Đang tải... (xem toàn văn)
TÌM HIỀU THIẾT BỊ ĐO MỨC GAMMA A. TỔNG QUAN. Ngày nay việc sử dụng công nghệ siêu âm, radar không gian trống, radar sóng dẫn, gamma, điện dung để đo mức chất lỏng, chất rắn đã trở nên phổ biến và mang lại hiệu quả khá cao trong công nghiệp. Gamma là một trong những công nghệ hiện đại để đo mức liên tục của chất lỏng, chất rắn và bài viết này sẽ tìm hiểu về công nghệ thiết bịđo mức Gamma. 1. Nguyên tắc hoạt động của công nghệ. 2. Các thiết bị đo mức Gamma. a. Thiết bị chứa nguồn FQG61 b. Bộ điều chế Gamma FHG65 c. Gammapilot M FMG60 B. Gammapilot M FMG60 1. Giới thiệu chung 1. Thông số đầu vào. 2. Thông số đầu ra 3. Năng lượng cung cấp 4. Bộ chuyển đổi ToF FXA291 Bộ chuyển đổi ToF FXA291 kết nối Commubox FXA291 với Gammapilot 5. Điều kiện lắp đặt.
Thiết bị đo mức Gamma Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh TÌM HIỀU THIẾT BỊ ĐO MỨC GAMMA A TỔNG QUAN Ngày việc sử dụng công nghệ siêu âm, radar không gian trống, radar sóng dẫn, gamma, điện dung để đo mức chất lỏng, chất rắn trở nên phổ biến mang lại hiệu cao công nghiệp Gamma công nghệ đo mức liên tục chất lỏng, chất rắn viết tìm hiểu công nghệ thiết bị đo mức Gamma Nguyên tắc hoạt động công nghệ Công nghệ bao gồm hai thành phần: Một nguồn phát tia thu đặt phía bình chứa (hình 1) Hình 1:Nguyên lý cấu tạo chung công nghệ đo mức gamma Nhóm Trang Thiết bị đo mức Gamma Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh Nguồn phát tia có kích thước nhỏ so với thiết bị chứa gắn kết thiết bị nguồn chứa chì, có ống kính nhỏ mở để điều khiển xạ gamma theo hướng Năng lượng gamma tạo phân rã nguồn phóng xạ, thường cesium-137 cobalt-60 Năng lượng gamma hấp thụ bị chặn phần thứ thiết bị thu Bộ thu buồng ion hóa - Ở chế độ phát mức ngưỡng, nguồn phát thu đặt đối diện vị trí ngang mức ngưỡng cần phát hiện, chùm tia nguồn phát mảnh gần song song Tùy thuộc vào mức chất lưu cao hay thấp mức ngưỡng mà chùm tia đến thu bị suy giảm không, thu phát tín hiệu tương ứng với trạng thái so với mức ngưỡng - Ở chế độ đo mức liên tục, nguồn phát phát chùm tia với góc mở rộng quét lên toàn chiều cao mức chất lưu cần kiểm tra thu Khi mức chất lưu tăng hấp thụ chất lưu tăng, chùm tia đến thu giảm theo Mức độ suy giảm chùm tia xạ tỉ lệ với mức chất lưu bình chứa Trong ứng dụng cấp liên tục cấp chất lỏng cho bể, ta biết lượng mức chất lỏng đầy phát lượng nhỏ xạ phía đối diện bể nơi đặt máy dò Lượng xạ tăng lên mực chất lỏng bể giảm xuống Gamma sử dụng để đo điểm, liên tục giao diện Công nghệ sử dụng cho phép đo mật độ, nơi công nghệ khác lưu lượng kế Coriolis không phù hợp Công nghệ sử dụng cho môi trường khắc nghiệt bao gồm nhiệt độ cao, phương tiện ăn mòn, áp suất cao, vật liệu độc hại mài mòn Hệ thống Gamma sử dụng cho lò phản ứng, máy tách máy trộn loại Nhược điểm công nghệ quy định yêu cầu giấy phép mà người sử dụng phải tuân thủ với chất phóng xạ a Các thiết bị đo mức Gamma Thiết bị chứa nguồn FQG61 Cường độ nguồn khác (hoạt động) Có sẵn cho ứng dụng khác Nguồn cài đặt nguồn thùng đựng hàng Kích thước tổng thể khác Cung cấp bảo vệ xạ tối ưu Nhóm Trang Thiết bị đo mức Gamma Nhóm Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh Trang Thiết bị đo mức Gamma Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh Lĩnh vực áp dụng • • • • Được thiết kế để giữ nguồn phóng xạ trình phát mức điểm phát xạ, phép đo mức liên tục đo mật độ Bức xạ phát gần không tiết lộ theo hướng bị giảm theo tất hướng khác Hoạt động: 137Cs đến 18.5GBq (500mCi), 60Co đến 0.74GBq (20mCi) Nhiệt độ: Không giới hạn (không xâm lấn, không liên quan) Áp suất: Không giới hạn (không xâm lấn, không liên quan) Ưu điểm: • Mức độ an toàn cao phân loại cao cho nguồn cung cấp (DIN 25426 / ISO 2919, thường phân loại C66646) thay nguồn an toàn, dễ dàng • Đo lường đáng tin cậy trọng lượng nhẹ thiết kế gần hình cầu cung cấp khả sàng lọc tối ưu • Thiết bị nhỏ gọn, dễ lắp đặt với khả có nhiều góc phát xạ để thích ứng tối ưu với ứng dụng • Bật / tắt bật / tắt tay khí nén, ổ khóa, khóa xi lanh chốt khóa để định vị vị trí chuyển đổi • Chuyển đổi trạng thái dễ dàng nhận dạng b Bộ điều chế Gamma FHG65 Để loại bỏ hiệu xạ không liên quan (ví dụ: từ việc kiểm tra vật liệu không phá hủy) Các Gammapilot M riêng biệt hữu ích,các tín hiệu từ Nhóm Trang Thiết bị đo mức Gamma Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh xạ ký sinh phóng xạ điều chế Sự tách biệt cho phép đo đạc, tăng sẵn có nhà máy an toàn phép đo Lĩnh vực áp dụng • • • Cải thiện kết đo lường phép đo phóng xạ thông qua việc ngăn chặn hiệu xạ xạ không liên quan (ví dụ từ kiểm tra vật liệu không phá hủy) Gammapilot FMG60 Nhiệt độ: Không giới hạn (không xâm lấn, không liên quan) Áp suất: Không giới hạn (không xâm lấn, không liên quan) Ưu điểm: • Không bị cản trở đo với Gammapilot FMG60 trường hợp xạ can thiệp từ việc kiểm tra vật liệu không phá hủy đến 50μsv / h xạ dao động • Hệ thống an toàn nhờ tín hiệu đo an toàn • Các phép đo tiếp tục làm tăng tính sẵn có độ tin cậy nhà máy • Chi phí hiệu hệ thống mà không yêu cầu bảo trì • Dễ dàng lắp đặt kết hợp với thùng chứa nguồn FQG61 / 62 • Tích hợp dễ dàng vào hệ thống có hoạt động nhanh c Gammapilot M FMG60 Khái niệm truyền biến với pha lê NaI nhựa có độ dài khác đảm bảo tối ưu thích ứng với ứng dụng cá nhân Máy phát chứa làm sáo, Photomultiplier đơn vị chuyển đổi Nhóm Trang Thiết bị đo mức Gamma Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh Lĩnh vực áp dụng • • • • Đối với chất lỏng, chất rắn, chất bôi trơn bùn vv Các điều kiện đo cực đoan, ví dụ: Ăn mòn, độc, mài mòn cho tất loại tàu chế biến, ví dụ: Lò phản ứng, nồi hấp, máy tách, bể axit, máy trộn, lốc xoáy, lò nung chén Cũng áp dụng cho ứng dụng công nghiệp chế biến thực phẩm mà yêu cầu bổ sung phê duyệt Nhiệt độ: Không giới hạn (không xâm lấn) Áp suất: Không giới hạn (không xâm lấn) Giấy chứng nhận bảo vệ bùng nổ quốc tế, phòng chống tràn qua WHG Ưu điểm: Nhóm Trang Thiết bị đo mức Gamma Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh • Máy phát nhỏ gọn đa chức năng: Một dụng cụ cho tất nhiệm vụ đo lường dẫn đến tiết kiệm chi phí phận phụ tùng bảo trì • Phê duyệt SIL2 / theo IEC 61508 để phát mức điểm • Khả sẵn có, độ tin cậy tính an toàn cao nhất, điều kiện khắc nghiệt trình • Độ nhạy độ xác cao với liều thấp (nguyên lý ALARA) • Nhà nhôm thép không gỉ 316L cho ứng dụng nặng • đến 20mA đầu cho hội nhập nhà máy đơn giản Gammapilot M FMG60 Giới thiệu chung Máy phát tín hiệu nhỏ gọn cho phép phát giới hạn mức độ không tiếp xúc (kể thiết bị bảo vệ), đo giao diện mật độ; Thích hợp cho khu vực nguy hiểm B Ứng dụng: • Đo liên tục, không tiếp xúc chất lỏng, chất rắn, chất pha loãng bùn vv • Ứng dụng điều kiện khắc nghiệt, ví dụ Áp suất cao, nhiệt độ cao, ăn mòn, độc tính, mài mòn • Tất loại tàu chế biến, ví dụ: Lò phản ứng, nồi hấp, máy tách, bể axit, máy trộn, lốc xoáy, lò nung chồi • Ứng dụng công nghiệp chế biến thực phẩm mà yêu cầu bổ sung phê duyệt • Tích hợp hệ thống thông qua - HART - PROFIBUS PA - FOUNDATION Fieldbus • Sử dụng chức an toàn tối đa Cấp độ Ưu điểm: • Máy phát nhỏ gọn: dụng cụ cho tất nhiệm vụ đo • Độ sẵn sàng, độ tin cậy tính an toàn cao nhất, quy trình độ điều kiện môi trường xung quanh • Độ nhạy độ xác cao với liều thấp (nguyên lý ALARA) Nhóm Trang Thiết bị đo mức Gamma Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh • Điều chỉnh tối ưu cho ứng dụng tương ứng thông qua nhiều loại máy dò: - máy dò điểm - máy dò que có chiều dài khác • Ex d, Ex e Ex i đầu để tích hợp nhà máy đơn giản • Nhà thép không gỉ 316L cho ứng dụng nặng • Phù hợp SIL2 / theo IEC 61508 cho tối đa Cấp độ • phê duyệt WHG • Nhiệt độ bù cho phép đo mật độ • Phát Gammagraphy • Dễ dàng thực theo hướng dẫn chỗ thông qua hình hiển thị văn bốn dòng Dễ dàng vận hành, tài liệu bảo trì / chẩn đoán với chương trình vận hành Thông số đầu vào Biến đo Gammapilot M đo tốc độ xung (số lần đếm giây) Tỷ lệ tỷ lệ với cường độ xạ máy dò Từ tỷ lệ này, Gammapilot M tính giá trị đo mong muốn: • Giới hạn cấp (0% = "đường dẫn xạ miễn phí", 100% = "đường dẫn xạ bảo vệ") • Cấp (%) • Vị trí giao diện (tính bằng%) • Mật độ (đơn vị lựa chọn) • Nồng độ (đơn vị lựa chọn) Tốc độ xung: • Tối đa 45000 c / s cho đơn vị • Tối đa 65.000 c / s cascade Độ nhạy Độ nhạy xác định, tốc độ xung phát sinh từ tỷ lệ liều cục µSv / h Độ nhạy phụ thuộc vào thông số sau: • Loại sét đánh • Dải đo • Đồng vị ứng dụng Dải đo [mm] Nhóm Độ nhạy cho 137 Cs [(c/s)/(µSv/h)] Độ nhạy cho 60 Co [(c/s)/(µSv/h)] Trang Thiết bị đo mức Gamma NaI PVT Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh 50 1250 350 200 2000 1000 400 4000 2000 800 8000 4000 1200 12000 6000 1600 16000 8000 2000 20000 10000 Tốc độ xung tiêu chuẩn Một điểm đo phóng xạ phải thiết kế cho tỷ lệ xung sau đạt được: Đo mức (tại bình rỗng) • 2500 c / s cho 137Cs • 5000 c / s cho 60Co Phát giới hạn mức (ở đường xạ tự do) • 1000 c / s cho 137Cs • 2000 c / s cho 60Co Chú ý Ngay tỷ lệ xung cao thấp giá trị định giá trị đo lường đáng tin cậy Phạm vi đo Các máy phát có sẵn với phạm vi đo lên đến m Để mở rộng phạm vi đo, số lượng tùy ý truyền kết nối loạt (chế độ cascading) Bộ truyền chuỗi định nghĩa " Master ", máy phát tiếp " Slaves" Bộ truyền cuối chuỗi định nghĩa "End-Slave" " Master " phải hiệu chuẩn Nhóm Trang Thiết bị đo mức Gamma Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh (a) (d) (c) (b) 20 mA+HART PA / FF (a): Một Gammapilot M đủ để đo phạm vi lên đến m, Đối với phạm vi đo lớn nhiều Gammapilot M theo yêu cầu kết nối (chế độ cascading) Theo cài đặt phần mềm, chúng định nghĩa (b): Master, (c): Slave (s) (d): End Slave Phát mức giới hạn Đối với phát giới hạn cấp, phạm vi đo lường thực tế punctiform Nó xác định độ dày chất làm sương (khoảng 40 mm) Điều kiện / điều kiện tiên cho ứng dụng hoạt động an toàn Xem sách hướng dẫn sử dụng an toàn chức SD230 / F / 00 / en Nhóm Trang 10 Thiết bị đo mức Gamma Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh Đo mật độ Đối với phép đo mật độ, phạm vi đo xác định người sử dụng Nhiệt độ đầu vào (PT 100) để đo mật độ Để bù lại ảnh hưởng nhiệt độ lên phép đo mật độ, cảm biến nhiệt độ PT 100 (kết nối dây) nối • Dải đo: -40 ° C đến 200 ° C • Độ xác: ± K Thông số đầu Tín hiệu • đến 20 mA (hoạt động) với giao thức HART, max Tải 500 ∧ • PROFIBUS PA • FOUNDATION Fieldbus (FF) • xung cho chế độ cascading Giao diện bus không an toàn giao diện bus đảm bảo cách ly điện cực bổ sung tối đa 253 VAC b Lỗi báo lỗi Lỗi xuất trình vận hành vận hành báo hiệu theo cách sau: • Ký hiệu lỗi, mã lỗi mô tả lỗi hình hiển thị môđun thao tác • Ngõ tại, cấu hình (chức "xuất cảnh báo động" (* 20)): - MAX, 110%, 22 mA - MIN, -10%, 3,6 mA - HOLD (giá trị cuối giữ) - giá trị người dùng cụ thể Tải • Max Tải: 500 ∧ • Tải tối thiểu cho truyền thông HART: 250 ∧ Giảm chấn đầu ra: Tự lựa chọn từ đến 999 s a Nhóm Năng lượng cung cấp Trang 11 Thiết bị đo mức Gamma Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh Điện áp cung cấp • 90 đến 253 VAC; 50/60 Hz • 18 đến 36 VDC; Bảo vệ lần đảo ngược cực Bộ dò đảm bảo an toàn cách ly điện cực tối đa 253 VAC mạch cung cấp điện tất mạch dò khác Điện tiêu thụ • Nguồn AC: xấp xỉ 8,5 VA • Nguồn DC: khoảng 3,5 W Cấp điện áp: • II • Nguồn cung cấp đầu tín hiệu galvanically cách biệt với Lớp bảo vệ: Cân tiềm Thiết bị phải đưa vào hệ thống cân tiềm địa phương Bộ chuyển đổi ToF FXA291 Bộ chuyển đổi ToF FXA291 kết nối Commubox FXA291 với Gammapilot M cổng USB máy tính máy tính xách tay Kết nối với máy: Nhóm Trang 12 Thiết bị đo mức Gamma Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh Điều kiện lắp đặt Điều kiện lắp đặt để đo mức • Đối với phép đo mức, Gammapilot M gắn theo chiều dọc; Nếu có thể, đầu dò cần hướng xuống • Góc xuất cảnh thùng chứa nguồn phải xác canh lề với dải đo Gammapilot M Quan sát dấu hiệu phạm vi đo Gammapilot M • Ở chế độ cascading khoảng trống nên xảy dải đo gammapilot M • Hộp chứa nguồn hộp Gammapilot M phải gắn gần với tàu tốt Bất kỳ quyền truy cập vào chùm tia phải bị chặn để người phần thể họ (tay, cánh tay, đầu) vào khu vực chùm • Để mở rộng tuổi thọ, Gammapilot M nên bảo vệ chống lại ánh nắng trực tiếp Nếu cần thiết, nên áp dụng vỏ bảo vệ • Nên sử dụng thiết bị gắn FHG60 (xem chương "Phụ kiện") thiết bị gắn tương đương để buộc mô hình Gammapilot M Thiết bị gắn phải cài đặt theo cách cho chịu trọng lượng Gammapilot M3) điều kiện hoạt động (ví dụ: rung động) Nhóm Trang 13 Thiết bị đo mức Gamma Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh 1: xi lanh dọc; Các Gammapilot M gắn theo chiều dọc với đầu dò hướng xuống; Tia gamma xếp theo dải đo 2: Cascading nhiều Gammapilot M; Không có khoảng cách dải đo 3: Thùng khoang hình nón (ở có nắp che nắng); 4: xi lanh ngang (ở có nắp che nắng); 5: Sai: Gammapilot M gắn lớp cách điện bể; 6: Phải: Loại bỏ lớp cách nhiệt bể chứa cho Gammapilot M; 7: Hỗ trợ Nhóm Trang 14 Thiết bị đo mức Gamma Nhóm Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh Trang 15 Thiết bị đo mức Gamma Nhóm Giáo viên hướng dẫn: Võ Quang Vinh Trang 16