स्वचालित नियंत्रण उपकरणों, रेडियोमेट्रिक माप उपकरणों में रेडियोधर्मी समस्थानिकों का उपयोग

रेडियोधर्मी आइसोटोप का उपयोग विभिन्न स्वचालित नियंत्रण उपकरणों (रेडियोमेट्रिक मापने वाले उपकरणों) में किया जाता है। औद्योगिक प्रक्रियाओं में, 1950 के दशक से रेडियोमीट्रिक तकनीक का उपयोग जटिल मापन के लिए किया जाता रहा है।

रेडियोआइसोटोप उपकरणों के मुख्य लाभ:

• गैर-संपर्क माप (नियंत्रित वातावरण के साथ मापने वाले तत्वों के सीधे संपर्क के बिना);
• विकिरण स्रोतों की स्थिरता द्वारा प्रदान किए गए उच्च मेट्रोलॉजिकल गुण;
• विशिष्ट स्वचालन योजनाओं (विद्युत उत्पादन, एकीकृत ब्लॉक) में उपयोग में आसानी।

रेडियोआइसोटोप उपकरणों के संचालन के सिद्धांत नियंत्रित वातावरण के साथ परमाणु विकिरण की बातचीत की घटना पर आधारित हैं। डिवाइस की योजना, एक नियम के रूप में, विकिरण का एक स्रोत, विकिरण का एक रिसीवर (डिटेक्टर), प्राप्त सिग्नल का एक मध्यवर्ती कनवर्टर और एक आउटपुट डिवाइस शामिल है।

रेडियोमेट्रिक सिस्टम में दो भाग होते हैं: स्रोत में एक निम्न-स्तरीय रेडियोधर्मी आइसोटोप तकनीकी उपकरणों के माध्यम से रेडियोधर्मी ऊर्जा का उत्सर्जन करता है, उदाहरण के लिए, एक पोत और दूसरी तरफ स्थापित एक डिटेक्टर उस पर आने वाले विकिरण को मापता है। जैसे-जैसे स्रोत और डिटेक्टर के बीच का द्रव्यमान बदलता है (स्तर की ऊंचाई, घोल का घनत्व, या एक कन्वेयर पर ठोस कणों का वजन), डिटेक्टर की विकिरण क्षेत्र की ताकत बदल जाती है।

कुछ प्रकार के विकिरण के मुख्य गुण और अनुप्रयोग के क्षेत्र:

1) अल्फा विकिरण - हीलियम नाभिक की एक धारा। यह पर्यावरण से दृढ़ता से अवशोषित होता है। हवा में अल्फा कणों की सीमा कई सेंटीमीटर है, और तरल पदार्थों में - कई दसियों माइक्रोन। इसका उपयोग गैस के दबाव माप और गैस विश्लेषण के लिए किया जाता है। माप के तरीके गैस माध्यम के आयनीकरण पर आधारित होते हैं;

2) बीटा विकिरण - इलेक्ट्रॉनों या पॉज़िट्रॉन की एक धारा। हवा में बीटा कणों की सीमा कई मीटर, ठोस में - कई मिमी तक पहुँचती है। माध्यम द्वारा बीटा कणों के अवशोषण का उपयोग सामग्री (कपड़ा, कागज, तम्बाकू लुगदी, पन्नी, आदि) की मोटाई, घनत्व और वजन को मापने और तरल पदार्थ की संरचना को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। पर्यावरण से बीटा विकिरण का प्रतिबिंब (बैकस्कैटर) आपको कोटिंग्स की मोटाई और किसी दिए गए पदार्थ में व्यक्तिगत घटकों की एकाग्रता को मापने की अनुमति देता है, बीटा विकिरण का उपयोग आयोनाइजिंग गैसों के विश्लेषण में और आयनीकरण के लिए स्थैतिक बिजली से शुल्क हटाने के लिए भी किया जाता है। ;

3) गामा विकिरण - परमाणु परिवर्तनों के साथ विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के क्वांटा का प्रवाह। ठोस निकायों में काम करता है - दसियों सेमी तक।गामा विकिरण का उपयोग उन मामलों में किया जाता है जहां उच्च मर्मज्ञ शक्ति की आवश्यकता होती है (दोष का पता लगाने, घनत्व नियंत्रण, स्तर नियंत्रण) या तरल और ठोस मीडिया (रचना नियंत्रण) के साथ गामा विकिरण की बातचीत की विशेषताओं का उपयोग किया जाता है;

4) एन-न्यूट्रॉन विकिरण यह अनावेशित कणों का प्रवाह है। पो — स्रोत बनें (जिसमें पो अल्फा कण बमबारी करते हैं, उत्सर्जक न्यूट्रॉन अक्सर उपयोग किए जाते हैं)। इसका उपयोग पर्यावरण की आर्द्रता और संरचना को मापने के लिए किया जाता है।

रेडियोमेट्रिक घनत्व माप। पाइपलाइन और पोत संवेदन प्रक्रियाओं के लिए, घनत्व ज्ञान ऑपरेटरों को सूचित निर्णय लेने में सहायता करता है।

स्वचालित नियंत्रण उपकरणों में सबसे आम विकिरण रिसीवर आयनीकरण कक्ष, गैस निर्वहन और जगमगाहट काउंटर हैं।

प्राप्त विकिरण संकेत के मध्यवर्ती कनवर्टर में एक एम्पलीफाइंग (शेपिंग) सर्किट और एक पल्स काउंटिंग रेट मीटर (इंटीग्रेटर) हो सकता है। इसके अलावा, कुछ मामलों में विशेष स्पेक्ट्रोमेट्रिक योजनाओं का उपयोग किया जाता है। कभी-कभी स्वचालित नियंत्रण उपकरणों को सीधे नियंत्रण प्रणाली में शामिल किया जाता है।

रेडियोआइसोटोप उपकरणों की एक विशिष्ट विशेषता अतिरिक्त संभाव्य त्रुटियों की सामान्य सहायक त्रुटियों के अलावा उपस्थिति है। वे रेडियोधर्मी क्षय की सांख्यिकीय प्रकृति के कारण हैं, और इसलिए, किसी भी समय विकिरण प्रवाह के निरंतर औसत मूल्य के साथ, इस प्रवाह के विभिन्न मूल्यों को दर्ज किया जा सकता है।

विकिरण प्रवाह की तीव्रता या माप समय को बढ़ाकर माप त्रुटियों में कमी प्राप्त की जा सकती है।हालाँकि, पूर्व सुरक्षा आवश्यकताओं द्वारा सीमित है, और बाद वाला डिवाइस के प्रदर्शन को कम करता है। इसलिए, सभी मामलों में उच्चतम पहचान दक्षता वाले विकिरण डिटेक्टरों का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है।

यद्यपि विचार किए गए प्रकार के अधिकांश उपकरणों के लिए विकिरण प्रवाह की तीव्रता का सटीक माप अनिवार्य है, यह अंतिम लक्ष्य नहीं है, क्योंकि वास्तव में तीव्रता को ठीक से नियंत्रित करना महत्वपूर्ण नहीं है, लेकिन तकनीकी पैरामीटर।

Radioisotope मोटाई और घनत्व मीटर

विकिरण के अवशोषण द्वारा मोटाई या घनत्व को मापने के लिए सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला उपकरण। विकिरण को अवशोषित करके सामग्री की मोटाई या घनत्व को मापने के लिए सबसे सरल योजना में एक विकिरण स्रोत, एक परीक्षण सामग्री, एक विकिरण रिसीवर, एक मध्यवर्ती ट्रांसड्यूसर और एक आउटपुट डिवाइस शामिल है।

घनत्व को मापने के लिए विभिन्न उद्योग रेडियोमेट्रिक तकनीक का उपयोग करते हैं। खदानें, कागज मिलें, कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र, निर्माण सामग्री निर्माता, और तेल और गैस उपयोगिताओं सभी अपनी प्रक्रियाओं में कहीं न कहीं इस घनत्व माप तकनीक का उपयोग करते हैं।

घनत्व माप ऑपरेटरों को उनकी प्रक्रियाओं को बेहतर ढंग से समझने की अनुमति देता है, जिससे उन्हें घोल के प्रदर्शन को अनुकूलित करने, रुकावटों की पहचान करने और यहां तक ​​कि जटिल अनुप्रयोगों में नियंत्रण में सुधार करने में मदद मिलती है।

रेडियोमीट्रिक घनत्व सेंसर गैर-संपर्क हैं, जिसका अर्थ है कि वे प्रक्रिया में हस्तक्षेप नहीं करते हैं, खराब नहीं होते हैं और रखरखाव की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे वे लंबे समय तक चलते हैं। बाहरी माउंटिंग सेंसर इंस्टॉलेशन को सरल करता है।

रेडियोमेट्रिक तकनीक का उपयोग घनत्व को मापने के लिए किया जाता है क्योंकि ये सेंसर संसाधित होने वाली सामग्री के संपर्क में आए बिना मापन करते हैं। गैर-संपर्क माप पहनने से मुक्त और रखरखाव-मुक्त संचालन सुनिश्चित करता है। अपघर्षक, संक्षारक या संक्षारक उत्पादों के परिणामस्वरूप अक्सर अन्य सेंसरों का लगातार और महंगा रखरखाव या प्रतिस्थापन होता है, लेकिन रेडियोमेट्रिक घनत्व डिटेक्टर 20 से 30 वर्षों तक चल सकते हैं।

सेंसर एक सीमेंट कारखाने में धूल भरी स्थितियों के प्रति प्रतिरोधी है और ऊर्ध्वाधर पाइप में घनत्व को सटीक रूप से मापना जारी रखता है

रेडियोमीट्रिक उपकरण एक पाइप या टैंक के बाहर लगे होते हैं, इसलिए सिस्टम बिल्ड-अप, थर्मल शॉक, प्रेशर सर्जेस या अन्य चरम प्रक्रिया स्थितियों के प्रति प्रतिरक्षित है। और उनके मजबूत डिजाइन के लिए धन्यवाद, ये डिवाइस पाइप या टैंक से कंपन का सामना करने में सक्षम हैं जिन पर वे स्थापित हैं।

अन्य तकनीकों की तुलना में इन रेडियोमेट्रिक सेंसर को स्थापित करना बहुत आसान है। इस प्रकार के उपकरणों को एक महंगी प्रक्रिया को बाधित किए बिना स्थापित किया जा सकता है। अन्य तकनीकों के लिए पाइपिंग के अनुभागों को हटाने या प्रक्रिया में अन्य महत्वपूर्ण परिवर्तनों की आवश्यकता होती है।

रेडियोधर्मी समस्थानिकों की प्रारंभिक लागत अन्य घनत्व माप समाधानों की तुलना में अधिक है। हालांकि, एक रेडियोमेट्रिक समाधान बहुत कम या बिना किसी रखरखाव के 20 या 30 साल तक चल सकता है।

अन्य समाधानों के विपरीत, रेडियोमेट्रिक घनत्व सेंसर पूरी प्रक्रिया में एक दीर्घकालिक निवेश है, जो आने वाले दशकों के लिए सुरक्षित और कुशल संचालन सुनिश्चित करता है। एक एकल रेडियोमेट्रिक घनत्व सेंसर उपकरण के जीवनकाल में परिचालन लागत में महत्वपूर्ण बचत प्रदान करता है।

रेडियोमीट्रिक द्रव्यमान प्रवाह माप चूने के पौधों में सटीक चार्जिंग प्रदान करता है। कुछ मीटर से लेकर एक किलोमीटर तक की लंबाई में कई कन्वेयर बेल्ट सुनिश्चित करते हैं कि विभिन्न प्रकार की प्रसंस्करण स्थितियों के तहत चट्टान को आगे की प्रक्रिया के लिए सही जगह पर ले जाया जाता है।

उपकरणों के साथ, जिसकी सटीकता विकिरण प्रवाह की तीव्रता को मापने की सटीकता से निर्धारित होती है, वे महत्वपूर्ण उपकरण हैं जिनमें विकिरण प्रवाह की तीव्रता को सटीक रूप से मापने का कार्य बिल्कुल निर्धारित नहीं है। ये रिले मोड में काम करने वाली प्रणालियाँ हैं, जिनमें केवल विकिरण प्रवाह की उपस्थिति या अनुपस्थिति का तथ्य ही महत्वपूर्ण है, साथ ही चरण या आवृत्ति सिद्धांत के अनुसार काम करने वाली प्रणालियाँ भी हैं।

इन मामलों में, न तो विकिरण की उपस्थिति और न ही इसकी तीव्रता, उदाहरण के लिए, राज्यों के प्रत्यावर्तन की आवृत्ति या चरण, जो कि विकिरण प्रवाह की अलग-अलग तीव्रता या नियंत्रित वातावरण के साथ इस प्रवाह की अलग-अलग डिग्री की बातचीत की विशेषता है, पंजीकृत है। . रिले सिस्टम के सबसे व्यापक अनुप्रयोगों में से एक स्थिति स्तर नियंत्रण है।

रेडियोधर्मी मैनोमीटर

रिले सिस्टम का उपयोग एक कन्वेयर पर उत्पादों की गिनती के लिए भी किया जाता है, चलती वस्तुओं की स्थिति की निगरानी के लिए, घूर्णी गति के गैर-संपर्क माप और कई अन्य मामलों में।

आयनीकरण के तरीके

यदि आयनीकरण कक्ष में अल्फा या बीटा विकिरण का स्रोत रखा जाता है, तो चैम्बर वर्तमान गैस के दबाव पर निरंतर संरचना या संरचना पर निरंतर दबाव पर निर्भर करेगा। इस घटना का उपयोग बाइनरी मिश्रण के लिए रेडियोआइसोटोप मैनोमीटर और गैस विश्लेषक के डिजाइन में किया जाता है।

न्यूट्रॉन फ्लक्स का उपयोग करना

एक नियंत्रित पदार्थ से गुजरते समय, इसके नाभिक के साथ परस्पर क्रिया करते हुए, न्यूट्रॉन अपनी कुछ ऊर्जा खो देते हैं और धीमा हो जाते हैं। संवेग के संरक्षण के नियम के अनुसार, न्यूट्रॉन नाभिक में जितनी अधिक ऊर्जा स्थानांतरित करते हैं, नाभिक का द्रव्यमान न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के उतना ही करीब होता है। इसलिए, तेज न्यूट्रॉन हाइड्रोजन नाभिक से टकराने पर सबसे मजबूत मॉडरेशन का अनुभव करते हैं। इसका उपयोग, उदाहरण के लिए, विभिन्न मीडिया की आर्द्रता या हाइड्रोजन युक्त मीडिया के स्तर को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।

LB 350 आर्द्रता मापन प्रणाली न्यूट्रॉन माप प्रौद्योगिकी का उपयोग करती है। माप या तो बाहर से, साइलो की दीवारों के माध्यम से, या साइलो के अंदर स्थापित एक मजबूत विसर्जन ट्यूब के माध्यम से किया जाता है। इस प्रकार, मापने वाला उपकरण स्वयं पहनने के अधीन नहीं है।

विभिन्न पदार्थों द्वारा न्यूट्रॉन अवशोषण की सीमा को मापने का उपयोग बड़े न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन वाले तत्वों की सामग्री को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। पदार्थों द्वारा न्यूट्रॉन पर कब्जा करने के परिणामस्वरूप गामा विकिरण के वर्णक्रमीय विश्लेषण द्वारा पदार्थों की संरचना को नियंत्रित करने के लिए एक विधि का भी उपयोग किया जाता है। इस तकनीक का उपयोग, उदाहरण के लिए, तेल के कुओं को ढंकने के लिए किया जाता है।

कुछ उद्योग जो रेडियोमीट्रिक प्रक्रिया माप प्रौद्योगिकी का उपयोग करते हैं, वे वेल्ड और जहाजों की अखंडता को सत्यापित करने के लिए गैर-विनाशकारी एक्स-रे निरीक्षण या रेडियोग्राफिक निरीक्षण का भी उपयोग करते हैं। ये डिवाइस भी स्रोत से गामा ऊर्जा को रेडियोमेट्रिक मीटर के समान तरीके से विकीर्ण करते हैं।

यह सभी देखें:

पदार्थों की संरचना और गुणों को निर्धारित करने के लिए सेंसर और मापने वाले उपकरण

औद्योगिक संयंत्रों में स्वचालित वजन कैसे किया जाता है