[发明专利]一种多相流相分率测定装置单源双能伽马和X射线源仓

说明书

本发明公开一种多相流相分率测定装置单源双能伽马和X射线源仓，包括仓体，所述仓体内设有单一放射源、康普顿散射体和金属靶片，在所述仓体上设有连通所述仓体内‑外的射出部；所述单一放射源放射的γ射线射向所述康普顿散射体和金属靶片，所述康普顿散射体用于对γ射线进行康普顿散射，所述金属靶片用于受γ射线轰击产生X射线，所述康普顿散射体和金属靶片分别朝向所述射出部。采用本方案的显著技术效果是，高能伽马射线轰击金属靶片，金属原子外电子跃迁向外辐射出低能X射线，高能伽马射线由康普顿效应产生低能γ射线，从而实现了一颗单能级放射源产生两种低能量射线的目的。简化了源仓安装结构，压缩了成本，降低了辐射剂量，减小了防护难度。

技术领域

本发明涉及多相流测定装置，具体来说，是一种多相流相分率测定装置单源双能伽马和X射线源仓。

背景技术

从本世纪90年代开始，越来越多的不分离型多相流量计开始逐步替代传统庞大的分离器，不分离型多相流量计其常用基本技术路线就是测量总流量(或流速)和各单相(油、气、水)相分率。常见的相分率测量方法有伽马射线法、超声法、电容电导法、微波法、差压密度计法等手段。

与其它测量方法相比，多能级伽马射线吸收法具有独到的优势。多能级伽马射线吸收法是一种非接触式的多相流测量技术，利用两个能级的射线即可同时测量多相流体的含水率和含气率，而不需要其它辅助的方法。由于伽马射线的吸收是发生在原子尺度上的相互作用，因此，测量不受流型流态及原油乳化等影响。而非放射性方法一般用于含水率的测量，如果要得到含气率，必须借助其它手段来得到(如使用伽马密度计获得混合流体密度，再利用比密度法求出含气率)，而且测量过程往往受到油水连续相转换、温度变化以及高含气工况的影响。因此，伽马射线吸收法是一种测量范围宽、工况适应性好、测量精度高、测量稳定性强的多相流相分率测量方法。

近年来，随着国际原油价格大跌，市场竞争加剧，产品更新换代进一步加快；目前的同位素仪表，大多使用¹³⁷Cs、¹³³Ba、²⁴¹Am等放射源，其中¹³⁷Cs、和¹³³Ba都会产生高能射线，防护困难，测量精度较低。²⁴¹Am属于低能源，但只有一种能量，只能测量物体的厚度、物质的水分或两相介质的相分率等。而要测量三相介质的相分率至少需要两种能量的射线，现有技术手段是通过设置两枚放射源实现的；存在结构较复杂，辐射剂量高，成本较高，防护难度较大等问题。

在医疗行业，存在部分伽马射线的散射研究，但将其应用在多相流相分率的测定上还未见报道。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种采用单一放射源而得到多种能量射线的源仓。

技术方案如下：

一种多相流相分率测定装置单源双能伽马和X射线源仓，包括仓体，其关键于：所述仓体内设有单一放射源、康普顿散射体和金属靶片，在所述仓体上设有连通所述仓体内-外的射出部；

所述单一放射源放射的γ射线射向所述康普顿散射体和金属靶片，所述康普顿散射体用于对γ射线进行康普顿散射，所述金属靶片用于受γ射线轰击产生X射线，所述康普顿散射体和金属靶片分别朝向所述射出部。

采用以上技术方案，仓体起到安装和屏蔽作用，使用单一放射源放射的高能伽马射线轰击金属靶片时，受轰击的金属原子的内层电子跃迁向外辐射出低能X射线，这些X射线穿过射出部后射向被测介质；单一放射源产生的大部分高能伽马射线穿过金属靶片射向康普顿散射体，散射射线(低能γ射线)向外穿过金属靶片，再穿过射出部后射向被测介质；通过以上结构实现了采用一颗单能级放射源产生两种低能量射线的目的；从而简化了安装结构，压缩了成本，降低了辐射剂量，减小了防护难度。

所述康普顿散射体上设有反射面，该反射面同时朝向所述单一放射源和射出部，所述金属靶片贴合在该反射面上。该设计中的反射面可用于对X射线方向调整和控制，将康普顿散射体和金属靶片连为一体便于快速安装、定位。