Gamma-säteilyn apsorptioon perustuva tiheysmittari

Abstract

Erilaisten prosessinesteiden tiheyden jatkuvatoiminen ja luotettava mittaus käyttäen tavanomaisia mittalaitteita on vaikeaa. Usein otetaan tutkittavasta nesteestä näyte, joka sitten analysoidaan. Käyttäen säteilyn absorptioon perustuvaa tiheysmittaria voidaan mittaus suorittaa jatkuvatoimisesti prosessiputken läpi itsetutkittavaa nestettä koskematta. Tämä on huomattava etu mitattaessa vaikeasti käsiteltäviä tai myrkyllisiä nesteitä. Lisäksi säteilyn absorptioon perustuva tiheysmittari on helppo asentaa jo olemassa olevaan prosessiputkistoon. Koska tiheysmittari ei sisällä liikkuvia osia, on sen huollontarve pieni. Diplomityössä kehitettiin jatkuvatoiminen gamma-säteilyn abosptioon perustuva tiheysmittari Alnos Oy:n RD-1600-säteilyanalysaattorin sovellutuksena. Säteilynilmaisimena käytettiin NaI(TI)-kiteellä varustettua tuikeilmaisindetektoria ja säteilylähteenä Cs-137-isotooppia. RD-1600 tiheysmittari on varustettu lämpötilakompensoinnilla sekä säteilylähteen heikkenemisen kompensoinnilla. Työn alussa suoritettiin absorptiotiheysmittauksen teorian tarkastelua sekä johdettiin mittauksessa käytettävien kaavojen yhtälöt. Mittarin testaus suoritettiin mittaamalla erilaatuisten öljyjen tiheyttä eri lämpötiloissa. Vaikka testausmittaukset suoritettiin pelkästään öljyllä, pätevät samat mittaustulokset muillekin nesteille. Detektorin lämpötilastabiilisuuden todettiin vaikuttavan erittäin herkästi mittaustarkkuuteen. Parantamalla detektorin lämpötilakompensointia saatiin mittarin tarkkuuttakin lisättyä. Suoritetuissa mittauksissa saatiin tiheysmittauksen toistettavuuden tarkkuudeksi noin 1,7 promillea. /Kir09