化工儀表、電力熱控系列培訓(xùn)資料(六)

1、.共同窗習(xí)、共同提高 HBH_XH首發(fā)PAGE ：.；PAGE 17化工儀表、電力熱控系列培訓(xùn)資料六化工儀表、電力熱控系列培訓(xùn)資料六同位素料位計維護與維修第一部分同位素料位計運用概略種類：同位素料位計是一種工業(yè)檢測儀表，主要運用的有三種：料位計、厚度計、密度計。運用范圍：廣泛地運用于化工、礦山、水泥、冶金、化肥、輕紡、食品、電力等部門。料位計：料位計運用數(shù)量最多，占同位互儀表的70%以上，主要運用于化肥廠，水泥廠、火電廠等。料位計的方框圖： 1、放射源和核輻射探測器組成參數(shù)變換器，其功能在于把被丈量的解電參數(shù)X轉(zhuǎn)變成為和被測參數(shù)有一定函數(shù)關(guān)系的電信號IX。該信號被加到電轉(zhuǎn)換器的輸入端，經(jīng)電子線

2、路的處置后專變成為能推進二次儀表的電信號I2X。參數(shù)轉(zhuǎn)換器和電轉(zhuǎn)換器統(tǒng)稱為一次儀表。二次儀表為顯示儀表，記錄儀器、控制儀器或計算機等。五、料位計稱號的由來：同位素料位計是同位素工業(yè)儀表的一種，更確切的講應(yīng)為物位計更適宜，由于不論被測對象是料位、液位、或是其他可變物體，都可統(tǒng)歸于物體的位置丈量。六、同位素料位計的特點：1它的檢測是非接觸式的。2可對高壓、密封、易燃、強腐蝕等特殊條件下的被測物進展延續(xù)自動檢測。3它能和微機及其他自控設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。第二部分：核輻射一、原子核根底知識：、1、元素和原子核：組成每種元素的根本單元是原子。原子是具有元素一切物性的最小“微核元素就是一切同種原子的總稱。2、放射性

3、同位素：1同位素：具有一樣質(zhì)子數(shù)不同中子數(shù)年的同一種元素的原子，互稱為同位素。如： 2同位素有穩(wěn)定的和不穩(wěn)定的兩種， 不穩(wěn)定的同位素，在沒有任何外因的作用下，原子核的成分或形狀會自動變化莫測，在變化的過程中放射出人眼看不見的射線，這種景象稱放射景象，這種性能稱放射性能，這種變化稱為放射性衰變或放射性蛻變。而具有放射性能的同位素稱為放射性同位素。3放射性同位素放射出來的常見慣的有三種：。射線或稱粒子是帶正電的原子核流。帶兩個正電荷射線或稱粒子是高速運動的電子流。帶一個負電荷射線或稱光子是從原子核中發(fā)射出來的電磁波。速度等于光速3*108米/秒，波長極短。不帶電3、放射性衰變規(guī)律：1放射強度：放射

4、性同位素的原子核在單位時間里衰變的數(shù)目稱為放射性強度。或放射性活度單位是居里CI。2單位換算關(guān)系：1居里Ci=1000毫居里mCi 1毫居里mCi=1000微居里Ci注：新的單位為貝克勒爾Becquerel，符號：Bq. 定義為：每秒一次衰變。3半衰期：就是放射性強度衰減一半時所需的時間，符號放射性強度隨時間減弱，吸從指數(shù)衰減規(guī)律：I=I0e-t注：I0為初始時的放射強度，I為經(jīng)過時間t后的放射強度。稱為衰變常數(shù)：=Ln2/T1/2=0.693/ T1/2上式可改寫為：I= I0e-0。693t/ T1/24幾種同常見同位素的半衰期：核素稱號元素符號半衰期鈷-60Co5.263年氪85Kr10

5、.76年銫Cs30年鋇133Ba10.9年銪152Eu13.2年鐳226Ra1600年鈾238U45億年碘-131I8.03天釙212Po3.0410-7年碳-14C5760年二、射線與物質(zhì)的相互作用1、射線與物質(zhì)作用的主要效應(yīng)：1光電效應(yīng)：光子穿過物質(zhì)時，和物質(zhì)中的原子發(fā)生碰撞，它能夠把本人的能量交給原子核外的一個電子，這電子脫離原來的軌道而運運，而光子本身那么被物質(zhì)吸收，這種效應(yīng)稱為光電效應(yīng)。2散射效應(yīng)： 3電子對效應(yīng) 三、常見的射線源射線性同位素雖然有許多，但是有的半衰期太短，有的來之不易，所以射線料位計所用的放射源，目前絕大多數(shù)為鈷-60或銫-，鈷-60的半衰期為5.263年，銫-的半

6、衰期為30年。所以，我們所用放射鈷-60普通五年，就要換新源。第三章：核輻射探測器一、計數(shù)管：1、種類：常用的有J408和J306。2、用途：主要用于電廠和水泥廠所用的開關(guān)型料位計的探測器。3、任務(wù)特性：1優(yōu)點：A靈敏度高，B 脈沖幅度大C 穩(wěn)定性高D運用方便，本錢低開關(guān)量控制。2缺陷：A分辨時間長B 探測效率低C 有亂真計數(shù)。二、閃爍計數(shù)器：閃爍計數(shù)器包括：閃爍體，光電倍增管，和相應(yīng)的輸出電路。1、閃爍體1按化學(xué)性質(zhì)分類，可分為無機的和有機的兩大類，按物質(zhì)形狀來分，可分為固體固體和粉末、液體、氣體、塑料等類型。2射線料位計中常用的閃爍體為無機閃爍晶體，如碘化鈉閃爍晶體或碘化銫閃爍晶體。3碘化

7、鈉晶體：型號：ST-101 發(fā)射波長：4100A 主要用途：丈量射線能譜。外形特征：圓柱形、鋁盒、鋁入射窗。尺寸：4040mm2、光電倍增管：1組成部分：光陰極，倍增極，陽極。2原理：利用光電效應(yīng)把入射光轉(zhuǎn)換為光電子，從而把微弱的光轉(zhuǎn)換成電流脈沖。而光電子經(jīng)倍增管極依次逐級倍增，最后，電子搜集在陽極上，產(chǎn)生很大的電流脈沖。3暗電流，本底脈沖及噪聲：由于光陰極和倍增極的熱電子發(fā)射，電極間絕緣資料的漏電以及其它一些要素，即使光電倍增管完全不見光，在加上任務(wù)電壓之后，陰極上仍有微弱電流流過，這微弱電流稱為暗電流。暗電流實踐上是微小脈沖的累計效果，這種微小電脈沖就是光電倍增管的本底脈沖或稱噪聲。4運用

8、環(huán)境：在加上任務(wù)電壓時，一定不能暴光，否那么即燒壞。5常用管子：北京管，南京管GDB-44 GDB-44：直徑：51mm 長度：110mm倍增管：百葉窗式，非聚焦。 任務(wù)電壓：1600V。注：1北京管與南京管不能互換用，由于它們的管腳順序雖然一樣，但它們的電壓分配不同。2北京管：從管座底部看由缺口按順時針方向數(shù)為1、215。3南京管：管腳序號同北京管。第四部分：電子線路射線料位計的電子線路普通可分為兩個部分：一部分是與射線探測器相配合的前置電路；另一部分那么為脈沖轉(zhuǎn)換電路，它對前置電路的輸出的脈沖信號進展處置，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的指示或控制信號，線路主要部分如以下圖：一、根本單元電路1、前置電路：1同

9、探測器相配合的，置于主電路前面的電子線路，統(tǒng)稱為前置電路。普通將這部分電路放置在探頭內(nèi)。2與閃爍計數(shù)器相配合的前置電路普通包括電壓放大器及射極輸出器，以放大信號電壓和功率，并使光電倍增管的輸出阻抗與之所銜接的遠傳電纜匹配，我們所用料位計FDL-1 HT-5001AB的前置電路是由兩只三極管組成復(fù)合跟隨器。(3)前置電路的作用(1)對脈沖進展放大(電壓或電流)。 (2)阻抗匹配,以便遠間隔 傳輸。2、主放電路：1組成：FDL料位計的主放電路是由高速運算放大器FC92組成。HT-5001AB的主放電路是由高速運算放大器LM318N組成。2作用：它把由探頭送來的脈沖信號進展放大。3調(diào)試：對于FDL-

10、1，調(diào)試時，首先應(yīng)使FC92輸出端6腳在靜態(tài)時應(yīng)接近0V，假設(shè)不為0V，應(yīng)調(diào)W2使6腳接近0V。 對HT-5001AB，因LM318N有自調(diào)調(diào)零功能，故無需調(diào)試。3、幅度甄別器：1電路：由FC92LM318N第6腳來的脈沖信號被送往幅度甄別器。幅度甄別器是由FC81LM393N組成的電壓比較電路完成。2作用：剔除前級輸出脈沖中雜亂的小幅度脈沖噪聲、交流等起抗干擾作用。對輸入脈沖進展預(yù)處置，使輸出的脈沖幅度一致。3反向輸入電壓調(diào)理電位器W1 2.2K,當(dāng)前來的脈沖中的小脈沖低于1.3V左右的不能使FC81LM393N轉(zhuǎn),輸出為低電平接近0V，只需當(dāng)脈沖大于1.3V的才干合FC81LM393N的輸

11、出高電壓為2.7V左右，這樣才干起到了甄別的作用。因此，應(yīng)調(diào)理W1，使該電壓在1.3-1.6V之間才干起到作用。4、整形器： 探測器輸出的脈沖信號幅度和寬度并不一致。但是對后級的計數(shù)率表電路來說，輸出脈沖必需是幅度一致和寬度滿足一定要求的矩形脈沖，所以必需用整形器來將探測器的輸出信號改呵斥幅度一致的矩形脈沖。電路：FDL型：由T106來完成的。 HT-5001AB由74LS74 TTL高速D型觸發(fā)器來完成的。作用：對脈沖寬度進展處置，以滿足后續(xù)處置電路的要求。5、計數(shù)率表電路：1即用直接指示單位時間內(nèi)脈沖數(shù)的電路，稱為計數(shù)率表電路。該電路也稱積分器。2作用：經(jīng)過整形后的脈沖，經(jīng)過率表電路轉(zhuǎn)換為

12、直流電壓或電流，并指示電表給出相應(yīng)的指示值。進展數(shù)學(xué)運算。線性率表電路：當(dāng)率表電路所轉(zhuǎn)換成的直流電壓或電流參數(shù)與脈沖計數(shù)率呈線性關(guān)系時，就稱線性率表電路。對數(shù)率表電路：當(dāng)直流電壓或電流參數(shù)同脈沖計數(shù)率呈對數(shù)關(guān)系時，那么稱對數(shù)率表電路。我們所用料位計是采用的對數(shù)率表電路。即采用2級二管唧筒式電路完成。由于射線料位計中，探測器所接納的射線強度往往與物位參數(shù)呈對數(shù)關(guān)系。二極管唧筒式電路： 輸出電壓U0與計數(shù)率之間的關(guān)系：U0=Ui-U0C1*nR，即U0= Ui* C1*nR/1+ C1*nR闡明：在U0在0之間變化Ui之間變化，且與N呈線性關(guān)系。U0與N的關(guān)系曲線如上圖。6、上下限報警電路：1電路

13、：報警電路是由F004LM358組成的電壓比較器，三極管3DG27，繼電器與互動電路來完成的。2高極：對于高位報警，高限基準(zhǔn)，電壓將為2V加到F004LM358的反相端上，這樣當(dāng)有主機板輸出的大于2V的電壓加到F004LM358的同相端上，那么輸出高電平大于8V，這樣運用期3DG27導(dǎo)通，繼電器J動作，輸出高位控制信號，并使高位燈亮。3低位報警：對于低位報警，低限基準(zhǔn)電平約0.5V，加到相應(yīng)的F004的同相端上，這樣當(dāng)主機板輸出小于0.5V的電壓加到F004的反相端上時，由于同相端電壓高于反相端電壓，F(xiàn)004輸出高電平大于8V，這樣使與之對應(yīng)的3DG27導(dǎo)通，相應(yīng)的繼電器動作，輸出低位控制信號

14、，并使低位燈亮。當(dāng)主機板輸出電壓在0.5V-2V之間時，高低位繼電器都不動作， 這時中位燈亮。7、低壓電源：采用集成穩(wěn)壓電源，三端固定穩(wěn)壓器LM7812、LM78 24、LM7912，其接法如下：8、高壓電源：1電路：射線料位計的高壓電源的提供射線探測器所需這直流高壓。高壓的獲得是先由直流低壓電源經(jīng)變換器轉(zhuǎn)變成交流高壓。然后現(xiàn)經(jīng)過整流、濾波、獲得直流高壓輸出，我們用的料位計的直流高壓電源都是共發(fā)射極推挽式變換電路。2方框圖：3直流高壓電源穩(wěn)定原理： 4變換器：直流高壓電源中的變換器通常選用變壓器耦合的間歇振蕩電路。電路如以下圖：二、整機電路實例 見附圖第五部分 缺點檢修儀器缺點的判別方法：安裝

15、在現(xiàn)場的儀器，假設(shè)在運用中表針忽然指示到100A以上位置，將液位放下來，表針不能隨之下降，即可以以為儀器發(fā)生了缺點。正在運用的料位計指示不能隨液位變化而變化時，可用調(diào)零電位器將表針調(diào)在中間某一位置，然后卸下探頭，使之接近或遠離放射源，如表針有明顯變化接近指針下移，遠離指針上移，闡明儀表任務(wù)正常；如表針無任何變化，那么闡明儀器發(fā)生了缺點。由于任何地方都存在著本底射線，因此在儀表室或辦公室可采用以下方法判別儀表任務(wù)能否正常：先取下儀器探頭用調(diào)零電位器將表針指示調(diào)在中間某一固定位置，然后接上探頭開機，如表針指示向零的方向打去，闡明儀表任務(wù)正常；假設(shè)表針仍指示到原來位置，那么闡明儀表缺點。接好儀表探頭

16、后開機，察看表針有無細微的擺動；如有，儀表正常，如無任何擺動，那么為儀表缺點。接好探頭開機，對儀表進展調(diào)零。假設(shè)將表頭指示調(diào)在0A時，調(diào)零電位器的指示大于1，儀表任務(wù)正常；如調(diào)零電位器的指示為零，闡明儀表發(fā)生了缺點。根據(jù)以上判別，確認(rèn)儀表缺點時，就需翻開儀表，借助萬用表等工具、儀器對儀表進展檢查，找出缺點元件。主機缺點的判別與檢修：假設(shè)儀器停頓任務(wù)，可用備用探頭試，假設(shè)它們不能任務(wù)，那么闡明主機缺點。參與振蕩信號，表針無變化，闡明主機缺點。加振蕩信號的方法：用一表筆或?qū)Ь€一端串一1000P/160V的電容，制造一根振蕩信號通路。振蕩信號源：任務(wù)中的3AD50C3AD6C的發(fā)射極C極即管子外殼。

17、注入方法：a、先將微安表調(diào)到70A處，將振蕩信號注入BG3 3DK7的基極，如表針迅速向下偏移，闡明此點以后電路任務(wù)正常，缺點在此點以前。b、等表針返向原處后，在T076輸入端3腳或LM358的輸入端5腳如表針迅速向下打，闡明 T076 LM358任務(wù)正常，缺點在此以前；反之，在丈量T076 LM358供電正常時，闡明T076 LM358損壞。c、用振蕩信號注入法檢查高速電壓比較器FC81LM393注入LM393的輸入端3腳。d、將振蕩信號注入FC92LM318輸入端2腳，即C9之前，如表針有反響，闡明主機板任務(wù)正常。無反響時，用萬用表丈量FC92LM318的輸入端6腳，如測得電壓與其正常任務(wù)

18、時的電壓0V相差很大，且調(diào)整電位器W2指FDL型無法使輸出電壓為0V時，表時FV92LM318損壞。e、在主機板的輸入端注入信號，如表頭有反響，闡明主機板正常，缺點在于電纜線或探頭。主機板的信號通入C9輸入，所以注入信號時，就加在C9之前即可。3、低壓電源的測試：1測試值高于正常值時，穩(wěn)壓塊擊穿。2測試值低于正常值時，去掉負載主機板和報警板后，假設(shè)能恢復(fù)正常，闡明負載出現(xiàn)缺點，否那么穩(wěn)壓器擊穿。甚至還要檢查整流后的電壓能否正常。4、高壓電源的檢修：1測得高壓為0V振蕩電路缺點。測LM317的2腳電壓主能否在10V 左右；假設(shè)有，闡明振蕩電路停振，3AD50C壞或振蕩線圈壞否那么，闡明LM317

19、壞。2測得高壓為1700V左右：LM317電路缺點。假設(shè)LM317的2腳電壓有17V左右，那么LM317電路缺點，那么LM317壞或調(diào)理元件W16、R79蛻變或開路缺點。3測得高壓為500V左右：信壓電路缺點。信壓電路由D31，D32，C53，C54和R83組成，對DFL型結(jié)HF-5001AB型，信壓電路由D15，D16，C32，C33和R68組成。這些元件能夠擊穿，蛻變或開路。4高壓時有時無：能夠是C530.022F/2KV擊穿，對HT型是C32(0.01F/2KV以致于呵斥R83或(R68)開路;也能夠是振蕩線圈燒壞。檢查主機板缺點：利用加振蕩信號的方法，對每一個集成塊進展個檢查。如調(diào)理調(diào)

20、零電位器，表針不隨之變化，闡明IC4，IC5即LM358壞。報警板缺點檢修：1表頭指示在80%以上，而高燈不亮，測F004的6腳或LM339的14腳輸出電壓能否在10V以上；假設(shè)指示低于80%測F004的6腳或LM339的14腳輸出電壓能否在-10V以下；假設(shè)是，那么三極管BG63DG27壞，否那么F004或LM339壞。2表頭指示在20%以下，而低燈不亮與上同。探頭缺點檢修：高壓分壓電路缺點：普通是電阻燒壞或蛻變。前置放大電路缺點，穩(wěn)壓管D1和BG1，BG2易出現(xiàn)缺點。D1的內(nèi)部構(gòu)造：是由2DW234和2DW235兩個管子組成。BG1和BG2各極電壓分配：BG1：VB=-2V，VC=-11.

21、7V, VE=-1.4VBG2: VB=-1.4V，VC=-11.5V, VE=-0.8V光電倍增管缺點：光電倍增管陰極應(yīng)為茶色，假設(shè)變?yōu)榘咨?，即為損壞。晶體缺點：晶體本無色透明，假設(shè)蛻變，即為損壞。特殊缺點：1、高壓線漏電，呵斥表殼帶電，儀表指示時準(zhǔn)時不準(zhǔn)，這種景象是由于高壓經(jīng)過屏蔽線傳至儀表外殼呵斥的，可把高壓信號線上的屏蔽線斷開來處理。2、主機板插件接觸不良時，無負壓，會使表針固定指示某一位置。3、報警板上F004的腳所接1000P電容漏電時，輸出電壓最高僅可達2V左右，引起指示燈轉(zhuǎn)不靈。4、電位器W1調(diào)整不變或阻值變化時，會引起FC92振蕩，從而出現(xiàn)極強的信號。5、高壓輸出不穩(wěn)時，會引

22、起表針異常抖動或擺動。第六部分：安裝方式與放射源強度計算一、安裝方式：決議安裝方式時應(yīng)思索的要素。當(dāng)物位變化時，相應(yīng)的射線輻射強度運用足夠的變化量。放射源的強度要盡能夠選得小一些以利于防護。且必需對放射源采取妥善的平安防護措施。要維護，檢修方便。對置于露無的設(shè)備，要加強對探頭的防水，防暴曬措施。常采用的安裝方式舉例：1定點監(jiān)測型：2延續(xù)丈量型：延續(xù)丈量型安裝方式，適用于對被測設(shè)備內(nèi)可變物料位置在某一高度范圍內(nèi)進展自動檢測與延續(xù)指示。二、放射源強度計算：設(shè)放射源與探測器之間的間隔 為L (m)。射線經(jīng)過資料密度為，厚度為d時的減弱倍數(shù)為K，d。n為脈沖計數(shù)率，脈沖數(shù)/秒。n本為探測的本底計數(shù)率，

23、脈沖數(shù)/秒。探測器的丈量系數(shù)為K源強度寬裕系數(shù)為放射源的強度為I那么：I=n+2n本*L2*Kk(，d) .闡明：1探測系數(shù)K：當(dāng)探測效率以百分?jǐn)?shù)表示時： K=4/3.7103gs 其中，g是放射源每次衰變時光子孫拉額，對60Co，g=2；Cs，g=0.85 S：探測器有效探測面積cm2(2)減弱倍數(shù)k(，d)：當(dāng)射線穿過多層不同資料組成的設(shè)備時，設(shè)備層物質(zhì)的厚度及線性減弱系數(shù)分別為d11 ，d22。那么總減弱倍數(shù)為：k(，d)= k1d1，1 *k2d2，2*.(3)源強寬裕系數(shù)為：選取值的大小與放射源的半衰期，放射源設(shè)計運用年限及計算中所取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有關(guān)，值不用獲得過大，對CO-60，取1.5-2也就差不多了。計數(shù)率n對于NaI：n本=100個/秒。n查表附表：探測器的丈量系數(shù)KmCi/m2/脈沖數(shù)探測元件K源J306J408NaI302540405050Co-60810-3710-31.510-36.7510-44.310-4Cs-1.2510-21.3410-23.7510-31.610-3110-3注：表中數(shù)值為單個探