СЧЕТЧИКИ НЕВИДИМЫХ ЧАСТИЦ И ИЗЛУЧЕНИЙ

Галогенные счетчики помогают измерять плотность жидких продуктов

В нефтяной промышленности крупные магистральные нефтепроводы используются для транспортировки не только нефти, но и продуктов, получаемых на нефтеперегонных заводах — керосина, бензина, лигроина и др. При этом оче­редной продукт пускается по трубопроводу непосредственно за предыдущим.

На приемном пункте необходимо во время направить тот или иной продукт в соответствующий резервуар. Существую­щие приборы, работающие на принципе изменения диэлектри­ческой проницаемости продукта, давали большие погреш­ности.

На помощь пришли радиоактивность и газоразрядные счетчики. Ученые и инженеры разработали прибор для из­мерения плотности жидкости, с помощью которого, не на­рушая течения жидкости, измеряют ее плотность. По плот­ности и судят о характере продукта.

Действие этого прибора основано на ослаблении интен­сивности у-излучения исследуемой средой. Прибор состоит из двух блоков (рис. 27). Первый блок представляет собой колено трубопровода, которое можно вмонтировать в маги­страль. На одном конце колена укреплен источник у-излу - чения (радиоактивный изотоп кобальт-60) в свинцовой за­щите, на противоположном торце — коробка с первой груп­пой галогенных счетчиков, соединенных между собой па­раллельно.

Различные по плотности жидкости, протекая по колену, меняют интенсивность потока у-лучей, падающего на счет­чики. Изменение интенсивности меняет скорость счета счет­чиков первой группы. Импульсы от первой группы счет­чиков по кабелю длиной 50—100 метров поступают на вто­рой блок в суммирующее устройство.

Во втором блоке расположена вторая группа галогенных счетчиков, «освещаемых» своим источником у-излучения (кобальт-60) через компенсационный клин. Импульсы от этой группы счетчиков поступают также в суммирующее устройство. В данный момент электрические сигналы от первой и второй группы, поступающие в суммирующее устройство, будут разные.

Разность электрических сигналов усиливается и по­дается на электрический исполнительный механизм, кото­рый перемещает компенсационный клин, ослабляя или уси­ливая сигналы второй группы счетчиков. Клин будет дви­гаться до тех пор, пока сигналы от второй группы счетчиков не будут равны сигналам от первой. С клином связана стрел­ка, перемещающаяся вдоль шкалы, на которой нанесены де­ления в единицах плотности. В блоке предусмотрено при­способление для передачи сигналов на самопишущий прибор.

Таким образом, диспетчер может следить за течением различных жидкостей по трубопроводам, находясь в диспет­черской на значительном расстоянии, наблюдая запись на ленте самопишущего прибора или за шкалой плотномера.

Измерение уровня жидкости в закрытых сосудах

Во многих областях промышленности необходимо заме­рять уровень жидкостей в закрытых сосудах. В нефтяной промышленности — уровень заполнения цистерн, резер­вуаров с нефтепродуктами, в пивоваренной и молочной про­мышленности — уровень пива и молока в цистернах, в ме­таллургии — уровень расплавленного металла и т. п. На­конец, в некоторых отраслях промышленности необходимо замерять уровень сыпучих тел в закрытых сосудах. Для этого разработано несколько уровнемеров. Они делятся на два типа: приборы, позволяющие измерять уровень жидко­сти в сосуде, и приборы, ведущие автоматический контроль уровня жидкости в сосуде.

На международной выставке по мирному использованию атомной энергии демонстрировался небольшой прибор,

Определяющий уровень жидкости в закрытом сосуде (рис. 28). Этот прибор разработан советскими инженерами.

Для определения уровня жидкости в сосуд помещается поплавок с радиоактивным источником кобальт-60. В при­боре использована известная индикаторная радиолампа 6Е5, обычно применяемая для настройки радиоприемников. Лампа представляет собой двойной триод. В нижней части расположены электроды обычного триода: катод, управ­ляющая сетка и анод. В верхней части размещается нике­левый конический экран, покрытый тонким слоем вилле - мита, светящегося под действием бомбардировки электро­нами. По оси экрана размещается оксидный катод, около которого расположен управляющий электрод в виде тонкой никелевой пластинки.

Если на экран подать положительный потенциал, а уп­равляющий электрод оставить пока без потенциала, то под действием электронов, испускаемых катодом, экран све­тится равномерным зеленоватым светом. Если теперь на управляющий электрод подать отрицательный потенциал, то пролетающие мимо него электроны будут отклоняться, и на экране образуется теневой сектор.

Работа уровнемера РИУ-3 сводится к следующему. При отсутствии сигналов от газоразрядного счетчика на управ­ляющий электрод лампы 6Е5 подан наибольший отрицатель­ный потенциал и на экране будет виден теневой сектор.

Прибор перемещается вдоль стенки сосуда с жидкостью до тех пор, пока теневой сектор лампы 6Е5 совершенно не исчезнет. Это соответствует тому, что от газоразрядного счетчика идет наибольшее число импульсов в минуту, то есть счетчик поровнялся с источником излучения, плаваю­щим на поверхности жидкости.

Существуют и другие уровнемеры, не требующие введе­ния источника внутрь объекта. В научно-исследовательском институте «Теплоприбор» разработана установка для изме­рения уровня жидких и сыпучих тел, представляющая со­бой комплект из двух колонок высотой до 6 метров. В одной колонке на гайке ходового винта с помощью синхронного мотора перемещается источник у-излучения в другой — син­хронно ему — газоразрядный счетчик. Колонки устанавли­ваются около резервуара, где требуется измерить уровень жидкости, таким образом, чтобы у-лучи проникали через ре­зервуар и попадали на счетчик. В этой установке приме­няется галогенный у-счетчик и источник у-лучей кобальт-60.

Если требуется, например, определить момент окончания заливки резервуара жидким продуктом, применяются непод­вижные сигнализаторы (рис. 29), измеряющие не положение уровня, а толщину слоя жидкости.

Сигнализаторы, работающие на принципе уровнемеров, нашли широкое применение не только для измерения уров­ней жидких тел. В настоящее время они применяются во многих областях народного хозяйства. Радиоактивный «глаз» следит за многими процессами производства.

В металлургической промышленности при выплавке чугуна в доменную печь загружается определенное количе­ство руды и топлива. Для этого исходными материалами предварительно наполняются специальные бункеры до установленных пределов. Но как узнать, достаточно ли за­гружен бункер? И на этот раз на помощь пришел гамма - счетчик. Уровень загрузки бункеров автоматически быстро

Контроля полноты загрузки вагонеток углем и подсчета количества их (рис. 31)[12]).

Радиоактивный контроль полного заполнения тары про­дуктом применяется и во многих других отраслях народного хозяйства.

Представим себе конвейер, по которому движутся кар­тонные коробочки, заполненные порошком какао. Необхо­димо проконтролировать и своевременно отделить от общей массы неполностью заполненную коробочку. Для этого с одной стороны конвейера устанавливается радиоактивный источник на такой высоте, чтобы лучи его захватывали верх­нюю часть коробочки. По другую сторону конвейера распо­лагается газоразрядный счетчик.

Как только луч перекроется неполностью заполненной коробочкой, импульс тока от счетчика будет значительно больше, чем при прохождении заполненной коробочки. Этот импульс заставит сработать реле, приводящее в действие сбрасывающий механизм. Поэтому пустые или неполностью заполненные коробочки автоматически, без участия чело­века, не попадают в готовую продукцию вместе с полными.