[实用新型]一种阵列辐射料位计

说明书

本实用新型涉及料位计领域，公开了一种阵列辐射料位计，阵列式光电转换与倍增部件（2）由至少两个可独立完成光电转换与倍增的微型器件（5）组成；闪烁晶体（1）与阵列式光电转换与倍增部件（2）耦合，阵列式光电转换与倍增部件（2）具有至少一个电信号通道，运算处理器（3）的输入端与电信号通道连接，输出部件（4）的输入端与运算处理器（3）的输出端连接。与现有技术相比，本实用新型实现了现有料位计无法完成的功能与性能；具有极强的性能拓展性；极大缩小了料位计的尺寸；提高料位计的时间特性、方向特性、空间分辨能力，增大了单个料位计的测量范围，测量更加准确、可靠。

技术领域

本实用新型涉及料位计领域，特别涉及一种阵列辐射料位计。

背景技术

在料位测量领域，非接触式测量方法由于不接触物料，不容易受容器内部落料、高温、蒸汽等恶劣环境影响，一直是大家期待选择的。相较于雷达、激光、超声波、机器视觉等需要安置于容器内部的非接触式料位计，核子料位计与无源核子料位计由于安置于容器外，直接非破坏情况下穿透容器壳体完成测量，是很多工况必须的选择。但是，在实际生产运用中，核子料位计与无源核子料位计均存在一定的缺陷，无法保证料位测量的准确、及时与可靠。

核子料位计由于是自带强放射源的，所以对于核子料位计接收端光电转换器件的性能要求不高，算法要求也比较低。但是核子料位计存在的缺陷主要是，强放射源对于环境与使用环境中的人具有严重的损害，使用时需要受到相关部门的严格监管，除非必须使用的场所，一般情况下，一般不会使用核子料位计。另外，核子料位计的自带放射源，会逐渐衰减，在使用过程中如果不对放射源进行不断的标定，则料位计准确性和可靠性会下降。

无源核子料位计测量的是容器中物料自身含有的放射性杂质的放射性能量，通过复杂的算法实现物料的料位测量。由于物料的放射性能量极其微弱，甚至低于环境中的背景噪声辐射，所以无源核子料位计的光电转换与倍增器件对于增益、噪声等性能要求非常高，只能采用高性能的光电倍增管，同时由于料种变化、背景辐射的影响，无源核子料位计要想实现准确可靠的测量，需要复杂的算法。同时，由于采用的是光电倍增管作为光电转换与倍增器件，使得无源核子料位计存在如下一些缺陷：

1、时间特性差。由于光电倍增管的单个脉冲时间长，导致经过大量样本运算后生成料位数据的无源核子料位计响应时间比较长。对于运转流程比较快的容器进行料位测量时，即使在最快的响应时间模式下，无源核子料位计测量数据严重滞后实际工况，如对于进料几秒，出来几秒的仓泵，无源核子料位计就无法进行实时控制和测量。

2、方向性差。由于无源核子料位计是对物料中非常微弱的放射性信号进行测量，所以探测器中晶体面积、体积以及光电倍增接触感光面积都比较大。而且由于光电倍增管体积大，长度长，导致无源核子料位计前端构成的探测器部分自身尺寸比较大。一个探测器部分只能生成一路测量信号。同时一个独立的无源核子料位计无法安装两个及以上的探测器部分，并且布置于不同的方向。因此在测量中，无源核子料位计不具备方向性。在进行料位测量时，无法分清料位在容器中实际位置，如上下左右，只知道有料位，不知道料在哪里。

3、体积大、重量大。由于无源核子料位计探测的物料的放射性非常弱，测量中需要屏蔽周围宇宙环境中的背景辐射，通过铅皮等手段进行周边辐射噪声的屏蔽时，屏蔽部件尺寸由于实际工业现场条件限制无法做到理想状态。同时由于光电倍增管结构，存在磁场影响，所以在实际使用中，还需要做磁屏蔽。无源核子料位计普遍存在体积大，重量大，使用不方便等特点。

4、量程小。由于物料自身的放射性特征特别弱，以及辐射在空间传播的距离平方衰减以及空气吸附等因素，以及光电倍增管结构尺寸大，单个无源核子料位计只能在一个点位进行测量。导致无源核子料位计实际测量范围非常小。通过多探头无源核子料位计或者多个无源核子料位计相互串联形成大量程测量，虽然解决了测量范围问题，但是成本高昂。

实用新型内容