一种核辐射密度探测系统的制作方法

本实用新型涉及核辐射探测技术领域，尤其涉及一种核辐射密度探测系统。

背景技术：

随着放射线应用技术的成熟，放射源被广泛应用于测定被计测物的厚度、能级、密度、水分等方面，而对于物质密度的探测，现多采用核密度计，即核辐射密度计，核密度计主要用于检测液体、固体(例如气载煤粉)、矿浆、水泥浆等物质的密度及对金属矿浆浓度(密度)的检测，其具有测量精度高，响应速度快等优点，非常适用于工矿企业在线介质密度测量要求，尤其是当被测物粗糙坚硬，有腐蚀性或高温、高压的恶劣条件，同时，核辐射密度计的探测过程对被测介质(即使是食品和药品)无影响。但是，现有的用于密度探测的核辐射密度计在实际使用过程中仍存在不足。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种可长时间免维护连续工作，实现工矿企业在线介质密度的良好检测，且该系统中的放射源输出器具有防误拆卸机构，探测器能够有效避免震动等使得光电倍增管与晶体发生碰撞问题的核辐射密度探测系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种核辐射密度探测系统，其中所述核辐射密度探测系统包括被测容器、固定安装支架、放射源输出器、探测器和变送器，所述被测容器的壁面上设置所述固定安装支架，所述固定安装支架的两侧相对应分别固定所述放射源输出器和所述探测器，所述探测器通过四芯屏蔽通讯电缆连接所述变送器，所述变送器电性连接外部电源。

进一步地，所述放射源输出器设置为包括球形屏蔽体、开关旋转体、防误拆卸机构和盖体，所述球形屏蔽体的上部分设置所述开关旋转体与所述防误拆卸机构，所述开关旋转体的外侧罩设所述盖体。

进一步地，所述防误拆卸机构设置为包括弹簧销、锁柱、钢丝和铅封，所述弹簧销与所述锁柱相邻设置于所述球形屏蔽体的上端，且所述弹簧销与所述锁柱上沿其径向方向均设置一通孔，所述钢丝穿设于两所述通孔中，且该钢丝的两端通过所述铅封封装设置。

进一步地，所述球形屏蔽体设置为包括底座法兰、球体和上端法兰盘，所述底座法兰的上端共轴线设置所述球体，且该底座法兰的下端通过螺栓紧固于所述固定安装支架上，所述球体设置为中空结构，且该球体的内腔浇铸铅层，所述上端法兰盘共轴线设置于所述球体的上端。

进一步地，所述开关旋转体设置为包括偏心轴、盖锁套、球堵和心轴，所述偏心轴偏心设置于所述上端法兰盘的上表面，且该偏心轴上平行其轴线方向设置一偏心通孔，所述偏心通孔内共轴线设置所述盖锁套，所述盖锁套的下端共轴线设置所述心轴，所述球堵共轴线且相配合设置于所述盖锁套与所述心轴之间形成的空腔内。

进一步地，所述偏心通孔的旁边相邻设置一倒沉头通孔，所述倒沉头通孔内共轴线设置开关锁，所述开关锁的下端穿设于所述上端法兰盘中。

进一步地，所述心轴的外侧共轴线套设心轴套筒，且该心轴的下端设置源仓。

进一步地，所述探测器设置为包括线路板支架、卫生管、主管接头、光电倍增管壳体、晶体套、晶体和晶体压盖，所述线路板支架的上端通过螺栓共轴线紧固于所述主管接头的下端面上，所述卫生管的下端通过管焊接固定接头设置于所述主管接头的上端，且该卫生管的内腔由下至上依次设置所述光电倍增管壳体、所述晶体套、所述晶体和所述晶体压盖，所述光电倍增管壳体的上端通过螺栓紧固于所述晶体套的下端面上，且该光电倍增管壳体的内腔上端设置光电倍增管垫圈，所述晶体套共轴线设置于所述晶体的下端，所述晶体的下端与所述光电倍增管垫圈之间设置一间隙，且该晶体的上端共轴线设置所述晶体压盖。

进一步地，所述间隙设置为0.5mm。

进一步地，所述放射源输出器的上方的圆形吊环正对所述探测器的晶体设置。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

(1)通过放射源输出器发出特定角度的射线穿过被测容器指向探测器，随着被测容器内介质的密度(或浓度)发生变化(密度低，接收射线多；密度高，接收射线就少)，探测器接收到的射线数量也会相应变化，同时由四芯屏蔽通讯电缆输出实时密度(浓度)值信号至变送器，从而实现被测容器内物质的连续密度在线测量。

(2)通过球形屏蔽体和开关旋转体形成放射源的密闭放置腔，保证放射源的安全存储和方便开闭，且由弹簧销、锁柱、钢丝和铅封的相互配合，防止开关旋转体在旋转开闭过程中的误拆卸动作，从而提高操作人员的操作安全性，盖体则可对开关旋转体以及球形屏蔽体的上端进行保护，有效避免外界因素造成的损伤问题。

(3)通过球体内部浇铸的高密度金属铅，可以很好地屏蔽放射源对后部的辐射，减少放射源对后部操作人员健康的影响，底座法兰盘可使得该输出器方便安装于待放射线测定场合。

(4)通过晶体接收射线产生光信号，光电倍增管将光信号放大并转换为电脉冲信号，电脉冲信号经过线路板支架上的电路放大和驱动后，由电缆将信号输出进行分析处理，该过程中，在光电倍增管垫圈与间隙的作用下，可避免外界震动使得光电倍增管与晶体发生碰撞，提高核辐射探测仪的使用寿命，且保证核辐射的探测精度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中放射源输出器部分的结构示意图。

图3是图2的剖视结构示意图。

图4是图1中探测器部分的剖视结构示意图。

图中：10-被测容器，20-固定安装支架，30-放射源输出器，301-盖体，302-弹簧销，303-锁柱，304-底座法兰，305-球体，306-上端法兰盘，307-偏心轴，308-盖锁套，309-球堵，310-心轴，40-探测器，401-线路板支架，402-卫生管，403-主管接头，404-光电倍增管壳体，405-晶体套，406-晶体，407-晶体压盖，408-管焊接固定接头，409-间隙，50-变送器。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。

如图1-图4所述，一种核辐射密度探测系统，包括被测容器10、固定安装支架20、放射源输出器30、探测器40和变送器50，被测容器10的壁面上设置固定安装支架20，固定安装支架20的两侧相对应分别固定放射源输出器30和探测器40，探测器40通过四芯屏蔽通讯电缆连接变送器50，变送器50电性连接外部电源，通过放射源输出器30发出特定角度的射线穿过被测容器10指向探测器40，随着被测容器10内介质的密度(或浓度)发生变化(密度低，接收射线多；密度高，接收射线就少)，探测器40接收到的射线数量也会相应变化，同时由四芯屏蔽通讯电缆输出实时密度(浓度)值信号至变送器50，从而实现被测容器10内物质的连续密度在线测量。

变送器50采用GLS-9005变送器，且该变送器50的接线端子设置为包括系统供电端口、模拟信号端口、数字信号端口、探头供电端口、密度报警端口、故障报警端口和电流输出端口，系统供电端口连接外部电源，由外部电源提供系统工作需要的AC220v交流电源，模拟信号端口实现了变送器50与探测器40之间的脉冲模拟信号通讯，数字信号端口则进行变送器50与探测器40之间的Rs-485数字信号通讯，使得变送器50与探测器40之间的通讯抗干扰能力强，同时，变送器50通过探头供电端口为探测器40提供工作需要的DC24v直流电源，另外，变送器50上的密度报警端口和故障报警端口通过继电器实现报警信号的显示，以实时监测实际密度值相对于预先设定值的高低情况，而故障报警继电器则对变送器50工作异常、探测器40不工作、通信电缆故障或环境温度超过设定值进行报警，保障整个探测系统的正常工作，电流输出端口输出4-20mA电流信号。

相应地，探测器40的接线端子设置有DC24V、GND端口，其中任意一组连接至变送器50探头供电端即可实现工作用电需求，而其Rs485+、Rs485-端口中的任意一组连接至变送器50数字信号端口即可进行Rs-485数字信号通讯，探测器40的接线端子还设置有两组并联接地端口，其中任意一组连接至通讯电缆屏蔽层即可。

另外，探测器40与变送器50的探头供电端之间还设置电压调控电路，当在故障处理中确定属于部件老化引起的问题时，可以适当提升当前在线探测器40工作所需的高电压值以进行修正，从而使得该系统具有自动调整零部件自然老化现象引起的检测问题的功能。

放射源输出器30设置为包括球形屏蔽体、开关旋转体、防误拆卸机构和盖体301，球形屏蔽体的上部分设置开关旋转体与防误拆卸机构，开关旋转体的外侧罩设盖体301。

防误拆卸机构设置为包括弹簧销302、锁柱303、钢丝和铅封，弹簧销302与锁柱303相邻设置于球形屏蔽体的上端，且弹簧销302与锁柱303上沿其径向方向均设置一通孔，钢丝穿设于两通孔中，且该钢丝的两端通过铅封封装设置，通过球形屏蔽体和开关旋转体形成放射源的密闭放置腔，保证放射源的安全存储和方便开闭，且由弹簧销302、锁柱303、钢丝和铅封的相互配合，防止开关旋转体在旋转开闭过程中的误拆卸动作，从而提高操作人员的操作安全性，盖体301则可对开关旋转体以及球形屏蔽体的上端进行保护，有效避免外界因素造成的损伤问题。

球形屏蔽体设置为包括底座法兰304、球体305和上端法兰盘306，底座法兰304的上端共轴线设置球体305，且该底座法兰304的下端通过螺栓紧固于固定安装支架20上，球体305设置为中空结构，且该球体305的内腔浇铸铅层，上端法兰盘306共轴线设置于球体305的上端，通过球体305内部浇铸的高密度金属铅，可以很好地屏蔽放射源对后部的辐射，减少放射源对后部操作人员健康的影响，底座法兰盘306可使得该放射源输出器30方便安装于待放射线测定场合。

开关旋转体设置为包括偏心轴307、盖锁套308、球堵309和心轴310，偏心轴307偏心设置于上端法兰盘306的上表面，且该偏心轴307上平行其轴线方向设置一偏心通孔，偏心通孔内共轴线设置盖锁套308，盖锁套308的下端共轴线设置心轴310，球堵309共轴线且相配合设置于盖锁套308与心轴310之间形成的空腔内。

偏心通孔的旁边相邻设置一倒沉头通孔，倒沉头通孔内共轴线设置开关锁，开关锁的下端穿设于上端法兰盘306中，通过偏心轴307、球堵309、心轴310和开关锁的配合，能够实现开关旋转体中射线的输出与关闭，而防误拆卸机构则防止在旋转开闭过程中的误拆卸动作。

心轴310的外侧共轴线套设心轴套筒，且该心轴310的下端设置源仓。

探测器40设置为包括线路板支架401、卫生管402、主管接头403、光电倍增管壳体404、晶体套405、晶体406和晶体压盖407，线路板支架401的上端通过螺栓共轴线紧固于主管接头403的下端面上，卫生管402的下端通过管焊接固定接头408设置于主管接头403的上端，且该卫生管402的内腔由下至上依次设置光电倍增管壳体404、晶体套405、晶体406和晶体压盖407，光电倍增管壳体404的上端通过螺栓紧固于晶体套405的下端面上，且该光电倍增管壳体404的内腔上端设置光电倍增管垫圈，晶体套405共轴线设置于晶体406的下端，晶体406的下端与光电倍增管垫圈之间设置一间隙409，且该晶体406的上端共轴线设置晶体压盖407，通过晶体406接收射线产生光信号，光电倍增管将光信号放大并转换为电脉冲信号，电脉冲信号经过线路板支架401上的电路放大和驱动后，由电缆将信号输出进行分析处理，该过程中，在光电倍增管垫圈与间隙409的作用下，可避免外界震动使得光电倍增管与晶体406发生碰撞，提高核辐射探测仪的使用寿命，且保证核辐射的探测精度。

间隙409设置为0.5mm。

放射源输出器30的上方的圆形吊环正对探测器40的晶体设置，该结构设置可以保证从放射源输出器30中出来的射线大部分被探测器40中的晶体406所接收到。

使用本实用新型提供的核辐射密度探测系统，可长时间免维护连续工作，实现工矿企业在线介质密度的良好检测，且该系统中的放射源输出器具有防误拆卸机构，探测器能够有效避免震动等使得光电倍增管与晶体发生碰撞问题。当使用该探测系统进行在线介质密度检测时，先将放射源输出器30与探测器40分别安装于固定安装支架20的两侧，探测器40通过四芯屏蔽通讯电缆连接变送器50，变送器50电性连接外部电源，然后转动使得盖体301方便打开，由开关锁控制偏心轴307、盖锁套308、球堵309和心轴310的转动角度，实现开关旋转体中射线的输出与关闭，而防误拆卸机构则防止在旋转开闭过程中的误拆卸动作，进行在线密度检测时，有上述步骤使得放射源输出器30发出特定角度的射线，该射线穿过被测容器10指向探测器40，此时，晶体406接收射线产生光信号，光电倍增管将光信号放大并转换为电脉冲信号，电脉冲信号经过线路板支架401上的电路放大和驱动后，由四芯屏蔽通讯电缆输出实时密度(浓度)值信号至变送器50，该过程中，在光电倍增管垫圈与间隙409的作用下，可避免外界震动使得光电倍增管与晶体406发生碰撞，提高核辐射探测仪的使用寿命，且保证核辐射的探测精度，随着被测容器10内介质的密度(或浓度)发生变化(密度低，接收射线多；密度高，接收射线就少)，探测器40接收到的射线数量也会相应变化，从而实现被测容器10内物质的连续密度在线测量。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。