स्वयंचलित नियंत्रण उपकरणे, रेडिओमेट्रिक मापन उपकरणांमध्ये किरणोत्सर्गी समस्थानिकांचा वापर

किरणोत्सर्गी समस्थानिकांचा वापर विविध स्वयंचलित नियंत्रण उपकरणांमध्ये (रेडिओमेट्रिक मापन उपकरणे) केला जातो. औद्योगिक प्रक्रियांमध्ये, 1950 पासून जटिल मोजमापांसाठी रेडिओमेट्रिक तंत्रज्ञानाचा वापर केला जात आहे.

रेडिओआयसोटोप उपकरणांचे मुख्य फायदे:

• संपर्क नसलेले मापन (नियंत्रित वातावरणासह मापन घटकांच्या थेट संपर्काशिवाय);
• रेडिएशन स्त्रोतांच्या स्थिरतेद्वारे प्रदान केलेले उच्च मेट्रोलॉजिकल गुण;
• ठराविक ऑटोमेशन योजनांमध्ये (इलेक्ट्रिकल आउटपुट, युनिफाइड ब्लॉक्स) वापरण्यास सुलभता.

रेडिओआयसोटोप उपकरणांच्या ऑपरेशनची तत्त्वे नियंत्रित वातावरणासह आण्विक रेडिएशनच्या परस्परसंवादाच्या घटनेवर आधारित आहेत. डिव्हाइसच्या योजनेमध्ये, नियमानुसार, रेडिएशनचा स्त्रोत, रेडिएशनचा रिसीव्हर (डिटेक्टर), प्राप्त सिग्नलचा इंटरमीडिएट कन्व्हर्टर आणि आउटपुट डिव्हाइस असते.

रेडिओमेट्रिक सिस्टीममध्ये दोन भाग असतात: स्त्रोतातील निम्न-स्तरीय किरणोत्सर्गी समस्थानिक तंत्रज्ञानाच्या उपकरणांद्वारे किरणोत्सर्गी ऊर्जा उत्सर्जित करते, उदाहरणार्थ, एक जहाज आणि दुसऱ्या बाजूला स्थापित केलेला डिटेक्टर त्याच्याकडे येणाऱ्या रेडिएशनचे मोजमाप करतो. जसजसे स्त्रोत आणि डिटेक्टरमधील वस्तुमान बदलते (पातळीची उंची, स्लरी घनता किंवा कन्व्हेयरवरील घन कणांचे वजन), डिटेक्टरची रेडिएशन फील्ड ताकद बदलते.

मुख्य गुणधर्म आणि काही प्रकारचे रेडिएशन लागू करण्याचे क्षेत्रः

1) अल्फा विकिरण - हेलियम न्यूक्लीचा प्रवाह. हे वातावरणातून जोरदारपणे शोषले जाते. हवेतील अल्फा कणांची श्रेणी अनेक सेंटीमीटर असते आणि द्रवपदार्थांमध्ये - अनेक दहा मायक्रॉन. हे गॅस दाब मोजण्यासाठी आणि गॅस विश्लेषणासाठी वापरले जाते. मापन पद्धती गॅस माध्यमाच्या आयनीकरणावर आधारित आहेत;

2) बीटा रेडिएशन - इलेक्ट्रॉन किंवा पॉझिट्रॉनचा प्रवाह. हवेतील बीटा कणांची श्रेणी अनेक मीटरपर्यंत पोहोचते, घन पदार्थांमध्ये - अनेक मिमी. माध्यमाद्वारे बीटा कणांचे शोषण सामग्रीची जाडी, घनता आणि वजन (फॅब्रिक, कागद, तंबाखूचा लगदा, फॉइल इ.) मोजण्यासाठी आणि द्रवपदार्थांची रचना नियंत्रित करण्यासाठी वापरली जाते. पर्यावरणातील बीटा रेडिएशनचे प्रतिबिंब (बॅकस्कॅटर) तुम्हाला कोटिंग्जची जाडी आणि दिलेल्या पदार्थातील वैयक्तिक घटकांची एकाग्रता मोजण्यास अनुमती देते, बीटा रेडिएशनचा वापर आयनीकरण वायूंच्या विश्लेषणामध्ये आणि आयनीकरणासाठी स्थिर विजेचे शुल्क काढून टाकण्यासाठी केला जातो. ;

3) गॅमा विकिरण - आण्विक परिवर्तनांसह इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक उर्जेच्या क्वांटाचा प्रवाह. घन शरीरात कार्य करते - दहापट सेमी पर्यंत.उच्च भेदक शक्ती (दोष शोधणे, घनता नियंत्रण, स्तर नियंत्रण) किंवा द्रव आणि घन माध्यमांसह गॅमा रेडिएशनच्या परस्परसंवादाची वैशिष्ट्ये (रचना नियंत्रण) आवश्यक असल्यास गॅमा रेडिएशनचा वापर केला जातो;

4) n-न्यूट्रॉन विकिरण हा चार्ज नसलेल्या कणांचा प्रवाह आहे. पो — बी स्रोत (ज्यामध्ये पो अल्फा कणांचा भडिमार बी, उत्सर्जित न्यूट्रॉनचा वापर केला जातो). हे वातावरणातील आर्द्रता आणि रचना मोजण्यासाठी वापरले जाते.

रेडिओमेट्रिक घनता मापन. पाइपलाइन आणि वेसल सेन्सिंग प्रक्रियेसाठी, घनतेचे ज्ञान ऑपरेटरना माहितीपूर्ण निर्णय घेण्यास मदत करते.

स्वयंचलित नियंत्रण उपकरणांमध्ये सर्वात सामान्य रेडिएशन रिसीव्हर्स म्हणजे आयनीकरण कक्ष, गॅस डिस्चार्ज आणि सिंटिलेशन काउंटर.

प्राप्त रेडिएशन सिग्नलच्या इंटरमीडिएट कन्व्हर्टरमध्ये एम्प्लीफायिंग (आकार) सर्किट आणि पल्स मोजणी दर मीटर (इंटिग्रेटर) असू शकतात. याव्यतिरिक्त, काही प्रकरणांमध्ये विशेष स्पेक्ट्रोमेट्रिक योजना वापरल्या जातात. कधीकधी स्वयंचलित नियंत्रण साधने थेट नियंत्रण प्रणालीमध्ये समाविष्ट केली जातात.

रेडिओआयसोटोप उपकरणांचे एक विशिष्ट वैशिष्ट्य म्हणजे, नेहमीच्या वाद्य त्रुटींव्यतिरिक्त, अतिरिक्त संभाव्य त्रुटींची उपस्थिती. ते किरणोत्सर्गी किरणोत्सर्गाच्या सांख्यिकीय स्वरूपामुळे आहेत आणि म्हणूनच, वेळेच्या कोणत्याही क्षणी रेडिएशन फ्लक्सच्या स्थिर सरासरी मूल्यासह, या प्रवाहाची भिन्न मूल्ये रेकॉर्ड केली जाऊ शकतात.

रेडिएशन फ्लक्सची तीव्रता किंवा मापन वेळ वाढवून मोजमाप त्रुटींमध्ये घट मिळवता येते.तथापि, पूर्वीचे सुरक्षा आवश्यकतांनुसार मर्यादित आहे आणि नंतरचे डिव्हाइसचे कार्यप्रदर्शन खराब करते. म्हणून, सर्व प्रकरणांमध्ये उच्च शोध कार्यक्षमतेसह रेडिएशन डिटेक्टर वापरण्याची शिफारस केली जाते.

विकिरण प्रवाहाच्या तीव्रतेचे अचूक मापन विचारात घेतलेल्या प्रकारच्या बहुतेक उपकरणांसाठी अनिवार्य असले तरी, हे अंतिम उद्दिष्ट नाही, कारण प्रत्यक्षात तीव्रतेवर नव्हे तर तांत्रिक मापदंडावर अचूकपणे नियंत्रण ठेवणे महत्त्वाचे आहे.

रेडिओआयसोटोपची जाडी आणि घनता मीटर

रेडिएशन शोषून जाडी किंवा घनता मोजण्यासाठी सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे उपकरण. रेडिएशन शोषून सामग्रीची जाडी किंवा घनता मोजण्यासाठी सर्वात सोप्या योजनेमध्ये रेडिएशन स्त्रोत, चाचणी सामग्री, रेडिएशन रिसीव्हर, इंटरमीडिएट ट्रान्सड्यूसर आणि आउटपुट डिव्हाइस समाविष्ट आहे.

विविध उद्योग घनता मोजण्यासाठी रेडिओमेट्रिक तंत्रज्ञानाचा वापर करतात. खाणी, कागदी गिरण्या, कोळशावर चालणारे उर्जा प्रकल्प, बांधकाम साहित्य उत्पादक आणि तेल आणि वायू युटिलिटिज हे सर्व घनता मापन तंत्रज्ञान त्यांच्या प्रक्रियेत कुठेतरी वापरतात.

घनता मोजमाप ऑपरेटरना त्यांच्या प्रक्रिया चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यास, त्यांना स्लरी कार्यप्रदर्शन ऑप्टिमाइझ करण्यात, अडथळे ओळखण्यास आणि जटिल अनुप्रयोगांमध्ये नियंत्रण सुधारण्यास मदत करतात.

रेडिओमेट्रिक घनता सेन्सर संपर्क नसलेले असतात, याचा अर्थ ते प्रक्रियेत व्यत्यय आणत नाहीत, झीज होत नाहीत आणि देखभालीची आवश्यकता नसते, ज्यामुळे ते जास्त काळ टिकतात. बाह्य माउंटिंग सेन्सरची स्थापना सुलभ करते.

रेडिओमेट्रिक तंत्रज्ञानाचा वापर घनता मोजण्यासाठी केला जातो कारण हे सेन्सर प्रक्रिया केलेल्या सामग्रीच्या संपर्कात न येता मोजमाप करतात. संपर्क नसलेले मापन परिधान-मुक्त आणि देखभाल-मुक्त ऑपरेशन सुनिश्चित करते. अपघर्षक, संक्षारक किंवा संक्षारक उत्पादनांचा परिणाम वारंवार आणि खर्चिक देखभाल किंवा इतर सेन्सर बदलण्यात होतो, परंतु रेडिओमेट्रिक घनता शोधक 20 ते 30 वर्षे टिकू शकतात.

सेन्सर सिमेंट कारखान्यातील धुळीच्या परिस्थितीपासून प्रतिकारक्षम आहे आणि उभ्या पाईपमध्ये घनता अचूकपणे मोजणे सुरू ठेवते

रेडिओमेट्रिक साधने पाईप किंवा टाकीच्या बाहेर बसवली जातात त्यामुळे सिस्टम बिल्ड-अप, थर्मल शॉक, दाब वाढणे किंवा इतर अत्यंत प्रक्रियेच्या परिस्थितींपासून रोगप्रतिकारक आहे. आणि त्यांच्या मजबूत डिझाइनबद्दल धन्यवाद, ही उपकरणे ते स्थापित केलेल्या पाईप किंवा टाकीच्या कंपनांना तोंड देण्यास सक्षम आहेत.

हे रेडिओमेट्रिक सेन्सर इतर तंत्रज्ञानापेक्षा स्थापित करणे खूप सोपे आहे. या प्रकारची उपकरणे महागड्या प्रक्रियेत व्यत्यय न आणता स्थापित केली जाऊ शकतात. इतर तंत्रज्ञानासाठी पाईपिंगचे भाग काढून टाकणे किंवा प्रक्रियेतच इतर महत्त्वपूर्ण बदल करणे आवश्यक आहे.

किरणोत्सर्गी समस्थानिकांची प्रारंभिक किंमत इतर घनता मापन उपायांपेक्षा जास्त आहे. तथापि, रेडिओमेट्रिक सोल्यूशन 20 किंवा 30 वर्षे कमी किंवा कोणत्याही देखभालीशिवाय टिकू शकते.

इतर सोल्यूशन्सच्या विपरीत, रेडिओमेट्रिक घनता सेन्सर ही संपूर्ण प्रक्रियेत दीर्घकालीन गुंतवणूक आहे, जे पुढील दशकांपर्यंत सुरक्षित आणि कार्यक्षम कार्य सुनिश्चित करते. एकल रेडिओमेट्रिक घनता सेन्सर इन्स्ट्रुमेंटच्या कार्यकाळात ऑपरेटिंग खर्चात लक्षणीय बचत प्रदान करतो.

रेडिओमेट्रिक मास फ्लो मापन चुना वनस्पतींमध्ये अचूक चार्जिंग प्रदान करते. काही मीटर ते एक किलोमीटर लांबीचे असंख्य कन्व्हेयर बेल्ट हे सुनिश्चित करतात की विविध प्रकारच्या प्रक्रिया परिस्थितीत खडक पुढील प्रक्रियेसाठी योग्य ठिकाणी नेला जातो.

उपकरणांसह, ज्याची अचूकता रेडिएशन फ्लक्सची तीव्रता मोजण्याच्या अचूकतेद्वारे निर्धारित केली जाते, ही महत्त्वपूर्ण उपकरणे आहेत ज्यात रेडिएशन फ्लक्सची तीव्रता अचूकपणे मोजण्याचे कार्य अजिबात सेट केलेले नाही. या रिले मोडमध्ये कार्यरत असलेल्या प्रणाली आहेत, ज्यामध्ये केवळ रेडिएशन प्रवाहाची उपस्थिती किंवा अनुपस्थितीची वस्तुस्थिती महत्त्वाची आहे, तसेच फेज किंवा फ्रिक्वेंसी तत्त्वानुसार कार्य करणारी प्रणाली आहेत.

या प्रकरणांमध्ये, रेडिएशनची उपस्थिती किंवा तिची तीव्रता नाही, उदाहरणार्थ, रेडिएशन फ्लक्सच्या वेगवेगळ्या तीव्रतेने किंवा नियंत्रित वातावरणासह या प्रवाहाच्या परस्परसंवादाच्या भिन्न डिग्रीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत राज्यांच्या बदलाची वारंवारता किंवा टप्पा, नोंदणीकृत नाही. . रिले सिस्टमच्या सर्वात व्यापक अनुप्रयोगांपैकी एक म्हणजे स्थिती स्तर नियंत्रण.

रेडिओएक्टिव्ह मॅनोमीटर

कन्व्हेयरवर उत्पादने मोजण्यासाठी, हलणाऱ्या वस्तूंच्या स्थितीचे निरीक्षण करण्यासाठी, रोटेशनल स्पीडचे संपर्क नसलेले मापन आणि इतर अनेक प्रकरणांमध्ये रिले सिस्टमचा वापर केला जातो.

आयनीकरण पद्धती

जर अल्फा किंवा बीटा रेडिएशनचा स्रोत आयनीकरण चेंबरमध्ये ठेवला असेल, तर चेंबरचा प्रवाह स्थिर रचना असलेल्या वायूच्या दाबावर किंवा स्थिर दाब असलेल्या रचनावर अवलंबून असेल. बायनरी मिश्रणासाठी रेडिओआयसोटोप मॅनोमीटर आणि गॅस विश्लेषकांच्या डिझाइनमध्ये ही घटना वापरली जाते.

न्यूट्रॉन फ्लक्स वापरणे

नियंत्रित पदार्थातून जात असताना, त्याच्या केंद्रकांशी संवाद साधताना, न्यूट्रॉन त्यांची काही ऊर्जा गमावतात आणि मंद होतात. संवेगाच्या संवर्धनाच्या नियमानुसार, न्यूट्रॉन न्यूक्लियसमध्ये स्थानांतरित होतात जितकी जास्त ऊर्जा न्यूक्लियसचे वस्तुमान न्यूट्रॉनच्या वस्तुमानाच्या जवळ असते. म्हणून, जलद न्यूट्रॉन हायड्रोजन न्यूक्लीशी टक्कर घेतात तेव्हा ते सर्वात मजबूत संयम अनुभवतात. हे वापरले जाते, उदाहरणार्थ, विविध माध्यमांची आर्द्रता किंवा हायड्रोजन-युक्त माध्यमांची पातळी नियंत्रित करण्यासाठी.

LB 350 आर्द्रता मापन प्रणाली न्यूट्रॉन मापन तंत्रज्ञान वापरते. मापन एकतर बाहेरून, सायलोच्या भिंतींद्वारे किंवा सायलोच्या आत स्थापित केलेल्या मजबूत विसर्जन ट्यूबद्वारे केले जाते. अशा प्रकारे, मोजण्याचे साधन स्वतः परिधान करण्याच्या अधीन नाही.

मोठ्या न्यूट्रॉन शोषण क्रॉस सेक्शनसह घटकांची सामग्री निर्धारित करण्यासाठी विविध पदार्थांद्वारे न्यूट्रॉन शोषणाची व्याप्ती मोजली जाते. पदार्थांद्वारे न्यूट्रॉन कॅप्चर केल्याच्या परिणामी गॅमा रेडिएशनच्या वर्णक्रमीय विश्लेषणाद्वारे पदार्थांची रचना नियंत्रित करण्यासाठी एक पद्धत वापरली जाते. हे तंत्र वापरले जाते, उदाहरणार्थ, तेल विहिरींच्या आवरणासाठी.

काही उद्योग जे रेडिओमेट्रिक प्रक्रिया मापन तंत्रज्ञान वापरतात ते वेल्ड्स आणि वेल्सची अखंडता सत्यापित करण्यासाठी विना-विध्वंसक एक्स-रे तपासणी किंवा रेडिओग्राफिक तपासणी देखील वापरतात. ही उपकरणे देखील रेडिओमेट्रिक मीटरप्रमाणेच गामा उर्जा स्त्रोतापासून विकिरण करतात.

हे देखील पहा:

पदार्थांची रचना आणि गुणधर्म निश्चित करण्यासाठी सेन्सर आणि मापन यंत्रे

औद्योगिक वनस्पतींमध्ये स्वयंचलित वजन कसे केले जाते