的测量位置便可。2.3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11,SO X 300 740 744一彷54104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

11、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)推进盲管内;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。采用内置方式可减低使用放射源的强度,减低成本。主机放射源拉杆内置放射源放射源容器图14探测器内部结构剖面示意图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&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3、探测器内部结构、

12、主机与探测器间专用电缆的连接方法说明: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。安装时晶探测器和主机之间的接线如图16所示。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。aw垫片丨I电缆压紧螺母图15:电缆引入顺序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,以免接线腔放不下。屏蔽层处理好,使其不要碰到接线柱。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,除用上述方法外,还应采取一些别的措施密封探测器盖。

13、接线柱探测器盖橡胶密封垫专用电缆图16主机与探测器之间接线图4、控制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计算机或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。详细控制回路接线如图17所示。仪表电流输出注僵蠶输出卸 i 端主机后面板接线端子+15VGYCKGND-15V图18本仪表一经设置与标定(具体的设置与标定方法见附录1),便可投入使用。正常 使用过程中,若遇断电情况,再送电时仪表可自动进入工作状态,无须人为干预。主机 部分标定设置的参数给定以后, 不得随意乱动, 以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, 属贵重精密器件, 安装拆卸

14、时要轻拿轻放。 正常使用时要避 免人为撞击探测器,防止重物掉落其上。因检修需要打开探测器时,必须先关断电源。本仪表内置射源衰减补偿功能,无需人为进行校正。六、放射源的安全使用1、本仪表使用的放射源,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,符合国家规定的安全标准。2、用户购进含放射性同位素的仪表时,应事先向所在地环保部门办理准购批件。3、放射源的使用应遵照国标GB4792及国务院449号令放射性同位素与射线装置安全和防护条例的有关规定。4、放射源应设有专职人员管理,严格收发手续,防止差错和丢失事故。5、废弃不用的放射源,应按照规定由专门机构进行处理,用户不得随意处置或者丢弃。七

15、、订 货1、订货时,用户须填写HZ5203B型微机Y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。2、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 1、设置与标定拉出表芯,在主电路板上,有四个按键,分别是MOD键、DEC键,位置如图19所示。图19MOD键:仪表共有两个状态:测量态和标定、检验态。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,键操作。当置为标定、检验状态时,可通过CRW键(检查、读、 加)、DEC键(减小)的配合使用,CRW键、INC键、MO

16、D键用作这两个此状态时无需进行按写)、INC键(增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、检验状态时,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,若要观察该项号下的参数值,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” ,若该参数值不需改动,或者是检 查完毕,可再压一下CRW键,返回项序号的显示;若需要改动该参数值,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

17、动后的参 数值会取代原来的数值“写入”EEROM中去,作为今后新的参数值。返回项序号的显 示以后,压INC键增加、或压DEC键减小,到达别的项序号下,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,连续压住超过8秒,则数值快速增加;DEC键每压一次,数值 减小一,连续压住超过8秒,则数值快速减小。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,这样操作会使数值的变化更快一些。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须设置或 观察

18、的内容; 斜体字所写项号的内容, 出厂前一般已设好, 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 键即多亮一位; 或压一下 DEC 键,即少亮一位。据此检查各光柱灯、 指示灯及数码管的各个笔划能否 正常发亮。21:继电器 1、2“吸合/ 释放”检查。在此项号下,最右边的数码管可分别给出 0, 1,2 三个显示数字,显示 0 表示 1、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

19、继电器 2 吸合。通过按 INC 键和 DEC 键,可分别检查继电器 1、 2 吸合、释放是否正常。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, 若看门狗电路正常,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,最左边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 键重新设置;然 后压一下 CR

20、W 键,则最左边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 键重新设置。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,可分别输出并显示 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控制调节。40:实时钟显示。进入此项号时,会自动依次显示年,月、日,星期( 0 代表星 期日, 1-6分别代表星期一 -六),时、分,最后保持显示时、分

21、。此时若压 INC 键,则显示分、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,此时压 DEC 键使月值减少(1 往下减变为 12 ),压 INC 键使日值增加(31 往上增变为 1);然后压 CRW 键,显示星期,可压 INC 键和 DEC 键修改;再压 CRW 显示时、分,此时压 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:自动校正日偏差值设置。对于本仪表的计时和标准时间之间的误差,可通过 此项号下的偏

22、差值设置,每日自动修正。偏差值可在 59 秒的范围内设定。50:时间常数t值选择。范围为1-256秒。51 :测量对象显示形式选择。根据用户需求,可将被测料位用四种形式显示 进入此项号下,最右边的数码管分别给出 0、1、2、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 ;32 、52、53、54、60 以后各标定项,设 置参数时的范围为 000.0-999.9 (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:000.0-999.9 ;32、52、53 、54、60 以后各标定项,设置 参数时的范围为 000.0-999.

23、9(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 ,32 、52 、53 、54、60 以后各标定项,设置参数时的范围为 0.0-199.9 (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:0.0-199.9 ;32 、52、53、54、60 以后各标定项,设置参数时的范围为 0.0-199.9 (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。设置方法同项号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

24、限、上限设置。进入此项号时,最左边数码管的底 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; 最左边数 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。设置方法同53项。继电器1与2可任意选择其一使用;也可设置为分层次(例如最佳控制范围和安全控制范围)报警方式。6099:多点标定常数。设置方法见后面例举。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

25、标定(零点和满度)为例,说明标定过程的操作步骤。1)、压MOD键,使仪表进入标定、检验状态,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。此时要求工艺配 合,使被测料位降到指定的测量范围零点或零点以下, 维持一段时间。 记下此时的若干 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,同样维持一段时间。记下此时的若干个记数率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, 此时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D

26、EC键,将显示值设定为2)中记录的n零 i,再压CRW键,此时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(一般为0)。再压CRW健,返回项序号60,则零点 参数标定完毕。4)、压INC健,显示项序号61(对于两点标定情形,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,则满 度参数标定完毕。5)、压INC键,显示项序号6

27、2(对于两点标定情形,此项序号对应标定结束 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, 标志着标定结束。压CRW健,返回项序号62。结束标定,压MOD键,到测量态。这样,全部测量范围内的料位高度变化将通过面板上的4位数码管显示出来。对于多点标定情形,若能确定测量范围内的若干个不同的料位高度h1 ,h2,h3(hlvh2vh3v),则可在项号10下,分别记录下对应的n1,n2 , n3, 进而采用多点标定方式。以三个点的标定为例,设一测量范围为500 mm的情形,料位零点时对应计数率n0=1250,料位高度300 mm时对应计数率n1=280,料位满

28、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,结束标定。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,按照hi由小到大的顺 序,依次放在上例

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