不同物質(zhì)對(duì)同位素射線的吸收能力不同,一般固體最強(qiáng),液體次之,氣體最差。當(dāng)射線射入厚度為h的介質(zhì)時(shí),會(huì)有一部分被介質(zhì)吸收掉。透過(guò)介質(zhì)的射線強(qiáng)度i與入射強(qiáng)度i0之間有如下關(guān)系:
?。?)
式中,μ為吸收系數(shù),條件固定時(shí)為常數(shù)。
式(1)可變形為
?。?7-24)
因此,測(cè)液位可通過(guò)測(cè)量射線在穿過(guò)液體時(shí)強(qiáng)度的變化量來(lái)實(shí)現(xiàn)。
核輻射式液位計(jì)由輻射源、接收器和測(cè)量?jī)x表組成。
輻射源一般用或銫,放在專門的鉛室中,安裝在被測(cè)容器的一側(cè)。輻射源在結(jié)構(gòu)上只能允許γ射線經(jīng)鉛室的一個(gè)小孔或窄縫透出。
接收器與前置放大器裝在一起,安裝在被測(cè)容器另一側(cè),γ射線由蓋革計(jì)數(shù)管吸收,每接收到一個(gè)γ粒子,就輸出一個(gè)脈沖電流。射線越強(qiáng),電流脈沖數(shù)越多,經(jīng)過(guò)積分電路變成與脈沖數(shù)成正比的積分電壓,再經(jīng)電流放大和電橋電路,最終得到與液位相關(guān)的電流輸出。
圖1所示為輻射源與接收器均為固定安裝方式的核輻射液位計(jì)。其中(a)為長(zhǎng)輻射源和長(zhǎng)接收器形式,輸出線性度好;(b)為點(diǎn)輻射源和點(diǎn)接收器形式,輸出線性度較差。
圖1 核輻射式液位計(jì)
1-放射源;2-接收器
輻射式液位計(jì)既可進(jìn)行連續(xù)測(cè)量,也可進(jìn)行定點(diǎn)發(fā)送信號(hào)和進(jìn)行控制。射線不受溫度、壓力、濕度、電磁場(chǎng)的影響,而且可以穿透各種介質(zhì),包括固體,因此能實(shí)現(xiàn)完全非接觸測(cè)量。這些特點(diǎn)使得輻射式液位計(jì)適合于特殊場(chǎng)合或惡劣環(huán)境下不常有人之處的液位測(cè)量,如高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕、劇毒、有爆炸性、易結(jié)晶、沸騰狀態(tài)介質(zhì)、高溫熔融體等的液位測(cè)量。但在使用時(shí)仍要注意控制劑量,作好防護(hù),以防射線泄漏對(duì)人體造成傷害。