JS-F系列无放射源核子料位计

JS-F系列无放射源核子料位计说明书

无放射源核子料位计的测量原理

JS-F系列无放射源核子料位计自身没有放射源，用的只是核方法。

一、γ射线的特点

γ射线是原子核发出的带有一定能量的γ光子。自然界中广泛存在能发出γ射线的天然的和人工的放射性核素。比如传统核子料位计使用的放射源¹³⁷Cs、⁶⁰Co等。普遍使用的水泥、瓷砖、大理石等建筑材料也有强弱不同的放射性。

γ射线有很强的穿透力，在穿过物质时，强度减弱与物质的密度相关，符合指数规律。主要机理是γ射线光子与物质发生光电效应、康普顿效应和电子对效应后损失其能量，从原射线束中消失。

强度为I0的γ射线穿过厚度为t，密度为ρ的被测物后，强度减为I，当I0和t一定时，I与ρ相关。

          I = I0e-tρk

  其中k为质量吸收系数。

二、传统的核子料位计原理

传统的核子料位计忽略自然环境中广泛存在微量的天然放射性核素，利用人工放射源发出的强度远大于环境的γ射线。当物料位置发生变化，高于或低于探测器和源容器的安装位置，探测器探测到的放射源发出的γ射线的强度有所不同。由此判断物料是否到达安装位置。

三、无放射源核子料位计原理

不需要人工放射源，充分利用自然环境中广泛存在的微量天然放射性核素。当物料位置发生变化，物料数量的多少、与探测器距离的远近发生变化时，探测器测量到的物料自身的γ射线是不同的； 由于物料的屏蔽作用，当物料位置发生变化时，穿过容器的γ射线强度也会发生变化。

NAK^?系列无放射源核子料位计就是根据探测器测量到的γ射线的变化，采用了随机小信号识别技术和专用的信号处理程序，有效地将物位信号从噪声中提取了出来，来判断物料的位置。

无源核子料位计模拟量

一、材料准备 

1、材料的型号为#50条钢、角钢或者U型钢。
2、材料的长度及开孔尺寸见下图。

二、安装位置确定 

1、确定的原则：
①、准确的报出料位  
②、维护方便  
③、有落料口的应安装在落料口的下方  
④、有振打器的应避开振打器
2、常用的安装位置：
①、灰斗、省煤器灰斗、灰库以用户要求报警点的位置为准。
②、仓泵的安装位置：安装在报警点下方30-50cm。
③、渣仓的安装位置：安装在报警点下方100-200cm。
④、煤仓的安装位置：安装在报警点下方200-300cm。

三、支架及料位计安装 

1、支架安装
①、角钢焊接：
角钢穿过保温层，水平焊接在容器外壁上，或焊接在原来的料位计残留下来的安装头上，然后将保温层复原。
②、卡环固定：
先取卡环固定丝杆下的一个螺母及弹簧垫和平垫，把卡环固定丝杆穿过支架的开孔处，套上弹簧垫和平垫及拧紧螺母。
2、料位计安装
①、取出料位计查看配件是否齐全，检查壳体是否有松动。
配件包括：电缆锁头（出厂时已固定在料位计上）、天线。
②、记录料位计的设备地址（合格证编号的后4位数字）与安装位置，填写附表1。
③、把料位计放入安装卡环里，料位计后端（有玻璃盖）朝外，前端（不锈钢）对准容器。与保温层的距离30-50mm为宜，无保温层的与本体距离为30-50mm 。
④、固定卡环螺丝；固定前注意电缆锁头和天线铜柱处无遮挡物。
⑤、拧上料位计天线；拧天线时不要力度过大。

3、安装示意图

 

火电厂灰斗运用

 

火电厂煤仓运用

 

火电厂仓泵运用

 

火电厂脱水仓、捞渣机渣仓渣水分界面报警运用

 

四、料位计接线 

1、接线准备：
①、拧下料位计后端盖，左手掐住电缆锁头处，右手逆时针旋转后端盖。  
②、电缆剥线长度为10±2mm。
③、将电缆穿过电缆锁头，确认电源线和输出线无误后方可接线。
2、接线 
接线端子都为免螺丝式的，如电缆是单芯铜线直接插入即可，如电缆是多芯软铜线，用一字螺丝刀按下黄色接线按钮，插入电缆。

 

模拟量输出为一组4-20mA的电流和两组继电器信号，4-20mA的电流输出须提供外接DC24V电源才可输出；高开关量和低开关量的输出状态由具体型号而定。

3、拧紧电缆锁头。

4、盖上后端盖，用左手掐住电缆锁头处，右手顺时针旋转后端盖，拧紧为止。

 

注意事项：电缆锁头及后端盖应拧紧防止进粉尘和受潮影响料位计寿命。

 

无源核子料位计开关量

一、材料准备 

1、材料的型号为#50条钢、角钢或者U型钢。

2、材料的长度及开孔尺寸见下图。

 

二、安装位置确定

1、确定的原则：
①、准确的报出料位  
②、维护方便  
③、有落料口的应安装在落料口的下方  
④、有振打器的应避开振打器
2、常用的安装位置：
①、灰斗、省煤器灰斗、灰库以用户要求报警点的位置为准；
②、仓泵的安装位置： 高报警应安装在报警点下方30-50cm；
低报警应安装在报警点上方30-50cm。
③、渣仓的安装位置： 高报警安装在报警点下方100-200cm；
低报警安装在报警点上方100-200cm。
④、煤仓的安装位置： 高报警安装在报警点下方200-300cm；
低报警安装在报警点上方200-300cm。

三、支架及料位计安装 

1、支架安装
①、角钢焊接：
角钢穿过保温层，水平焊接在容器外壁上，或焊接在原来的料位计残留下来的安装头上；然后将保温层复原。
②、卡环固定：
先取卡环固定丝杆下的一个螺母及弹簧垫和平垫；把卡环固定丝杆穿过支架的开孔处；套上弹簧垫和平垫及拧紧螺母。
2、料位计安装
①、取出料位计查看配件是否齐全，检查壳体是否有松动；
配件包括：电缆锁头（出厂时已固定在料位计上）、天线。
②、记录料位计的设备地址（合格证编号的后4位数字）与安装位置，填写附表1。
③、把料位计放入安装卡环里，料位计后端（有玻璃盖）朝外，前端（不锈钢）对准容器，与保温层的距离30-50mm为宜。无保温层的与本体距离为30-50mm 。
④、固定卡环螺丝；固定前注意电缆锁头和天线铜柱处无遮挡物。
⑤、拧上料位计天线；拧天线时不要力度过大。

3、安装示意图

火电厂灰斗运用

 

火电厂煤仓运用

火电厂仓泵运用

火电厂脱水仓、捞渣机渣仓渣水分界面报警运用

四、料位计接线 

1、接线准备：
①、拧下料位计后端盖，左手掐住电缆锁头处，右手逆时针旋转后端盖。  
②、电缆剥线长度为10±2mm。
③、将电缆穿过电缆锁头，确认电源线和输出线无误后方可接线。
2、接线 
接线端子都为免螺丝式的，如电缆是单芯铜线直接插入即可，如电缆是多芯软铜线，用一字螺丝刀按下黄色接线按钮，插入电缆。

 

示意图说明：（开关量继电器输出为无源干接点，K1与K2同时动作，常开常闭点的接线根据用户的要求选择）
3、拧紧电缆锁头。
4、盖上后端盖，用左手掐住电缆锁头处，右手顺时针旋转后端盖，拧紧为止。
注意事项：电缆锁头及后端盖应拧紧防止进粉尘和受潮影响料位计寿命。

无源核子料位计和射频导纳料位计综合比较

	无放射源核子料位计	射频导纳料位计
测量原理	通过测量灰自身和环境的放射性，来测量灰位。	测量以灰为中间介质的电容器的电容值，来测量灰位。实质是一种电容式料位计。
安装方式	非接触安装，无需对容器开孔	接触式安装，要在容器上开孔
调试方式	1、能根据测量数据判别是否有灰 2、实时线性反映灰斗和仓泵中积灰的量 3、通过遥控器或公司专用的远程维护终端在线设定报警的上下限 4、通过遥控器或公司专用的远程维护终端在线修改参数 5、真正实现了远程的在线调试和监控	1、调试时，不能判别是否有灰，需要判别灰是否把探头埋住 2、必须要在探头接触灰和不接触灰两种状态下分别调节探头里的调节旋扭，才能设定需要报警的电容值的上下限 3、重新调节参数需要搭架子爬到灰斗上去调节探头里的调节旋扭
维护	1、公司的专业技术人员，定期为用户提供远程故障诊断和维护。实时发现和反映设备故障 2、用户的运行人员通过运行曲线能及时发现除灰系统除灰不畅的现象	1、只有出现电极板高压加不上、除尘效率下降，才能发现设备故障 2、没有在线的故障诊断功能
抗挂灰 抗粘附	通过测量灰的总量，来分辨是灰斗壁挂灰，还是真的灰位到了。可靠性高。	抗粘附型可以克服探头上有固定粘附物的情况。 但是灰斗内的灰的粘附情况是变化的。
湿度影响	灰中水蒸汽对灰和环境的放射性没有影响，所以不会影响测量。	灰中水蒸汽对灰的介电常数影响大，对电容测量有较大影响。
灰温度的影响	料位设备在保温层外，处于常温环境，不受灰的高温的影响，使用寿命长。	探头与灰直接接触，热量易传导到电子学线路，易受灰的高温的影响；特别是省煤器灰斗、仓泵的灰温在450℃以上，严重影响料位计的寿命。
现场显示	高亮度双色数字显示测量值及报警状态。	某些产品有单个LED指示灯指示报警状态。
输出	开关量输出——有，模拟量输出——有	开关量输出——有，模拟量输出——无
寿命	无磨损、无损耗元件，使用寿命长。	易损坏，使用寿命短。
可靠性	高	很低
可用性	由于可靠性高，特别是输出的灰位模拟量，实时显示灰位变化情况。运行人员可依据料位进行运行控制。系统效率高，节约运行成本，延长系统其他设备寿命。	由于可靠性低，通常不能用来指导除灰，只能采用定时模式除灰。系统运行安全性低，设备损耗大，运行成本高，经常出现误报警情况
综合成本	一次性采购成本高，但使用寿命是接触式料位计的3—5倍，可靠性高，无需维护，使用成本低，且可减轻阀门等大量系统设备的损耗情况。综合成本低。	一次性采购成本相对低，但寿命短，可靠性低，对系统资源浪费严重，维护成本高。综合成本高。

 

无放射源核子料位计的特点

一、 绝对的非接触式测量

同传统的核子料位计一样，非接触测量，可靠性好；

在本体上不开孔，直接在保温层外面测量；

维护更换方便，不影响本体运行；

不会被落料砸坏；

不受被测物料的温度影响；

与被测介质不接触，没有磨损问题，也没有探头挂料问题；

二、绝对没有放射源

三、安装简单

设备安装在本体外面，甚至在保温层外面，所以安装、维护都很方便。甚至可以在本体运行时安装；

防爆型外壳设有接地端子，安装时应可靠接地；

四、无线远程调试

可用遥控器无线控制探头处调试，也可在探头处调试，还可以通过无线主机远程调试；

五、长寿命

无损耗元件，没有使用寿命限制，免维护，运行成本低；

没有传统的核子料位计使用寿命的限制；

六、抗容器壁挂料

测量的是安装位置的灰的总量，容器壁挂灰量与真实的料满毕竟在总量上有很大差异，所以不受挂灰影响能准确测量出是否满；

七、抗粉尘

测量的是安装位置的灰的总量，容器内飞灰的状况与真实的料满状态毕竟在总量上有很大差异，所以不受飞灰影响能准确测量是否料满；

八、 抗恶劣环境

    环境温度：-45℃—75℃；

防护：探测器采用不锈钢、全封闭结构，防护等级IP66；

电源：宽电压输入，适应性强；

防爆产品可以应用于易燃易爆的恶劣环境；

九、应用面广，可以测

有放射性的物料（物料放射性水平高于环境放射性），如：煤灰、煤渣、沥青、水泥等；

没有放射性的物料（物料放射性水平低于环境放射性），如：水；

弱放射性的物料（物料放射性水平与环境放射性相当），如：某些石头、矿石；

灰渣和水的分界面（有放射性物料和无放射性物料的分界面）；

十、测模拟量

模拟量输出灰量的百分比，或者灰位高度，直观明了；

数字显示反映了灰位的变化过程，十分有利于运行人员了解除灰系统的运行状况；

十一、自检功能

能实时检查内部高压电源是否正常、检查环境温度是否超限、检查接地是否良好、检查外部提供的24V电源是否正常（输出4~20mA的模拟量产品）；

十二、远程维护检测监控功能

远程无线控制系统利用互联网技术，实现在网页上对现场参数的读取、修改与上传。构成部分只有现场无线主机，无需接收器与安装管理软件。可以实现在任何地方进行监控。