ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Датчики с переменной геометрической формой рабочего пучка излучения из "Применение радиоактивных изотопов для контроля химических процессов" В датчиках, работа которых основана на использовании этого принципа, при изменении контролируемого параметра изменяется либо расстояние между источником и детектором излучения, либо ширина рабочего пучка излучения. С помощью таких датчиков можно измерять расстояния, перемещения, уровни и подобные геометрические параметры. Принципиальные схемы устройства этих датчиков показаны на рис. 55. [c.128] Простейший датчик с переменным расстоянием между источником излучения и детектором (поплавковый радиоизотопный уровнемер) схематически изображен на рис. 55, а. Внутри сосуда 1 укреплена направляющая трубка 2, открытая на концах. Внутри трубки на поверхности жидкости находится поплавок с источником излучения 3. Детектор излучения 4 расположен над излучателем 3 снаружи сосуда. [c.128] Так как показания прибора, собранного по блок-схеме (см. рис. 54), пропорциональны скорости счета п, выражение (4-23) представляет собой уравнение шкалы уровнемера. Это уравнение связывает (с точностью до некоторого постоянного коэффициента, зависящего от коэффициента усиления системы) показания прибора и значения измеряемого параметра—уровня Л. Из формулы (4-23) следует, что шкала поплавкового уровнемера является нелинейной, однако при небольшом диапазоне изменений уровня эта нелинейность обычно невелика. [c.129] При точном соблюдении зависимости (4-24) шкала прибора становится линейной. [c.129] Датчики поплавкового типа можно использовать и при измерениях плотности—для бесконтактного съема показаний ареометра. Принцип устройства такого датчика плотности понятен без пояснений (см. рис. 55, в). [c.129] При скачкообразном изменении интенсивности излучения (и, следовательно, скорости счета п) изменение показаний прибора через время Т составит 95% от полного изменения показаний, т. е. можно считать, что переходный процесс практически закончен. [c.130] Аппаратурные погрешности приборов с прямым измерением интенсивности излучения сравнительно велики (как и в любых системах прямого измерения) и составляют значительную часть суммарной погрешности. [c.130] Уменьшение суммарной погрешности за счет статистической составляющей нецелесообразно, так как в соответствии с формулами (4-13) и (4-17) суммарная погрешность при любом уменьшении 8 (т. е. при любом увеличении активности излучателя) не может быть меньше аппаратурной погрешности. Увеличение активности излучателя уменьшает суммарную погрешность менее чем на 30% по сравнению с погрешностью, достигаемой при выполнении равенства (4-26). [c.130] При повышении уровня максимальная погрешность уменьшается. [c.130] Из уравнений (4-22), (4-25) и (4-26) нетрудно определить необходимую активность источника излучения (в мкюри)-. [c.130] Из формулы (4-28) следует, что уменьшение Т (т. е. повышение быстродействия прибора) при неизменной величине погрешности измерения связано с необходимостью увеличения активности излучателя. Этот вывод в общем виде был уже сделан ранее. [c.130] При помощи аналогичных приемов легко вычислить значения Акт и С для приборов, работающих по схемам, изображенным на рис. 55, бив. [c.130] Так как поглощающая стенка сосуда имеет довольно большую толщину, выбираем излучатель с жестким т-излучением (Со ). Для этого излучателя к =2, х. = 0,3 см (сталь, широкий пучок излучения), эффективность регистрации счетчиком СТС-8 е=0,009. [c.131] Максимальное значение скорости счета чрезмерно велико для галогенного счетчика, который использован в измерительной схеме. Поэтому в данном уровнемере следует использовать два счетчика СТС-8, включенных параллельно необходимая активность т-излучателя при этом уменьшится вдвое (потребуется источник с активностью 4 мкюри). [c.131] Интересно отметить, что простой по устройству поплавковый уровнемер в данном случае обеспечивает точность измерений, вполне достаточную для многих практических случаев. [c.131] Таким образом, изменение уровня вблизи верхней границы возможных его значений вызовет в 14 раз большее отклонение стрелки, чем такое же по абсолютной величине изменение уровня вблизи нижней границы (т. е. вблизи значения А =Лп,1п). Отклонение стрелки прибора, отнесенное к изменению измеряемого параметра, характеризует чувствительность прибора следовательно, в данном случае чувствительность уровнемера в конце шкалы будет выше, чем в начале шкалы. [c.132] Существенным недостатком поплавковых радиоизотопных датчиков является необходимость введения в сосуд направляющей трубки и поплавка. Использование таких датчиков для измерения уровня агрессивных и вязких жидкостей, а также жидкостей, нагретых до высокой температуры, затруднительно или вообще невозможно. Во всех этих случаях и, кроме того, для измерения уровня сыпучих веществ можно применять датчики с переменной шириной рабочего пучка излучения (рис. 56). [c.132] При увеличении числа излучателей шкала уроЕнемера становится более линейной. Иногда вместо нескольких коллимированных (точечных) излучателей используют один излучатель в виде проволочки (распределенный), как показано на рис. 56, б. Линейность шкалы уровнемера с этим датчиком несколько меньше. [c.133] Известны датчики с распределенными излучателями, работающие не на просвет , а на погружение (рис. 56, в). Шкала уровнемеров с такими датчиками всегда более или менее нелинейна кроме того, эти датчики обладают указанным выше недостатком поплавковых датчиков. [c.133] Вернуться к основной статье