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什么是NDS-3100？
NDS-3005核子密度 (濃度) 計(jì)是一種低輻射劑量、高靈敏度核計(jì)，核心技術(shù)源自俄羅斯。它以?shī)A具的形式安裝在管道上，并使用伽馬射線(xiàn)作為測(cè)量介質(zhì)。它使用的安全和環(huán)境保護(hù)低于豁免活動(dòng)。22Na放射源 (V類(lèi)以下的源)，一種非接觸式密度測(cè)量?jī)x器，可以連續(xù)，實(shí)時(shí)，非接觸地在線(xiàn)測(cè)量流體密度。它可以用于以密度作為最終產(chǎn)品的主要控制參數(shù)的過(guò)程控制，也可以用于固體百分比或其他質(zhì)量控制參數(shù) (例如濃度百分比) 的指標(biāo)。
22Na的豁免活性為1000000Bq; 137Cs的豁免活性為10000Bq，137Cs發(fā)射的伽馬射線(xiàn)能量約為0.66MeV，22Na發(fā)射的伽馬射線(xiàn)能量約為1.2MeV。伽馬射線(xiàn)的能量越強(qiáng)，穿透能力越強(qiáng)。
免檢放射源是根據(jù)國(guó)家規(guī)定免檢放射安全管理的放射源，即使人體長(zhǎng)期接觸，放射源的危害也不會(huì)對(duì)人體造成危害。
該產(chǎn)品使用的22Na放射源由俄羅斯國(guó)家原子能集團(tuán)的子公司JSC同位素提供。JSC同位素有資格提供周期表中幾乎所有的放射性和穩(wěn)定同位素。產(chǎn)品采用氣體分離法、電磁法、分離法生產(chǎn)。
圖2: JSC Isotope 公司
圖3: 報(bào)關(guān)單樣本
NDS-3100環(huán)保 (豁免) 放射源產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)
本產(chǎn)品采用中華人民共和國(guó)免征放射源。用戶(hù)不需要申請(qǐng)輻射安全許可證，用戶(hù)不需要建設(shè)專(zhuān)用放射源倉(cāng)庫(kù)，也不需要辦理環(huán)評(píng)驗(yàn)收手續(xù)。
用戶(hù)不需要安裝連接到監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)制監(jiān)控系統(tǒng)，不需要控制放射源的使用，可以節(jié)省每年高昂的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本和第三方平臺(tái)費(fèi)用。
使用22Na免檢放射源的單位不需要建立放射源管理機(jī)構(gòu)和管理制度，維護(hù)人員不需要取得輻射從業(yè)資格證，而且節(jié)省了人員定期體檢的費(fèi)用，也不需要獲得環(huán)保部門(mén)的環(huán)評(píng)許可證。
用戶(hù)不需要購(gòu)買(mǎi)、輻射探測(cè)器和個(gè)人輻射劑量計(jì)。本產(chǎn)品對(duì)人體無(wú)傷害，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
如果受控放射源丟失，法定代表人是責(zé)任人。本產(chǎn)品的22Na放射源可以作為普通儀器處理。即使源丟失，也不會(huì)作為輻射事故處理。(當(dāng)然，無(wú)論劑量有多小，它仍然是輻射源。，管理人員應(yīng)保持謹(jǐn)慎的態(tài)度)。
NDS-3100產(chǎn)品特點(diǎn)
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豁免放射源
使用更安全的低劑量放射源(22Na)，輻射安全風(fēng)險(xiǎn)低，符合環(huán)保部門(mén)對(duì)豁免管理放射源的劑量要求，并取得豁免備案。放射源容器加強(qiáng)輻射屏蔽，距儀表外殼0.1米處泄露劑量可小于1μSv/h。
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高精度射線(xiàn)探測(cè)器
配套的射線(xiàn)探測(cè)器(傳感器)采用研發(fā)并應(yīng)用于大科學(xué)裝置的光電探測(cè)技術(shù)，對(duì)極低劑量γ射線(xiàn)也十分敏感，為環(huán)保型濃度密度分析儀提供了更高的精度和靈敏度。并且采用一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定可靠，安裝使用方便。
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嵌入式計(jì)算平臺(tái)
采用嵌入式計(jì)算技術(shù)作為儀表平臺(tái)，具備更強(qiáng)勁的計(jì)算能力和通訊支持能力，并且提供豐富直觀(guān)的人機(jī)界面，可顯示實(shí)時(shí)濃度、密度、流量、產(chǎn)量等相關(guān)參數(shù)、查詢(xún)歷史數(shù)據(jù)，并且支持半自動(dòng)標(biāo)定和參數(shù)設(shè)置。具備4G無(wú)線(xiàn)通訊功能和云服務(wù)支持，可在各種終端設(shè)備遠(yuǎn)程查看儀表參數(shù)和測(cè)量數(shù)據(jù)，并可遠(yuǎn)程維護(hù)和監(jiān)控。
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更高精度
高精度采樣電路配合靈敏度的探測(cè)器，高精度采樣，計(jì)數(shù)頻率分辨率達(dá)0.1Hz。密度分別率可達(dá)0.1kg/M3。
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更靈活的輸出方式
密度、標(biāo)準(zhǔn)密度或特殊計(jì)算值 （固體百分比、比重等）采用直接毫安 (4–20 mA) 輸出，也支持Modbus-RTU RS-232 485通訊輸出。
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更便捷的安裝方式
管道外夾式安裝，對(duì)安裝位置、腐蝕性、管道材質(zhì)、流速和壓力影響不敏感。特別適用于因?yàn)楦邷?、高壓、流?dòng)性不好等工作條件，必須非接觸測(cè)量的場(chǎng)合選用。并在保持流動(dòng)性前提下允許最多固體含量。
測(cè)量原理
核子密度計(jì)的密度測(cè)量基于物質(zhì)吸收低能射線(xiàn)的原理。在測(cè)量路徑的一定條件下，不同密度的介質(zhì)對(duì)核輻射的吸收程度是不同的。一束射線(xiàn)通過(guò)介質(zhì)的弱化規(guī)律為:
式中， Ix——穿過(guò)介質(zhì)后的射線(xiàn)強(qiáng)度
I——標(biāo)定時(shí)介質(zhì)之前的射線(xiàn)強(qiáng)度
μ——介質(zhì)對(duì)射線(xiàn)的質(zhì)量吸收系數(shù)
ρ——待測(cè)介質(zhì)密度
d ——測(cè)量路徑
λ——源衰變常數(shù)
t——源衰變時(shí)間，從標(biāo)定之日算起
從公式中可以看出，當(dāng)被測(cè)管道不變，介質(zhì)的吸收系數(shù)不變時(shí)，測(cè)量介質(zhì)對(duì)射線(xiàn)的吸收強(qiáng)度主要與介質(zhì)的密度有關(guān): 介質(zhì)的密度越大，光線(xiàn)的吸收越大，反之亦然。光線(xiàn)的吸收越小。
圖1: 測(cè)量原理示意圖
如圖1所示，γ射線(xiàn)從放射源罐中發(fā)射，此時(shí)射線(xiàn)強(qiáng)度為I ，通過(guò)吸收率固定的管壁和因密度變化而吸收率變化的被測(cè)介質(zhì)，達(dá)到探測(cè)器后射線(xiàn)強(qiáng)度為I0 .通過(guò)探測(cè)γ射線(xiàn)的強(qiáng)度變化并應(yīng)用到已知的轉(zhuǎn)換中，NDS-3100可以提供高精度的在線(xiàn)密度測(cè)量。
質(zhì)量濃度計(jì)算公式:
式中： C——礦漿濃度
——干礦密度或稱(chēng)為自然容重
ρ——礦漿密度
（設(shè)清水濃度為0，清水密度為1000kg/M3）
在實(shí)際應(yīng)用中，核密度計(jì)測(cè)量實(shí)時(shí)礦漿密度值，用戶(hù)在儀表中輸入干礦密度值，得到實(shí)時(shí)測(cè)得的礦漿質(zhì)量濃度值 (干礦質(zhì)量與礦漿總質(zhì)量之比)。
性能參數(shù)
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| 項(xiàng)目 | 范圍 | 單位 |
| 密度測(cè)量性能參數(shù) | 精度 | ± 3.0 | 千克/立方米 |
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| 工作范圍 | 0至3000 | 千克/立方米 |
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| 重復(fù)性 | ± 1.0 | 千克/立方米 |
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| 工藝溫度 | 不限 |
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| 工藝壓力 | 不限 |
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| 探測(cè)器 | 閃爍晶體材料 | Nal |
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| 檢測(cè)對(duì)象 | γ射線(xiàn) |
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| 電源電壓 | 24 ± 0.5 | 五 |
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| 當(dāng)前 | 1.5 | A |
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| 輸出信號(hào) | 1.0V @ 1235keV(22Na) |
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| 工作溫度 | -10 ~ 50 | ℃ |
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| 防護(hù)等級(jí) | IP65 |
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| 重量 | 1.4 | kg |
| 放射源 | 放射性元素 | 22Na |
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| 主要能源 | 1.235 | Mev |
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| 泄漏劑量 | 0.1 | Μ sv/h |
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| 半衰期 | 2.6019 | 年 |
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| 容器 | 帶手動(dòng)控制閥的鉛箱 |
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| 安全級(jí)別 | GB4075/2009/C54434 |
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| 總重量 (包括外殼) | 7.5 | kg |
| 二次表 | 電源 | 220 | V (交流) |
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| 額定電流 | 2.5 | A |
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| 操作界面 | 彩色液晶觸摸屏 |
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| 工作溫度 | -10 ~ 50 | ℃ |
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| 輸入信號(hào) | 頻率，4 ~ 20mA，PT100，開(kāi)關(guān)值 |
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| 輸出信號(hào) | 4 ~ 20mA，開(kāi)關(guān) |
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| 無(wú)線(xiàn)通信 | 可選支持4g網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程監(jiān)控管理 |
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設(shè)備結(jié)構(gòu)圖
整體安裝結(jié)構(gòu)
輔助表
安裝方法
幾種常見(jiàn)的安裝方法
安裝注意事項(xiàng)
漿液能否填充管道并在管道中順利流動(dòng) (更換良好);
不同的管道材料和漿料吸收速率導(dǎo)致通過(guò)的顆粒數(shù)量太大或太少 (<100或> 30000計(jì)數(shù)/秒)，并且穿透距離不能太大或太小。例如，管壁由碳鋼鐵礦石漿料制成，安裝管徑要求不小于100毫米且不大于250毫米。對(duì)于特殊情況，需要試用預(yù)裝，以確定是否符合要求;
只要沒(méi)有氣蝕現(xiàn)象，測(cè)量就不會(huì)受到閥門(mén)，彎頭，三通和其他管件的影響。
安裝位置
密度計(jì)作為外部夾具安裝，在不影響主要道路的情況下，可以拆卸以進(jìn)行維護(hù)或校準(zhǔn);
安裝在主線(xiàn)上，如有必要，減小直徑;
請(qǐng)注意，測(cè)量管道在工作時(shí)應(yīng)始終保持飽滿(mǎn)狀態(tài)，并且不容易產(chǎn)生氣泡。垂直安裝，液體從下往上流動(dòng)，防止?jié){料沉積，影響密度測(cè)量的準(zhǔn)確性;
密度計(jì)前后應(yīng)至少有200毫米和100毫米直管段;
不宜將其安裝在下游管道附近，管道開(kāi)口附近或管道的高點(diǎn)。
二次儀表參數(shù)設(shè)置
安裝傳感器和電源后，應(yīng)在系統(tǒng)通電后首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)和參數(shù)設(shè)置。
儀器主界面
單擊 “登錄” 按鈕，輸入默認(rèn)密碼 “123”; 然后單擊 “參數(shù)設(shè)置”，進(jìn)入以下屏幕:
參數(shù)設(shè)置
