本发明专利技术涉及一种用于在易于爆炸区域中执行测量的辐射度测量设备，所述辐射度测量设备在测量位置处仅需要少量空间，并且能够经济地进行生产。所述辐射度测量设备包括能够用在易于爆炸区域中的测量单元(7)。所述测量单元包括闪烁体(13)和半导体检测器(15)，所述闪烁体(13)将入射到闪烁体上的放射性辐射转化为光子，所述半导体检测器被连接到所述闪烁体(13)并且能够借助于本安电源而被操作，以及度量学地捕获在所述闪烁体(13)中产生并且到达所述半导体检测器(15)的光子，而且将所述光子转化为电测量信号。在所述测量单元中提供了专门与本安的点火防护级别相关的防爆措施。所述辐射度测量设备也包括将被设置在所述易于爆炸区域的外面并且被连接到所述测量单元(7)的上级单元(11)。在测量操作期间，所述上级单元用作所述测量单元(7)尤其是所述半导体检测器(15)的本安供电。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在易于爆炸区域中执行测量的辐射度测量设备，具有闪烁体和检测器，闪烁体将入射到闪烁体上的放射性辐射转化为光子，检测器连接到闪烁体，检测器捕获在闪烁体中产生并到达检测器的光子，而且将所述光子转化为电测量信号。
技术介绍
在工业计量学领域中存在大量的应用，其中辐射度测量设备不得不在具有爆炸风险的位置操作。这里，可以提到加油站和化工厂作为示例，在那里能够形成爆炸性气体。可用在易于爆炸区域中的设备不得不遵循非常严格的安全要求。所述要求的目的是预防或避免火花形成，火花能够潜在地触发爆炸，这是由于出现在封闭空间内的火花仍然能够对周边环境产生影响。该目的能够以不同的方式得以实现。相应的防爆措施被细分为在相应工业标准中规定的点火防护级别，例如在国际电气技术会议的系列标准IEC 60079中所规定的那些。实际上，尤其与测量设备相关的点火防护级别是“本安(Ex-i)”。对于根据点火防护级别“本安”设计的设备，现有的电能值，尤其是反映在电流、电压和功率的电量上，不得不始终低于设备内的预定极限值。极限值被选择成使得在发生故障例如短路的情况下，释放的最大能量不足以产生点火火花或者危险的过热。通常，借助于功率限制措施，例如通过电流限制和电压限制部件的相应组合，能量被保持在低于预先设定的极限值。除此之外，取决于设备设计，在各个部件
或电路之间不得不提供最小的安全距离或绝缘措施。在能量不能被限制到本安数值的情况下，不得不提供其它点火防护级别的附加点火防护措施，例如，点火防护级别“加压外壳(Ex d)”的点火防护措施，点火防护级别“封装(Ex m)”，或者点火防护级别“粉料灌装(Ex q)”。这需要相当精心制作的机械措施。设置在辐射度测量设备中用于检测电离辐射的检测器经常需要非常高的操作电压，尤其是千伏范围内的电压。典型的示例是Geiger-Muller计数器和闪烁体检测器，其中，入射到闪烁体上的伽马辐射被转化为光脉冲，光脉冲随后被采用高电压操作的光电倍增管转化为电信号。为了能够在易于爆炸区域中使用这种测量设备，它们的需要高电压操作的部件现在经常被设置在封装内或者压力密封外壳中。另外，这些部件不得不被充分地电绝缘并且被定位在足够远离测量设备部件的其余部分的位置，以防止高电压潜在闪燃到不安全的区域尤其是本安测量电路上。因此，除了“本安(Ex-i)”的点火防护级别措施之外，始终需要应用其它点火防护级别的措施，尤其是复杂的封装。将被提供的这些平行措施不仅成本高，而且需要大量空间。因此，这种测量设备仅能够用在测量位置对于测量设备有可利用的充足空间的位置。
技术实现思路
本专利技术是基于说明具有用于检测电离辐射的检测器的辐射度测量设备的任务，所述测量设备能够用在易于爆炸区域中，在测量位置仅需要少许空间，能够成本经济地制造，并且尤其是能够采用简单的方法安全地安装。出于该目的，本专利技术包括用于在易于爆炸区域中执行测量的辐射度测量设备，其具有：可用在易于爆炸区域中的测量单元，所述测量单元具有将入射的放射性辐射转化为光子的闪烁体以及半导体检测器，所述半导体检测器连接到闪烁体，并且能够通过本安电源而操作，以及度量学地捕获在闪烁体中产生并且到达半导体检测器的光子，而且将所述光子转化为电测量信号，其中提供了专门与本安的点火防护级别相关的测量单元防爆措施，以及上级单元，所述上级单元将被设置到易于爆炸区域的外面并且被连接到所述测量单元，在测量操作期间，所述上级单元用作所述测量单元尤其是所述半导体检测器的本安供电。根据一种优选的实施例，所述半导体检测器是在所述测量单元中设置的唯一电气部件，在测量操作期间需要被提供能量，并且在所述测量单元里面仅提供一个本安点火防护级别的防爆措施，所述措施由所述半导体检测器构成，所述半导体检测器是能够通过本安电源供电的半导体检测器芯片。另一种实施例包括根据本专利技术的测量设备，其中所述半导体检测器是具有一个或若干个并联连接的光敏单元的半导体检测器芯片，所述光敏单元配备有光电二极管，尤其是以盖革模式操作的雪崩光电二极管，并且所述光电二极管具有小于30V尤其是小于20V的低击穿电压，并且所述半导体检测器能够以相应的低操作电压尤其是低于30V的操作电压操作。另一种实施例包括根据本专利技术的测量设备，其中在所述半导体检测器和所述上级单元之间设置本安附加电路，所述附加电路通过所述上级单元以本安方式被供电，并且所述附加电路用作所述半导体检测器的本安电源。一种替代的实施例包括根据本专利技术的测量设备，其中所述上级单元至所述半导体检测器的连接是无线连接，所述测量单元配备有连接到所述半导体检测器或集成在其中的RFID应答器，并且所述上级单元被配置为以本安方式无线地为所述测量单元供电的RFID读取设备。附图说明现在将利用附图中的图来详细地解释本专利技术和另外的优势，附图显示了实施例的三种示例；在附图中，相同的元件用相同的附图标记进行标识。图1示出了根据本专利技术的用作限位开关的辐射度测量设备；图2示出了具有测量单元的辐射度测量设备，其通过附加电路供电；并且图3示出了一种辐射度测量设备，具有配备有RFID应答器的测量单元。具体实施方式图1示出了使用根据本专利技术的辐射度测量设备的一种应用示例。辐射度限位开关作为实施例的一种示例而被显示，该限位开关监测容器3中的填料1超过或下降到低于预先设定的料位。容器3被定位在图1中用“Ex”描述的易于爆炸区域内。示出的测量装置包括设置在容器3的外面处于将被监测的料位高度处的放射性发射器5，该发射器在预先设定的料位高度处通过容器3发送电离辐射，尤其是伽马辐射。
这里，横穿容器3并且在容器3的与发射器5相对的侧面上出现的辐射的强度取决于容器3内的吸收，该吸收依次又取决于容器3内的料位。测量设备包括测量单元7和上级单元11，测量单元7可以被安装在易于爆炸区域中并且经由本安电源而操作，上级单元11经由连接线9而被连接到测量单元，以用作测量单元7的本安电源。上级单元11例如是测量换能器电源装置。测量单元7测量从容器3发出的辐射强度。当测量的辐射强度下降到低于预先设定的阈值时，测量单元辨认出预先设定的料位已经被超过；当测量的辐射强度超过预先设定的阈值时，测量单元辨认出实际料位下降到低于预先设定的料位。可替代地，利用发射器5和测量单元7的相应布置，根据本专利技术的辐射度测量设备也可以用于确定其它的被测变量，诸如容器内的填料的料位，或者辐射穿过的介质的密度。测量单元7配备有电气部件，在测量操作期间当被供应能量时，电气部件单独地以及相互组合地专门地遵循本安的点火防护级别的要求。也就是说，设置的所有的将被供应能量的电气部件不需要-单独地以及相互组合地-比经由本安电源所提供的更多的电流、电压和功率。根据本专利技术，测量单元7应当配备有专门符合本安的点火防护级别的防爆措施。未提供并且不需要其它点火防护级别的防爆措施。在这种情况下，测量单元7包括条状的闪烁体13，闪烁体将碰撞的电离辐射转化为光子，光子随后沿着闪烁体13传播。代替使用一个大块的闪烁体本体，例如单独的或者组合为一束的多个闪烁体纤维也可以替代地用作闪烁体13。无电流或电压施加到闪烁体13上。至少一个半导体检测器15在末端侧连接到闪烁体13，该半导体检测器可以借助于本安电源而被本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在易于爆炸区域中执行测量的辐射度测量设备，具有：测量单元(7)，所述测量单元(7)可用在易于爆炸区域中，具有：闪烁体(13)，所述闪烁体(13)将入射的放射性辐射转化为光子，以及半导体检测器(15)，所述半导体检测器(15)连接到所述闪烁体(13)并且能够借助于本安电源而被操作，且度量学地捕获在所述闪烁体(13)中产生并到达所述半导体检测器(15)的光子，以及将所述光子转化为电测量信号，其中提供了专门与本安的点火防护级别相关的测量单元防爆措施，以及上级单元(11，11’)，所述上级单元(11，11’)被设置在所述易于爆炸区域的外面并且被连接到所述测量单元(7)，在测量操作期间，所述上级单元用作所述测量单元(7)尤其是所述半导体检测器(15)的本安供电。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.20 DE 102013114617.11.一种用于在易于爆炸区域中执行测量的辐射度测量设备，具有：测量单元(7)，所述测量单元(7)可用在易于爆炸区域中，具有：闪烁体(13)，所述闪烁体(13)将入射的放射性辐射转化为光子，以及半导体检测器(15)，所述半导体检测器(15)连接到所述闪烁体(13)并且能够借助于本安电源而被操作，且度量学地捕获在所述闪烁体(13)中产生并到达所述半导体检测器(15)的光子，以及将所述光子转化为电测量信号，其中提供了专门与本安的点火防护级别相关的测量单元防爆措施，以及上级单元(11，11’)，所述上级单元(11，11’)被设置在所述易于爆炸区域的外面并且被连接到所述测量单元(7)，在测量操作期间，所述上级单元用作所述测量单元(7)尤其是所述半导体检测器(15)的本安供电。2.根据权利要求1所述的辐射度测量设备，其中所述半导体检测器(15)是所述测量单元(7)中设置的唯一电气部件，在测量操作期间需要被供电，并且在所述测量单元(7)内设置了仅一个所述本安点火防护级别的防爆措施，所述措施...
【专利技术属性】
技术研发人员：迪特尔·本茨，西蒙·魏登布鲁赫，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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