一种用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，包括工控机、容器部分和探测部分；所述容器部分为一端开口的管道式结构，开口端连接于工艺管道上；所述容器部分设置有温度传感器和压力传感器；探测部分与所述容器部分连接以探测特征射线；所述温度传感器、压力传感器和探测部分均与所述工控机信号连接。本发明专利技术的有益效果如下：本发明专利技术采用开口的管道式结构作为容容器部分，与工艺管道的法兰开口直接连接，不用引出紫铜管到测量容器，对浓缩厂的入侵性较轻，也简化了安装，方便快捷。同时，与在先的铀丰度在线监测仪相比，节约了成本，重量大大减轻，并且节省了材料，减轻了环境污染，便于移动运输。

A Small Monitoring Device for On-line Measurement of Gas Uranium Abundance

【技术实现步骤摘要】
一种用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置
本专利技术涉及核化工领域，具体涉及一种用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置。
技术介绍
监测铀浓缩厂工艺管道中气体(特而是UF6气体)的铀丰度是进行核材料衡算核实的关键步骤，可判别铀浓缩厂生产的UF6产品铀丰度是否符合申报值；另外，通过在线监测UF6气体的铀丰度，还可以实时监测铀浓缩厂的生产工艺状态，对浓缩厂生产工艺的及时调整具有重要的现实意义。铀丰度的测量包含UF6气体中235U含量的测量以及总铀量的测量。测量235U含量都是利用探测器测量UF6气体发射的185.7keV特征γ射线的强度来确定的。测量总铀量有3种方法：X射线荧光法、透射源衰减方法和气体状态方程方法。X射线荧光法是利用57Co源122.05keVγ射线激发UF6气体，通过测量激发的铀原子退激时所发出的98keVX射线来获得总铀量；透射源衰减方法是通过测量放射源的射线穿过管道气体前后的强度衰减来得到总铀量，也有采用X射线管来替代放射源的技术。气体状态方程是通过温度、压力的测定以及被测气体的体积参数由气体状态方程来计算UF6量，从而获得总铀量。目前的铀丰度在线监测仪在铀离心浓缩厂工艺管道中补压机前后两端各引出一根紫铜管，紫铜管连接到铀丰度在线监测仪的测量容器，这样，利用气体的压差使UF6气体从补压机后端经过紫铜管流入补压机的前端，形成一个循环，通过测量容器内气体的温度和压力，以及气体特征γ射线计数就能够计算出气体的丰度。但是，上述的监测仪还有以下缺点：为了保证γ射线计数率以及辐射安全的要求，铀丰度在线监测仪的测量容器采用铅进行设计加工，测量容器直径约为45cm，重量大约重400kg，从而导致监测仪体积和重量都比较大。连接时需要在工艺管道上引出管线，十分不便。另外，由于温度、压力和谱仪信号的传输，导致内部电子学线路设计连接比较复杂，因此安装调试比较麻烦，对浓缩厂的入侵性较强，后期维护费用昂贵，并且成本较高。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，能够在达到测量气体铀丰度参数的情况下简化安装需求，降低安装成本。本专利技术的技术方案如下：一种用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，包括工控机、容器部分和探测部分；所述容器部分为一端开口的管道式结构，开口端连接于工艺管道上；所述容器部分设置有温度传感器和压力传感器；探测部分与所述容器部分连接以探测特征射线；所述温度传感器、压力传感器和探测部分均与所述工控机信号连接。进一步地，上述的用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，所述容器部分的开口与所述工艺管道的法兰连接。进一步地，上述的用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，所述管道式结构上开孔，所述温度传感器和压力传感器安装于孔内。进一步地，上述的用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，所述温度传感器和压力传感器的信号引入到ADAM模块中转化为电信号，再通过串口服务器将RS232串口输出转换为网线输出给工控机；探测部分的信号输入到DP5中，DP5信号通过网线输出给工控机。进一步地，上述的用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，所述DP5和串口服务器均连接至HUB，通过HUB将信号传输给工控机。进一步地，上述的用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，所述容器部分的开口端设置有所述工艺管的法兰配合的法兰盘。进一步地，上述的用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，所述容器部分与所述探测部分分别设置有相互配合的凸沿。进一步地，上述的用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，所述容器部分与所述探测部分的凸沿通过螺栓固定。进一步地，上述的用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，所述容器部分的开口端连接于所述工艺管道的补压机和调节器之间的部分。本专利技术的有益效果如下：本专利技术采用开口的管道式结构作为容容器部分，与工艺管道的法兰开口直接连接，不用引出紫铜管到测量容器，对浓缩厂的入侵性较轻，也简化了安装，方便快捷。同时，与在先的铀丰度在线监测仪相比，节约了成本，重量大大减轻，并且节省了材料，减轻了环境污染，便于移动运输。附图说明图1为本专利技术一个实施例的用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置的安装示意图。图2为本专利技术的容器部分的结构示意图。图3为本专利技术的探测部分的结构示意图。图4为本专利技术的电子学线路连接示意图。上述附图中，1、容器部分；2、探测部分；3、孔；4、孔；5、工艺管道；6、补压机；7、调节器；8、孔板；9、法兰。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。对于UF6气体铀丰度的测量，可以利用NaI(T1)探测器对测量容器内气态UF6中235U发射的185.7keV的特征γ射线进行测量来得到235U的量，利用温度传感器和压力传感器来测量容器内气体的温度和压力，根据理想气体状态方程来得到UF6气体中的总铀量，二者的比值即为235U的丰度。目前，铀丰度在线监测仪可以通过工控机连接温度传感器和压力传感器以及电子阀的信号，另外也将探测器的信号引入到工控机中，计算出气体的丰度之后，再通过网络传输到中央控制室或者质谱间，实现远程监测以及无人值守的功能。如图1所示，本专利技术公开了一种用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，包括工控机(图中未示出)、容器部分1(参见图2)和探测部分2(参见图3)；所述容器部分1为一端开口的管道式结构，开口端连接于工艺管道上；所述容器部分设置有温度传感器和压力传感器；探测部分2与所述容器部分1连接以探测特征射线；所述温度传感器、压力传感器和探测部分2均与所述工控机信号连接。所述容器部分1的开口端连接于所述工艺管道5的补压机6和调节器7之间的部分。本实施例中，压力为2-6Torr的UF6气体经过补压机6升压到30-40Torr，然后经过调节器7起到降压和稳压的作用，气体压力稳定在三十几Torr，然后气体流经孔板8。所述容器部分1的开口端与所述工艺管道5的法兰9连接。如图3所示，所述容器部分1的开口端设置有所述工艺管的法兰9配合的法兰盘。所述容器部分1与所述探测部分2分别设置有相互配合的凸沿。所述容器部分1与所述探测部分2的凸沿通过螺栓固定。本实施例中，容器部分1的材质为铝，管道式结构上开孔(3，4)，所述温度传感器和压力传感器安装于孔(3，4)内，用来测量气体的温度和压力；实际安装过程中，只需将所述容器部分1替换工艺管道5中的法兰位置的原配件即可，方便快捷，且对浓缩厂的工艺管道5入侵性较轻。探测部分2采用不锈钢材质，内部放置NaI(T1)探测器，用来测量UF6气体发射的特征γ射线，探测部分2与容器部分1通过凸沿配合，采用紧固件(例如螺栓)固定即可。本实施例中，所述温度传感器和压力传感器的信号引入到ADAM模块中转化为电信号，再通过串口服务器将RS232串口输出转换为网线输出给工控机；探测部分2的信号输入到DP5中，DP5信号通过网线输出给工控机。所述DP5和串口服务器均连接至HUB，通过HUB将信号传输给工控机。具体电子学线路如图4所示，220V电源为ADAM模块、电源模块、DP5、HUB和串口服务器供电，电源模块有12V和24V两路输出，分别供探测器以及温度和压力传感器使用。其中温度和压力信号引入到ADAM模块中转化为电信号，再通过串口服本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，其特征在于：包括工控机、容器部分和探测部分；所述容器部分为一端开口的管道式结构，开口端连接于工艺管道上；所述容器部分设置有温度传感器和压力传感器；探测部分与所述容器部分连接以探测特征射线；所述温度传感器、压力传感器和探测部分均与所述工控机信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，其特征在于：包括工控机、容器部分和探测部分；所述容器部分为一端开口的管道式结构，开口端连接于工艺管道上；所述容器部分设置有温度传感器和压力传感器；探测部分与所述容器部分连接以探测特征射线；所述温度传感器、压力传感器和探测部分均与所述工控机信号连接。2.如权利要求1所述的用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，其特征在于：所述容器部分的开口与所述工艺管道的法兰连接。3.如权利要求1所述的用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，其特征在于：所述管道式结构上开孔，所述温度传感器和压力传感器安装于孔内。4.如权利要求1所述的用来在线测量气体铀丰度的小型监测装置，其特征在于：所述温度传感器和压力传感器的信号引入到ADAM模块中转化为电信号，再通过串口服务器将RS232串口输出转换为网线输...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁庆雷，刘国荣，李井怀，吕学升，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11