集测厚仪、密度计和料位计于一体的测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种集测厚仪、密度计和料位计于一体的测量装置及测量方法，该装置由底座、升降平台、方斗状容器、放射源、探测器、带有刻度尺的圆柱型套筒、升降平台支撑柱组成；升降平台由马达控制，升降平台下方的刻度尺用来显示方斗状容器内液位高度，容器上方“方斗”用来进行测厚仪实验演示；该装置通过改变容器内溶液密度来进行密度计实验演示；本发明专利技术可以满足国内高效核科学与技术专业对核仪表课程实验教学的迫切需求，还可以推广到生产单位，产生经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及厚度、密度、料位测量
，具体涉及一种集测厚仪、密度计和料位计于一体的测量装置及测量方法。
技术介绍
测厚仪、密度计和料位计统称“老三计”，属于强度型同位素仪表，其原理都是利用放射源产生的γ射线穿过被测物质时，射线被不同厚度、密度、高度等介质所吸收，测得因被吸收而衰减的射线强度。厚度越厚、密度越大、高度越高，γ射线被衰减的程度越大，探测器将接受到的射线转换成与被测物料厚度、密度、高度成比例关系的脉冲信号。这样，通过脉冲信号就可以得到所测物料的厚度、密度、高度等信息。当前，我国的核科学与技术事业的发展呈不断上升趋势，高校核科学与技术专业的人才培养规模逐渐扩大，然而用于基础教学、实验的核仪器仪表十分稀缺，为了满足射线与物质相互作用及核仪表课的实验需求，设计了一种放射源活度小，结构小巧，集测厚仪、密度计、料位计为一体的复合实验演示装置。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术不足，提供一种集测厚仪、密度计和料位计于一体的测量装置及测量方法，可以满足国内高效核科学与技术专业对核仪表课程实验教学的迫切需求，还可以推广到生产单位，产生经济效益。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：集测厚仪、密度计和料位计于一体的测量装置，包括中空底座1，设置在中空底座1中空部位底部的升降平台支撑柱7，依次固定在升降平台支撑柱7上的带有刻度尺的圆柱型套筒6、升降平台2和方斗状容器3，所述方斗状容器3、带有刻度尺的圆柱型套筒6及升降平台2固定在一起，在升降平台支撑柱7上同步移动；还包括固定在中空底座1上的放射源4和探测器5，所述放射源4和探测器5位于方斗状容器3的两端且放射源4和探测器5位于同一水平面上；所述带有刻度尺的圆柱型套筒6的刻度是这样标注的：当容器的底部处于放射源4和探测器5连线位置时，表示此时液面高度为“0”，此时设于底座上的高度指针指向刻度尺的0点；当容器内加入溶液，控制平台向下移动，当液面处于放射源4和探测器5连线位置时，平台停止移动，此时高度指针所指刻度即为液面高度。所述升降平台支撑柱7由马达控制其升降。所述放射源4的准直孔孔径为1mm。上述所述集测厚仪、密度计和料位计于一体的测量装置的测量方法，测量厚度的方法：在进行测厚仪实验中，使整个方斗状容器3内装满水，并使放射源4和探测器5的连线始终处在方斗状容器3区域内，控制升降平台2逐渐上升或逐渐下降时，方斗状容器宽度的改变将引起探测器5的测得强度发生相应改变；当升降平台2上升时，强度增加，意味着厚度减小；当升降平台2下降时，强度减小，意味着厚度增加；如此通过探测器5测得强度的变化，观察到厚度的变化，这便起到了厚度仪的作用；根据公式(1)计算得到被测物厚度x为： x = - 1 μ m ρ l n I I 0 - - - ( 1 ) ]]>式中：μm为被测物质量衰减系数，ρ为密度，I0为γ射线初始强度即容器空置时探测器测得的γ射线强度，I为γ射线穿过被测物厚度x处的射线强度；方斗状容器升降产生的厚度差Δx根据公式(2)计算得到： Δ x = | 1 μ m ρ ln I 1 I 2 | - - - ( 2 ) ]]>式中：μm为被测物量衰减系数，ρ为密度，I1、I2分别代表探测器5在两个不同位置测得的γ源放射性强度；测量密度的方法：控制升降平台2的高度不变，向方斗状容器3内内的溶液中加入溶质，改变容器中原溶液密度，当溶液密度发生变化时，穿过等厚度的被测物的γ射线的强度也将发生变化，探测器5的测得的强度也会发生相应的改变，这样就将容器中密度的微小变化通过探测器5测得强度的变化标示出来，根据公式(3)计算出被测物密度： ρ = - 1 μ m x ln I I 0 - - - ( 3 ) ]]>式中，μm为被测物质量衰减系数，x为被测物厚度，I0、I分别为γ射线初始强度与穿过被测物厚度x处的射线强度；测量料位的方法：控制升降平台2从底部上升，在未达到液位前，探测器5测得的信号稳定，当达到液位位置时，由于放射源4与探测器5间的物质发生变化，探测器5计数会发生突变，此时使升降平台2停止上升，从带有刻度尺的圆柱型套筒6上读出的刻度即为液位高度。本专利技术的有益效果是：本专利技术设计了一种集“老三计”(测厚仪、密度计、料位计)功能于一体的简单实用，结构轻巧、成本较低的测量装置及测量方法，该装置可以满足国内高效核科学与技术专业对核仪表课程实验教学的迫切需求，还可以推广到生产单位，产生经济效益。附图说明图1为本专利技术装置结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：如图1所示，本专利技术集测厚仪、密度计和料位计于一体的测量装置，包括中空底座1，设置在中空底座1中空部位底部的升降平台支撑柱7，依次固定在升降平台支撑柱7上的带有刻度尺的圆柱型套筒6、升降平台2和方斗状容器3，所述方斗状容器3、带有刻度尺的圆柱型套筒6及升降平台2固定在一起，在升降平台支撑柱7上同步移动；还包括固定在中空底座1上的放射源4和探测器5，所述放射源4和探测器5位于方斗状容器3的两端且放射源4和探测器5位于同一水平面上；所述带有刻度尺的圆柱型套筒6的刻度是这样标注的：当容器的底部处于放射源4和探测器5连线位置时，表示此时液面高度为“0”，此时设于底座上的高度指针指向刻度尺的0点；当容器内加入溶液，控制平台向下移动，当液面处于放射源4和探测器5连线位置时，平台停止移动，此时高度指针所指刻度即为液面高度。作为本专利技术的优选实施方式，所述升降平台支撑柱7由马达控制其升降。作为本专利技术的优选实施方式，所述放射源4的准直孔孔径为1mm。本专利技术测量方法的基本原理：经准直的γ射线束通过吸收物质时，其强度的衰减遵循如下公式： I = I 0 e - μ m ρ x ]本文档来自技高网...

【技术保护点】
集测厚仪、密度计和料位计于一体的测量装置，其特征在于：包括中空底座(1)，设置在中空底座(1)中空部位底部的升降平台支撑柱(7)，依次固定在升降平台支撑柱(7)上的带有刻度尺的圆柱型套筒(6)、升降平台(2)和方斗状容器(3)，所述方斗状容器(3)、带有刻度尺的圆柱型套筒(6)及升降平台(2)固定在一起，在升降平台支撑柱(7)上同步移动；还包括固定在中空底座(1)上的放射源(4)和探测器(5)，所述放射源(4)和探测器(5)位于方斗状容器(3)的两端且放射源(4)和探测器(5)位于同一水平面上；所述带有刻度尺的圆柱型套筒(6)的刻度是这样标注的：当容器的底部处于放射源(4)和探测器(5)连线位置时，表示此时液面高度为“0”，此时设于底座上的高度指针指向刻度尺的0点；当容器内加入溶液，控制平台向下移动，当液面处于放射源(4)和探测器(5)连线位置时，平台停止移动，此时高度指针所指刻度即为液面高度。

【技术特征摘要】
1.集测厚仪、密度计和料位计于一体的测量装置，其特征在于：包括中空底座(1)，设置在中空底座(1)中空部位底部的升降平台支撑柱(7)，依次固定在升降平台支撑柱(7)上的带有刻度尺的圆柱型套筒(6)、升降平台(2)和方斗状容器(3)，所述方斗状容器(3)、带有刻度尺的圆柱型套筒(6)及升降平台(2)固定在一起，在升降平台支撑柱(7)上同步移动；还包括固定在中空底座(1)上的放射源(4)和探测器(5)，所述放射源(4)和探测器(5)位于方斗状容器(3)的两端且放射源(4)和探测器(5)位于同一水平面上；所述带有刻度尺的圆柱型套筒(6)的刻度是这样标注的：当容器的底部处于放射源(4)和探测器(5)连线位置时，表示此时液面高度为“0”，此时设于底座上的高度指针指向刻度尺的0点；当容器内加入溶液，控制平台向下移动，当液面处于放射源(4)和探测器(5)连线位置时，平台停止移动，此时高度指针所指刻度即为液面高度。2.根据权利要求1所述集测厚仪、密度计和料位计于一体的测量装置，其特征在于：所述升降平台支撑柱(7)由马达控制其升降。3.根据权利要求1所述集测厚仪、密度计和料位计于一体的测量装置，其特征在于：所述放射源(4)的准直孔孔径为1mm。4.权利要求1所述集测厚仪、密度计和料位计于一体的测量装置的测量方法，其特征在于：测量厚度的方法：在进行测厚仪实验中，使整个方斗状容器(3)内装满水，并使放射源(4)和探测器(5)的连线始终处在方斗状容器(3)区域内，控制升降平台(2)逐渐上升或逐渐下降时，方斗状容器宽度的改变将引起探测器(5)的测得强度发生相应改变；当升降平台(2)上升时，强度增加，意味着厚度减小；当升降平台(2)下降时，强度减小，意味着厚度增加；如此通过探测器(5)测得强度的变化，观察到厚度的变化，这便起到了厚度仪的作用；根据公式(1)计算得到被测物厚度x为： x = - 1 μ m ρ l n I I 0 - - - ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永宏，祁陆凯，贺朝会，张清民，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61