સ્વચાલિત નિયંત્રણ ઉપકરણો, રેડિયોમેટ્રિક માપન ઉપકરણોમાં કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સનો ઉપયોગ

રેડિયોએક્ટિવ આઇસોટોપ્સનો ઉપયોગ વિવિધ સ્વચાલિત નિયંત્રણ ઉપકરણો (રેડિયોમેટ્રિક માપન ઉપકરણો) માં થાય છે. ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાં, 1950 ના દાયકાથી જટિલ માપન માટે રેડિયોમેટ્રિક તકનીકનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

રેડિયોઆઈસોટોપ ઉપકરણોના મુખ્ય ફાયદા:

• બિન-સંપર્ક માપન (નિયંત્રિત વાતાવરણ સાથે માપન તત્વોના સીધા સંપર્ક વિના);
• રેડિયેશન સ્ત્રોતોની સ્થિરતા દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવેલ ઉચ્ચ મેટ્રોલોજિકલ ગુણો;
• લાક્ષણિક ઓટોમેશન યોજનાઓમાં ઉપયોગમાં સરળતા (ઇલેક્ટ્રિકલ આઉટપુટ, એકીકૃત બ્લોક્સ).

રેડિયોઆઈસોટોપ ઉપકરણોના સંચાલનના સિદ્ધાંતો નિયંત્રિત વાતાવરણ સાથે પરમાણુ રેડિયેશનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ઘટના પર આધારિત છે. ઉપકરણની યોજના, એક નિયમ તરીકે, રેડિયેશનનો સ્ત્રોત, રેડિયેશન રીસીવર (ડિટેક્ટર), પ્રાપ્ત સિગ્નલનું મધ્યવર્તી કન્વર્ટર અને આઉટપુટ ઉપકરણ ધરાવે છે.

રેડિયોમેટ્રિક સિસ્ટમ્સમાં બે ભાગો હોય છે: સ્ત્રોતમાં નીચા-સ્તરના કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ તકનીકી સાધનો દ્વારા કિરણોત્સર્ગી ઊર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, એક જહાજ અને બીજી બાજુ સ્થાપિત ડિટેક્ટર તેના પર આવતા રેડિયેશનને માપે છે. જેમ જેમ સ્ત્રોત અને ડિટેક્ટર વચ્ચેનો સમૂહ બદલાય છે (સ્તરની ઊંચાઈ, સ્લરી ઘનતા, અથવા કન્વેયર પર ઘન કણોનું વજન), ડિટેક્ટરની રેડિયેશન ફીલ્ડની તાકાત બદલાય છે.

મુખ્ય ગુણધર્મો અને કેટલાક પ્રકારના રેડિયેશનના ઉપયોગના ક્ષેત્રો:

1) આલ્ફા રેડિયેશન - હિલીયમ ન્યુક્લીનો પ્રવાહ. તે પર્યાવરણમાંથી મજબૂત રીતે શોષાય છે. હવામાં આલ્ફા કણોની શ્રેણી કેટલાક સેન્ટિમીટર છે, અને પ્રવાહીમાં - કેટલાક દસ માઇક્રોન. તેનો ઉપયોગ ગેસ પ્રેશર માપન અને ગેસ વિશ્લેષણ માટે થાય છે. માપન પદ્ધતિઓ ગેસ માધ્યમના આયનીકરણ પર આધારિત છે;

2) બીટા રેડિયેશન - ઇલેક્ટ્રોન અથવા પોઝીટ્રોનનો પ્રવાહ. હવામાં બીટા કણોની શ્રેણી ઘણા મીટર સુધી પહોંચે છે, ઘન પદાર્થોમાં - કેટલાક મીમી. માધ્યમ દ્વારા બીટા કણોના શોષણનો ઉપયોગ સામગ્રીની જાડાઈ, ઘનતા અને વજન (ફેબ્રિક, કાગળ, તમાકુનો પલ્પ, ફોઇલ, વગેરે) માપવા અને પ્રવાહીની રચનાને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે. પર્યાવરણમાંથી બીટા રેડિયેશનનું પ્રતિબિંબ (બેકસ્કેટર) તમને કોટિંગ્સની જાડાઈ અને આપેલ પદાર્થમાં વ્યક્તિગત ઘટકોની સાંદ્રતાને માપવાની મંજૂરી આપે છે, બીટા રેડિયેશનનો ઉપયોગ આયનાઇઝિંગ વાયુઓના વિશ્લેષણમાં અને સ્થિર વીજળીમાંથી ચાર્જ દૂર કરવા માટે આયનીકરણ માટે પણ થાય છે. ;

3) ગામા રેડિયેશન - પરમાણુ પરિવર્તનો સાથે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જાના ક્વોન્ટાનો પ્રવાહ. નક્કર શરીરમાં કામ કરે છે - દસ સેમી સુધી.ગામા કિરણોત્સર્ગનો ઉપયોગ એવા કિસ્સાઓમાં થાય છે કે જ્યાં ઉચ્ચ ઘૂંસપેંઠ શક્તિની જરૂર હોય (ખામી શોધ, ઘનતા નિયંત્રણ, સ્તર નિયંત્રણ) અથવા પ્રવાહી અને નક્કર માધ્યમો (રચના નિયંત્રણ) સાથે ગામા રેડિયેશનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના લક્ષણોનો ઉપયોગ થાય છે;

4) n-ન્યુટ્રોન રેડિયેશન આ ચાર્જ વગરના કણોનો પ્રવાહ છે. Po — સ્ત્રોતો બનો (જેમાં પો આલ્ફા કણો બી બોમ્બમારો કરે છે, ઉત્સર્જન કરતા ન્યુટ્રોનનો વારંવાર ઉપયોગ થાય છે). તેનો ઉપયોગ વાતાવરણની ભેજ અને રચનાને માપવા માટે થાય છે.

રેડિયોમેટ્રિક ઘનતા માપન. પાઇપલાઇન અને વેસલ સેન્સિંગ પ્રક્રિયાઓ માટે, ઘનતા જ્ઞાન ઓપરેટરોને જાણકાર નિર્ણય લેવામાં મદદ કરે છે.

સ્વચાલિત નિયંત્રણ ઉપકરણોમાં સૌથી સામાન્ય રેડિયેશન રીસીવરો આયનાઇઝેશન ચેમ્બર, ગેસ ડિસ્ચાર્જ અને સિન્ટિલેશન કાઉન્ટર્સ છે.

પ્રાપ્ત રેડિયેશન સિગ્નલના મધ્યવર્તી કન્વર્ટરમાં એમ્પ્લીફાઇંગ (આકાર) સર્કિટ અને પલ્સ કાઉન્ટિંગ રેટ મીટર (ઇંટિગ્રેટર) હોઈ શકે છે. વધુમાં, કેટલાક કિસ્સાઓમાં ખાસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રિક યોજનાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. કેટલીકવાર સ્વચાલિત નિયંત્રણ ઉપકરણોને નિયંત્રણ સિસ્ટમમાં સીધા જ સમાવિષ્ટ કરવામાં આવે છે.

રેડિયોઆઈસોટોપ ઉપકરણોની એક વિશિષ્ટ વિશેષતા એ છે કે સામાન્ય વાદ્યની ભૂલો ઉપરાંત, વધારાની સંભવિત ભૂલોની હાજરી છે. તે કિરણોત્સર્ગી સડોની આંકડાકીય પ્રકૃતિને કારણે છે, અને તેથી, સમયની કોઈપણ ક્ષણે રેડિયેશન ફ્લક્સના સતત સરેરાશ મૂલ્ય સાથે, આ પ્રવાહના વિવિધ મૂલ્યો રેકોર્ડ કરી શકાય છે.

રેડિયેશન ફ્લક્સની તીવ્રતા અથવા માપન સમય વધારીને માપન ભૂલોમાં ઘટાડો પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.જો કે, પહેલાની સુરક્ષા જરૂરિયાતો દ્વારા મર્યાદિત છે, અને બાદમાં ઉપકરણના પ્રદર્શનને બગાડે છે. તેથી, તમામ કિસ્સાઓમાં ઉચ્ચતમ તપાસ કાર્યક્ષમતા સાથે રેડિયેશન ડિટેક્ટરનો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે.

જો કે વિકિરણ પ્રવાહની તીવ્રતાનું સચોટ માપન માનવામાં આવતા પ્રકારના મોટાભાગના ઉપકરણો માટે ફરજિયાત છે, આ અંતિમ ધ્યેય નથી, કારણ કે વાસ્તવિકતામાં તીવ્રતાને નહીં, પરંતુ તકનીકી પરિમાણને ચોક્કસપણે નિયંત્રિત કરવું મહત્વપૂર્ણ છે.

રેડિયોઆઇસોટોપ જાડાઈ અને ઘનતા મીટર

કિરણોત્સર્ગના શોષણ દ્વારા જાડાઈ અથવા ઘનતા માપવા માટે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા ઉપકરણો. કિરણોત્સર્ગને શોષીને સામગ્રીની જાડાઈ અથવા ઘનતાને માપવા માટેની સૌથી સરળ યોજનામાં રેડિયેશન સ્ત્રોત, એક પરીક્ષણ સામગ્રી, રેડિયેશન રીસીવર, મધ્યવર્તી ટ્રાન્સડ્યુસર અને આઉટપુટ ઉપકરણ શામેલ છે.

ઘનતા માપવા માટે વિવિધ ઉદ્યોગો રેડિયોમેટ્રિક ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે. ખાણો, પેપર મિલો, કોલસાથી ચાલતા પાવર પ્લાન્ટ્સ, બાંધકામ સામગ્રીના ઉત્પાદકો અને તેલ અને ગેસ ઉપયોગિતાઓ તમામ તેમની પ્રક્રિયાઓમાં ક્યાંક ને ક્યાંક આ ઘનતા માપન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે.

ઘનતા માપન ઓપરેટરોને તેમની પ્રક્રિયાઓને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે પરવાનગી આપે છે, તેમને સ્લરી પ્રદર્શનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં, અવરોધોને ઓળખવામાં અને જટિલ એપ્લિકેશન્સમાં નિયંત્રણને સુધારવામાં મદદ કરે છે.

રેડિયોમેટ્રિક ડેન્સિટી સેન્સર બિન-સંપર્ક છે, જેનો અર્થ છે કે તેઓ પ્રક્રિયામાં દખલ કરતા નથી, ખરતા નથી અને જાળવણીની જરૂર નથી, જે તેમને લાંબા સમય સુધી ટકી શકે છે. બાહ્ય માઉન્ટિંગ સેન્સર ઇન્સ્ટોલેશનને સરળ બનાવે છે.

રેડિયોમેટ્રિક ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ ઘનતાને માપવા માટે થાય છે કારણ કે આ સેન્સર પ્રક્રિયા કરવામાં આવતી સામગ્રીના સંપર્કમાં આવ્યા વિના માપન કરે છે. બિન-સંપર્ક માપન વસ્ત્રો-મુક્ત અને જાળવણી-મુક્ત કામગીરીની ખાતરી કરે છે. ઘર્ષક, ક્ષતિગ્રસ્ત અથવા ક્ષતિગ્રસ્ત ઉત્પાદનો ઘણીવાર વારંવાર અને ખર્ચાળ જાળવણી અથવા અન્ય સેન્સર્સને બદલવામાં પરિણમે છે, પરંતુ રેડિયોમેટ્રિક ઘનતા ડિટેક્ટર્સ 20 થી 30 વર્ષ સુધી ટકી શકે છે.

સેન્સર સિમેન્ટ ફેક્ટરીમાં ધૂળની સ્થિતિથી પ્રતિરોધક છે અને ઊભી પાઈપમાં ઘનતાને ચોક્કસ રીતે માપવાનું ચાલુ રાખે છે.

રેડિયોમેટ્રિક સાધનો પાઇપ અથવા ટાંકીની બહાર માઉન્ટ કરવામાં આવે છે જેથી સિસ્ટમ બિલ્ડ-અપ, થર્મલ આંચકો, દબાણમાં વધારો અથવા અન્ય આત્યંતિક પ્રક્રિયાની પરિસ્થિતિઓ માટે પ્રતિરક્ષા રાખે છે. અને તેમની મજબૂત ડિઝાઇન માટે આભાર, આ ઉપકરણો તેઓ ઇન્સ્ટોલ કરેલા પાઇપ અથવા ટાંકીમાંથી સ્પંદનોનો સામનો કરવા સક્ષમ છે.

આ રેડિયોમેટ્રિક સેન્સર્સ અન્ય તકનીકો કરતાં ઇન્સ્ટોલ કરવા માટે ખૂબ સરળ છે. આ પ્રકારના ઉપકરણોને ખર્ચાળ પ્રક્રિયામાં ખલેલ પહોંચાડ્યા વિના ઇન્સ્ટોલ કરી શકાય છે. અન્ય તકનીકો માટે પાઇપિંગના વિભાગોને દૂર કરવા અથવા પ્રક્રિયામાં જ અન્ય નોંધપાત્ર ફેરફારોની જરૂર છે.

કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સની પ્રારંભિક કિંમત અન્ય ઘનતા માપન ઉકેલો કરતાં વધારે છે. જો કે, રેડિયોમેટ્રિક સોલ્યુશન 20 કે 30 વર્ષ સુધી ટકી શકે છે અને થોડી જાળવણી વગર.

અન્ય ઉકેલોથી વિપરીત, રેડિયોમેટ્રિક ઘનતા સેન્સર એ સમગ્ર પ્રક્રિયામાં લાંબા ગાળાનું રોકાણ છે, જે આવનારા દાયકાઓ સુધી સલામત અને કાર્યક્ષમ કામગીરીની ખાતરી આપે છે. એક રેડિયોમેટ્રિક ઘનતા સેન્સર સાધનના જીવનકાળ દરમિયાન સંચાલન ખર્ચમાં નોંધપાત્ર બચત પ્રદાન કરે છે.

રેડિયોમેટ્રિક માસ ફ્લો માપન ચૂનાના છોડમાં ચોક્કસ ચાર્જિંગ પૂરું પાડે છે. અસંખ્ય કન્વેયર બેલ્ટની લંબાઈ અમુક મીટરથી લઈને એક કિલોમીટર સુધીની હોય છે તે સુનિશ્ચિત કરે છે કે વિવિધ પ્રકારની પ્રોસેસિંગ પરિસ્થિતિઓ હેઠળના ખડકને આગળની પ્રક્રિયા માટે યોગ્ય સ્થાને લઈ જવામાં આવે છે.

ઉપકરણોની સાથે, જેની ચોકસાઈ રેડિયેશન ફ્લક્સની તીવ્રતાને માપવાની ચોકસાઈ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, તે મહત્વપૂર્ણ ઉપકરણો છે જેમાં રેડિયેશન ફ્લક્સની તીવ્રતાને ચોક્કસ રીતે માપવાનું કાર્ય બિલકુલ સેટ નથી. આ રિલે મોડમાં કાર્યરત સિસ્ટમ્સ છે, જેમાં માત્ર રેડિયેશન ફ્લોની હાજરી અથવા ગેરહાજરીની હકીકત જ મહત્વપૂર્ણ છે, તેમજ સિસ્ટમો તબક્કા અથવા આવર્તન સિદ્ધાંત અનુસાર કાર્ય કરે છે.

આ કિસ્સાઓમાં, ન તો કિરણોત્સર્ગની હાજરી કે તેની તીવ્રતા, ઉદાહરણ તરીકે, રાજ્યોના ફેરબદલની આવર્તન અથવા તબક્કો, જે રેડિયેશન ફ્લક્સની વિવિધ તીવ્રતા અથવા નિયંત્રિત વાતાવરણ સાથે આ પ્રવાહની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની વિવિધ ડિગ્રી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, નોંધાયેલ નથી. . રિલે સિસ્ટમ્સના સૌથી વ્યાપક કાર્યક્રમોમાંની એક સ્થિતિ સ્તર નિયંત્રણ છે.

કિરણોત્સર્ગી મેનોમીટર

રિલે સિસ્ટમ્સનો ઉપયોગ કન્વેયર પર ઉત્પાદનોની ગણતરી માટે, ફરતા પદાર્થોની સ્થિતિનું નિરીક્ષણ કરવા, રોટેશનલ સ્પીડના બિન-સંપર્ક માપન અને અન્ય ઘણા કિસ્સાઓમાં પણ થાય છે.

આયનીકરણ પદ્ધતિઓ

જો આલ્ફા અથવા બીટા કિરણોત્સર્ગનો સ્ત્રોત આયનીકરણ ચેમ્બરમાં મૂકવામાં આવે છે, તો ચેમ્બર પ્રવાહ સતત રચનામાં ગેસના દબાણ પર અથવા સતત દબાણ પરની રચના પર આધારિત રહેશે. આ ઘટનાનો ઉપયોગ દ્વિસંગી મિશ્રણો માટે રેડિયોઆઈસોટોપ મેનોમીટર અને ગેસ વિશ્લેષકોની ડિઝાઇનમાં થાય છે.

ન્યુટ્રોન ફ્લક્સનો ઉપયોગ

જ્યારે નિયંત્રિત પદાર્થમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તેના મધ્યવર્તી કેન્દ્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, ન્યુટ્રોન્સ તેમની થોડી ઊર્જા ગુમાવે છે અને ધીમી પડી જાય છે. વેગના સંરક્ષણના કાયદાના આધારે, ન્યુટ્રોન ન્યુક્લિયસમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે જેટલી વધુ ઊર્જા ન્યુક્લિયસનું દળ ન્યુટ્રોનના દળની નજીક હોય છે. તેથી, ઝડપી ન્યુટ્રોન જ્યારે હાઇડ્રોજન ન્યુક્લી સાથે અથડાય છે ત્યારે તેઓ સૌથી મજબૂત મધ્યસ્થતાનો અનુભવ કરે છે. આનો ઉપયોગ, ઉદાહરણ તરીકે, વિવિધ માધ્યમોની ભેજ અથવા હાઇડ્રોજન-સમાવતી માધ્યમોના સ્તરને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે.

LB 350 ભેજ માપવાની સિસ્ટમ ન્યુટ્રોન માપન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે. માપન કાં તો બહારથી, સિલોની દિવાલો દ્વારા અથવા સિલોની અંદર સ્થાપિત મજબૂત નિમજ્જન ટ્યુબ દ્વારા કરવામાં આવે છે. આ રીતે, માપન ઉપકરણ પોતે પહેરવાને પાત્ર નથી.

વિવિધ પદાર્થો દ્વારા ન્યુટ્રોન શોષણની માત્રાને માપવાનો ઉપયોગ મોટા ન્યુટ્રોન શોષણ ક્રોસ સેક્શનવાળા તત્વોની સામગ્રી નક્કી કરવા માટે થાય છે. પદાર્થો દ્વારા ન્યુટ્રોન કેપ્ચર થવાના પરિણામે ગામા કિરણોત્સર્ગના વર્ણપટકીય વિશ્લેષણ દ્વારા પદાર્થોની રચનાને નિયંત્રિત કરવા માટે પણ એક પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ તકનીકનો ઉપયોગ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, તેલના કુવાઓ માટે.

કેટલાક ઉદ્યોગો કે જે રેડિયોમેટ્રિક પ્રક્રિયા માપન તકનીકનો ઉપયોગ કરે છે તેઓ વેલ્ડ અને જહાજોની અખંડિતતા ચકાસવા માટે બિન-વિનાશક એક્સ-રે નિરીક્ષણ અથવા રેડિયોગ્રાફિક નિરીક્ષણનો પણ ઉપયોગ કરે છે. આ ઉપકરણો રેડિયોમેટ્રિક મીટરની જેમ સ્ત્રોતમાંથી ગામા ઉર્જાનું વિસર્જન પણ કરે છે.

આ પણ જુઓ:

પદાર્થોની રચના અને ગુણધર્મો નક્કી કરવા માટે સેન્સર અને માપન ઉપકરણો

ઔદ્યોગિક પ્લાન્ટમાં ઓટોમેટિક વજન કેવી રીતે હાથ ધરવામાં આવે છે