第11章-波式和射线式传感器.ppt

2.微波物位计微波开关式物位计示意图*当被测物位低于设定物位时，接收天线接收的功率为被测物位升高到天线所在高度时，接收天线接收的功率为*酒精含水量测量仪框图MSA1A2T1T2PTATDD含水酒精不含水酒精3、微波湿度（水分）传感器MS：微波源A1、A2：衰减器T1、T2：转换器，作用是使被测量包含于微波场内。PT、AT：相位与衰减测定仪*第三节射线式传感器一、核辐射的物理基础1.放射性同位素凡原子序数相同而原子质量不同的元素，在元素周期表中占同一位置故称之为同位素。原子如果不是由于外来的原因，而自发的产生核结构变化称为核衰变，具有核衰变性质的同位素，叫做放射性同位素。放射性元素从N0个原子衰变到N0/2个原子所经历的时间，称为半衰期。*2.核辐射放射性同位素在衰变过程中放出一种特殊的带有一定能量的粒子或射线，这种现象称为放射性或核辐射。其放出的粒子或射线有(1)α粒子(2)β粒子(3)γ射线*3.核辐射与物质的相互作用核辐射与物质的相互作用主要是电离、吸收和反射。电离是带电粒子与物质相互作用的主要形式。一个粒子在每厘米路径上生成离子对的数目，称为比电离。带电粒子在物质中穿行，其能量逐渐耗尽而停止，其穿行的一段直线距离叫粒子的射程。*辐射在穿过物质层后，其能量强度按指数规律衰减，可表示为I0——入射到吸收体的辐射通量的强度；I——穿过厚度为h(单位为cm)的吸收层后的辐射通量强度；——线性吸收系数。比值μ/ρ(ρ是密度)叫做质量吸收系数，常用表示。*二、射线式传感器射线式传感器主要由放射源和探测器组成。1.放射源利用射线式传感器进行测量时，都要有可发射出α、β粒子或γ射线放射源（也称辐射源）。选择射线源应以尽量提高检测灵敏度和减小统计误差为原则。最常用的有80Co、137Cs、241Am及90Sr等。*放射源的结构应使射线从测量方向射出，而其他方向则必须使射线的剂量尽可能小，以减少对人体的危害。β放射源一般为圆盘状，γ射线辐射源一般为丝状、圆柱状或圆片状。β厚度计放射源容器如图放射源容器图*2.探测器探测器就是核辐射的接收器，常用的有电离室、闪烁计数器和盖革计数管。(1)电离室图为电离室工作原理图*(2)闪烁计数器闪烁计数器的示意图如下*它由闪烁晶体（简称闪烁体）和光电倍增管组成。当核辐射进入闪烁晶体时，使闪烁晶体的原子受激发光，光透过闪烁晶体射到光电倍增管用的光阴极上打出光电子并在倍增管中倍增，在阳极上形成电流脉冲，最后被电子仪器记录下来，这就是闪烁计数器记录粒子的基本过程。*(3)盖革计数管盖革计数管结构如图它是一个密封玻璃管1，中间一条钨丝2为工作阳极，在玻璃管内壁涂上一层导电物质或另放一金属圆筒3作为阴极。管内抽空后充气，充入气体由两部分组成，主要是惰性气体如氩、氖等，另一部分是加入有机物(如乙醚、乙醇等)。充进有机物的叫有机物计数管；充入卤素的叫卤素计数管。由于卤素计数管寿命长，工作电压低，因而应用较广泛。*盖革计数管的特性曲线如图图中U为加在计数管上的电压，I为入射的核辐射强度，N为计数率(输出脉冲数)。从这曲线中可知，当加在计数管上的电压一定时，辐射强度愈大，则输出脉冲数也愈大，如图中I1比I2大时，相应的输出脉冲数N1也比N2大。盖革计数管常用于探测β粒子和γ射线。*三、核辐射检测的应用核辐射可以检测厚度、液位、物位、转速、材料密度、重量、气体压力、流速、温度及湿度等参数，也可用于金属材料探伤。核辐射厚度计框图如下*四、放射性辐射的防护放射性辐射过度地照射人体，能够引起多种放射性疾病，如皮炎、白血球减少症等。因此需要很好地解决射线防护的问题。我国规定：安全剂量为0.05R/d(伦琴/日)，0.3R/