无放射源的核料位计在火电厂的应用

　　1　火力发电厂料位测量现状概述

　　长期以来,储存粗细颗粒物料仓内的料位测量一直是个难题。特别是在火力发电厂有许多应用,如原煤仓、原煤斗、煤粉仓的煤位测量,渣仓、脱水仓的渣位测量,电除尘灰斗、省煤器灰斗、仓泵和灰库的灰位测量。

　　连续料位计有电容式、雷达式、射频导纳(其实也是电容式)、超声波式。连续料位计主要是检测容器内物料的多少,一般不参与程控,偶然的误报影响不大。

　　料位开关有音叉、阻旋式、电容式、射频导纳式和射线式(核子)料位计。其中核子测i量方法是非接触测量,可靠性比较高。料位开关一般都要参与程控,对可靠性要求很高。但由于对放射源的管理是个难题,要想推广核子料位计,必须降低放射源的活度,推广起来比较困难。因而无放射源核子料位测量方法就显示出了它的重要性。

　　2　核技术测量方法

　　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。主要机理是γ射线光子与物质发生光电效应、康普顿效应后损失其能量,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,如式(1)所示

　　式中:k———为质量吸收系数。

　　核技术测量就是利用物料对γ射线强度的影响来检验物料的多少。

　　自然界中广泛存在微量的天然放射性核素。这些天然放射性核素能发出非常微弱的γ射线。无放射源核子料位测量方法就是利用这个原理通过有效、可靠地探测这些非常微弱的γ射线来达到测量的目的。

　　不管料位测量是否有放射源,当容器内物料的多少发生变化时,对容器外的放射性强度的影响是有规律的。不同的是料位计有放射源时,容器外放射性强度中包含的料位信号的信噪比高一些而已。无放射源核子探测器能在容器外可靠地测量出这种变化规律,也就测出了料位。

　　3　无放射源核子测量解决方案

　　无放射源核子测量解决方案,巧妙地利用了自然界广泛存在的微量的天然放射性核素的γ射线作为信号激励源,从而实现了“无源”测量。无放射源物位测量方法,就是基于对这种微弱信号的变化。尽管信号微弱但它是实际存在的。通过对信号物理特性的研究,根据该信号的特点,利用特殊的信号采集方法,采用各种信号处理技术进行实验,针对探测信号的特殊性,采用了随机小信号识别技术和专用的信号处理程序,成功地实现了无放射源的物位测量。