6.7. Радіоізотопні рівнеміри

Принцип дії радіоізотопних рівнемірів заснований на використанні залежності інтенсивності потоку іонізуючого випромінювання, що падає на приймач (детектор) випромінювання, від положення рівня вимірюваного середовища.

У порівнянні з рівнемірами, заснованими на інших принципах вимірювань, радіоізотопні прилади є найбільш універсальними, тому що забезпечують безконтактне вимірювання і сигналізацію рівня у відкритих і закритих ємностях будь-яких рідких і сипучих середовищ. Точність і стабільність їхньої роботи не залежать від зміни стану й параметрів вимірюваного середовища. Основними елементами будь-якого радіоізотопного приладу є: джерело іонізуючого випромінювання; приймач (детектор) випромінювання; електронна схема, що перетворює і підсилює сигнал від детектора; вимірювальний (пока

зуючий, самопишучий, що сигналізує та ін.) пристрій.

Джерело випромінювання найчастіше виконується у вигляді окремого

блоку. Вид випромінювання ( -, - чи - випромінювання) і активність джерела вибираються в кожному конкретному випадку залежно від розв'язуваного завдання. У більшості серійних радіоізотопних приладів використовуються джерела - випромінювання.

Ослаблення -випромінювання (або зменшення його інтенсивності) після проходження через шар речовини виражається наступною залежністю:

І=І₀е^-d

де I — інтенсивність випромінювання після проходження через поглинач; І₀ — інтенсивність випромінювання до проходження через поглинач;  -лінійний коефіцієнт ослаблення, що залежить від енергії випромінювання і

природи речовини, 1/м; d — товщина шару поглинача, м.

В якості детекторів застосовують іонізаційні камери, газорозрядні й сцинтиляційні лічильники, напівпровідникові детектори. У детекторах енергія іонізуючого випромінювання перетвориться в електричну. В іонізаційних камерах вихідний сигнал має аналогову форму, в інших детекторах - дискретну.

Радіоізотопний сигналізатор (реле) рівня (рис. 6.10) призначений для безконтактної сигналізації про підхід границі роздподілу двох середовищ до заданого значення. Сигналізатор складається із джерела випромінювання 1, детектора 3, підсилювача 4 і сигналізуючого пристрою 5. Інтенсивність іонізуючого випромінювання від джерела 1 до детектора 3 при проходженні через шар матеріалу в ємності 2 зменшується внаслідок поглинання його матеріалом. У результаті на детекторі 3 виникає сигнал, що підсилюється підсилювачем 4 і подається у вимірювальний пристрій 5.

Слідкуючий радіоізотопний рівнемір (рис. 6.11) заснований на поглинанні - випромінювання контрольованим матеріалом. Спостереження за рівнем рідини або сипучого матеріалу в ємності 1 здійснюється шляхом синхронного переміщення джерела 2 і приймача 5 випромінювання, що перебувають на тросах або гнучких стрічках у трубах 6, поміщених всередину ємності. Слідкуюча система, 3 складається з диференціального підсилювача й електродвигунів з редукторами, що здійснюють переміщення джерела й приймача випромінювання. Подання вимірювальної інформації про зміну рівня забезпечується за допомогою вимірюванняювального приладу 4.