[发明专利]一种确定连续式无源核子料位计中料位曲线的方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及无源核子料位测量技术领域，具体的说是一种确定连续式无源核子料位计中料位曲线的方法。

[背景技术]

在化工、冶金、煤炭、电力等行业，在输送物料的过程中，经常需要测量料斗、料仓中的料位。

现有利用伽玛射线测量物位的方法主要有两种：一种是传统的带放射源的核子料位计，如国内专利CN202230393公开的一种自动料位控制装置，其实质是利用左右相互对称的伽马射线柱对料位仓中的料位进行测量；另一种则是不带放射源，利用被测物料和环境的天然的伽玛射线测量物位的无放射源核子料位计，简称无源核子料位计，无源核子料位计使得不用放射源而只是利用被测物料自身的伽玛放射性和被测容器所在环境中的伽玛放射性实现非接触测量物位变得简单有效和可行，使得原本需要使用核子料位计的领域被无源核子料位计取代，大大减少了放射源的使用数量，免去了高昂的放射源管理成本，降低了辐射风险。

根据料位测量的报警模式又可将无源核子料位计分为开关式和连续式两种形式。开关式无源核子料位计是只能分辨物料高度是否达到设定位置、并输出开关信号的物位计；而连续式物位计是指能够分辨出具体的物料高度、并输出一种或多种连续物位信号的物位计。

对于连续式无源核子料位计来说，料位曲线即物料高度与伽马射线强度的对应关系曲线，因此料位曲线的确定对准确判断料位起到非常关键的作用。如国内专利CN200810017274提供了一种与现实非常不符的理想的计算方法，用来计算出物位和测量到的放射性强度的对应曲线。该方法为了计算方便，首先把体放射源简化成面状放射源，其次把体放射源侧面的测量点的位置简化为面状放射源上空一点，最后又把平面上空一点的理想情况，扩大到不符合该理想模型的实际应用中，由此计算出的曲线的变化趋势在测量点靠近物料分界面时，与实际是相反的，所以没有实用价值。

又如国内专利CN03115824公开的一种利用天然放射性测量物位的方法，其方法在于已知料位的情况下，逐渐增加物料，同时连续测量伽玛射线放射强度，得到物料高度和伽玛射线放射强度一一对应的点，连接所有测量点得到一条连续曲线即料位曲线。该方法的适用前提为已知料位，并且知道每个时刻的料位，但在实际情况下，该方法难以实现原因有三：第一，通常不能及时准确知道料位；第二、为了得到比较准确的伽玛射线强度值，需要一定的响应时间；第三，由于伽玛射线的随机性，实际测量到的伽玛射线强度值是一个范围。

[发明内容]

本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种可精准确定连续式无源核子料位计中料位曲线的方法。

为实现上述目的，设计一种确定连续式无源核子料位计中料位曲线的方法，包括测量装置和计算模块，其特征在于该方法采用直接法，包含以下步骤：

（a）将连续式无源核子料位计安装在选定位置，使其安装高度符合报警的高度要求，安装方向要使得其中的伽玛马射线探测器能探测被测物料和被测容器的伽玛射线强度；

（b）在测量范围内任意的一个可知的料位处，记录连续式无源核子料位计测量到的伽马射线强度及其变化范围，得到料位与伽马射线强度平面上的一个线段；

（c）按照所需测量精度，改变料位，记录连续式无源核子料位计测量到的伽马射线强度及其变化范围，得到料位与伽马射线强度平面上的另一个线段；

（d）重复步骤（c）；

（e）连接得到的线段的最大点，再连接得到的线段的最小点，得到不同料位对应的伽马射线强度的变化趋势，即比较粗的一条料位曲线；

（f）根据该料位曲线，依实际测量的伽玛射线强度得到料位的范围，其中间值就是被测料位。

该方法采用推算法替代直接法，包含以下步骤：

（a）线性拟合推算，在料满（料位为H）时，测量伽玛射线强度Nh；在料空（料位为L）时，测出伽玛射线强度Nl，实际测量时，当测到的伽玛射线强度为N，则此时的料位依计算公式h=L+(H-L)*(N-Nl)/(Nh-Nl)计算得出。

（b）曲线拟合推算，测出料满和料空两个伽玛射线强度值，再多次改变料位，利用移动定位法确定该料位值，同时测出对应该料位的伽玛射线强度，得到包括料满和料空在内的多个料位和伽玛射线强度的对应点，再利用三次曲线拟合这些点，得到伽玛射线强度和料位的关系曲线，实际测量时，用测量到的伽玛射线强度值和该关系曲线，计算对应的料位。

该方法采用参考法替代直接法，包含以下步骤：