矿浆浓度计
NDS-3100豁免型放射性核子密度浓度传感器介绍
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什么是NDS-3100?
NDS-3005核子密度 (浓度) 计是一种低辐射剂量、高灵敏度核计,核心技术源自俄罗斯。它以夹具的形式安装在管道上,并使用伽马射线作为测量介质。它使用的安全和环境保护低于豁免活动。22Na放射源 (V类以下的源),一种非接触式密度测量仪器,可以连续,实时,非接触地在线测量流体密度。它可以用于以密度作为最终产品的主要控制参数的过程控制,也可以用于固体百分比或其他质量控制参数 (例如浓度百分比) 的指标。
22Na的豁免活性为1000000Bq; 137Cs的豁免活性为10000Bq,137Cs发射的伽马射线能量约为0.66MeV,22Na发射的伽马射线能量约为1.2MeV。伽马射线的能量越强,穿透能力越强。
免检放射源是根据国家规定免检放射安全管理的放射源,即使人体长期接触,放射源的危害也不会对人体造成危害。
该产品使用的22Na放射源由俄罗斯国家原子能集团的子公司JSC同位素提供。JSC同位素有资格提供周期表中几乎所有的放射性和稳定同位素。产品采用气体分离法、电磁法、分离法生产。
图2: JSC Isotope 公司
图3: 报关单样本
NDS-3100环保 (豁免) 放射源产品的优势
本产品采用中华人民共和国生态环境部免征放射源。用户不需要申请辐射安全许可证,用户不需要建设专用放射源仓库,也不需要办理环评验收手续。
用户不需要安装连接到公安监控网络的强制监控系统,不需要控制放射源的使用,可以节省每年高昂的网络维护成本和第三方平台费用。
使用22Na免检放射源的单位不需要建立放射源管理机构和管理制度,维护人员不需要取得辐射从业资格证,而且节省了人员定期体检的费用,也不需要获得环保部门的环评许可证。
用户不需要购买防护服、辐射探测器和个人辐射剂量计。本产品对人体无伤害,对环境无污染。
如果受控放射源丢失,法定代表人是第一责任人。本产品的22Na放射源可以作为普通仪器处理。即使源丢失,也不会作为辐射事故处理。(当然,无论剂量有多小,它仍然是辐射源。,管理人员应保持谨慎的态度)。
NDS-3100产品特点
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豁免放射源
使用更安全的低剂量放射源(22Na),辐射安全风险低,符合环保部门对豁免管理放射源的剂量要求,并取得豁免备案。放射源容器加强辐射屏蔽,距仪表外壳0.1米处泄露剂量可小于1μSv/h。
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高精度射线探测器
配套的射线探测器(传感器)采用最新研发并应用于大科学装置的光电探测技术,对极低剂量γ射线也十分敏感,为环保型浓度密度分析仪提供了更高的精度和灵敏度。并且采用一体化设计,结构紧凑,性能稳定可靠,安装使用方便。
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嵌入式计算平台
采用嵌入式计算技术作为仪表平台,具备更强劲的计算能力和通讯支持能力,并且提供丰富直观的人机界面,可显示实时浓度、密度、流量、产量等相关参数、查询历史数据,并且支持半自动标定和参数设置。具备4G无线通讯功能和云服务支持,可在各种终端设备远程查看仪表参数和测量数据,并可远程维护和监控。
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更高精度
高精度采样电路配合灵敏度的探测器,高精度采样,计数频率分辨率达0.1Hz。密度分别率可达0.1kg/M3。
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更灵活的输出方式
密度、标准密度或特殊计算值 (固体百分比、比重等)采用直接毫安 (4–20 mA) 输出,也支持Modbus-RTU RS-232 485通讯输出。
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更便捷的安装方式
管道外夹式安装,对安装位置、腐蚀性、管道材质、流速和压力影响不敏感。特别适用于因为高温、高压、流动性不好等工作条件,必须非接触测量的场合选用。并在保持流动性前提下允许最多固体含量。
测量原理
核子密度计的密度测量基于物质吸收低能射线的原理。在测量路径的一定条件下,不同密度的介质对核辐射的吸收程度是不同的。一束射线通过介质的弱化规律为:
式中, Ix——穿过介质后的射线强度
I——标定时介质之前的射线强度
μ——介质对射线的质量吸收系数
ρ——待测介质密度
d ——测量路径
λ——源衰变常数
t——源衰变时间,从标定之日算起
从公式中可以看出,当被测管道不变,介质的吸收系数不变时,测量介质对射线的吸收强度主要与介质的密度有关: 介质的密度越大,光线的吸收越大,反之亦然。光线的吸收越小。
图1: 测量原理示意图
如图1所示,γ射线从放射源罐中发射,此时射线强度为I ,通过吸收率固定的管壁和因密度变化而吸收率变化的被测介质,达到探测器后射线强度为I0 .通过探测γ射线的强度变化并应用到已知的转换中,NDS-3100可以提供高精度的在线密度测量。
质量浓度计算公式:
式中: C——矿浆浓度
——干矿密度或称为自然容重
ρ——矿浆密度
(设清水浓度为0,清水密度为1000kg/M3)
在实际应用中,核密度计测量实时矿浆密度值,用户在仪表中输入干矿密度值,得到实时测得的矿浆质量浓度值 (干矿质量与矿浆总质量之比)。
性能参数
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项目 |
范围 |
单位 |
密度测量性能参数 |
精度 |
± 3.0 |
千克/立方米 |
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工作范围 |
0至3000 |
千克/立方米 |
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重复性 |
± 1.0 |
千克/立方米 |
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工艺温度 | 不限 |
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工艺压力 |
不限 |
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探测器 |
闪烁晶体材料 |
Nal |
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检测对象 |
γ射线 |
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电源电压 |
24 ± 0.5 |
五 |
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当前 |
1.5 |
A |
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输出信号 |
1.0V @ 1235keV(22Na) |
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工作温度 |
-10 ~ 50 |
℃ |
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防护等级 |
IP65 |
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重量 |
1.4 |
kg |
放射源 |
放射性元素 |
22Na |
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主要能源 |
1.235 |
Mev |
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泄漏剂量 |
0.1 |
Μ sv/h |
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半衰期 |
2.6019 |
年 |
|
容器 |
带手动控制阀的铅箱 |
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安全级别 |
GB4075/2009/C54434 |
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总重量 (包括外壳) |
7.5 |
kg |
二次表 |
电源 |
220 |
V (交流) |
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额定电流 |
2.5 |
A |
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操作界面 |
彩色液晶触摸屏 |
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工作温度 |
-10 ~ 50 |
℃ |
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输入信号 |
频率,4 ~ 20mA,PT100,开关值 |
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输出信号 |
4 ~ 20mA,开关 |
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无线通信 |
可选支持4g网络和远程监控管理 |
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设备结构图
整体安装结构
辅助表
安装方法
几种常见的安装方法
安装注意事项
浆液能否填充管道并在管道中顺利流动 (更换良好);
不同的管道材料和浆料吸收速率导致通过的颗粒数量太大或太少 (<100或> 30000计数/秒),并且穿透距离不能太大或太小。例如,管壁由碳钢铁矿石浆料制成,安装管径要求不小于100毫米且不大于250毫米。对于特殊情况,需要试用预装,以确定是否符合要求;
只要没有气蚀现象,测量就不会受到阀门,弯头,三通和其他管件的影响。
安装位置
密度计作为外部夹具安装,在不影响主要道路的情况下,可以拆卸以进行维护或校准;
安装在主线上,如有必要,减小直径;
请注意,测量管道在工作时应始终保持饱满状态,并且不容易产生气泡。最好垂直安装,液体从下往上流动,防止浆料沉积,影响密度测量的准确性;
密度计前后应至少有200毫米和100毫米直管段;
不宜将其安装在下游管道附近,管道开口附近或管道的高点。
二次仪表参数设置
安装传感器和电源后,应在系统通电后首先对系统进行校准和参数设置。
仪器主界面
单击 “登录” 按钮,输入默认密码 “123”; 然后单击 “参数设置”,进入以下屏幕:
参数设置
• 豁免放射源
• 高精度射线探测器
• 嵌入式计算平台
• 更高精度
• 更灵活的输出方式
• 更便捷的安装方式
• 管道外夹,非接触式测量