[發明專利]一種多相流相分率測定裝置單源雙能伽馬和X射線源倉

有效

• 申請號: 201710681922.7
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107331429B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 潘艷芝;王君凌;王鎮崗;孫錫軍;趙月前
• 申請（專利權）人: 海默科技（集團）股份有限公司
• 主分類號: G21G4/06
• 分類號: G21G4/06;H05G2/00
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙) 50216
• 代理人: 姚坤

本發明公開一種多相流相分率測定裝置單源雙能伽馬和X射線源倉，包括倉體，所述倉體內設有單一放射源、康普頓散射體和金屬靶片，在所述倉體上設有連通所述倉體內?外的射出部；所述單一放射源放射的γ射線射向所述康普頓散射體和金屬靶片，所述康普頓散射體用于對γ射線進行康普頓散射，所述金屬靶片用于受γ射線轟擊產生X射線，所述康普頓散射體和金屬靶片分別朝向所述射出部。采用本方案的顯著技術效果是，高能伽馬射線轟擊金屬靶片，金屬原子外電子躍遷向外輻射出低能X射線，高能伽馬射線由康普頓效應產生低能γ射線，從而實現了一顆單能級放射源產生兩種低能量射線的目的。簡化了源倉安裝結構，壓縮了成本，降低了輻射劑量，減小了防護難度。

技術領域

本發明涉及多相流測定裝置，具體來說，是一種多相流相分率測定裝置單源雙能伽馬和X射線源倉。

背景技術

從本世紀90年代開始，越來越多的不分離型多相流量計開始逐步替代傳統龐大的分離器，不分離型多相流量計其常用基本技術路線就是測量總流量(或流速)和各單相(油、氣、水)相分率。常見的相分率測量方法有伽馬射線法、超聲法、電容電導法、微波法、差壓密度計法等手段。

與其它測量方法相比，多能級伽馬射線吸收法具有獨到的優勢。多能級伽馬射線吸收法是一種非接觸式的多相流測量技術，利用兩個能級的射線即可同時測量多相流體的含水率和含氣率，而不需要其它輔助的方法。由于伽馬射線的吸收是發生在原子尺度上的相互作用，因此，測量不受流型流態及原油乳化等影響。而非放射性方法一般用于含水率的測量，如果要得到含氣率，必須借助其它手段來得到(如使用伽馬密度計獲得混合流體密度，再利用比密度法求出含氣率)，而且測量過程往往受到油水連續相轉換、溫度變化以及高含氣工況的影響。因此，伽馬射線吸收法是一種測量范圍寬、工況適應性好、測量精度高、測量穩定性強的多相流相分率測量方法。

近年來，隨著國際原油價格大跌，市場競爭加劇，產品更新換代進一步加快；目前的同位素儀表，大多使用¹³⁷Cs、¹³³Ba、²⁴¹Am等放射源，其中¹³⁷Cs、和¹³³Ba都會產生高能射線，防護困難，測量精度較低。²⁴¹Am屬于低能源，但只有一種能量，只能測量物體的厚度、物質的水分或兩相介質的相分率等。而要測量三相介質的相分率至少需要兩種能量的射線，現有技術手段是通過設置兩枚放射源實現的；存在結構較復雜，輻射劑量高，成本較高，防護難度較大等問題。

在醫療行業，存在部分伽馬射線的散射研究，但將其應用在多相流相分率的測定上還未見報道。

發明內容

為解決以上技術問題，本發明提供一種采用單一放射源而得到多種能量射線的源倉。

技術方案如下：

一種多相流相分率測定裝置單源雙能伽馬和X射線源倉，包括倉體，其關鍵于：所述倉體內設有單一放射源、康普頓散射體和金屬靶片，在所述倉體上設有連通所述倉體內-外的射出部；

所述單一放射源放射的γ射線射向所述康普頓散射體和金屬靶片，所述康普頓散射體用于對γ射線進行康普頓散射，所述金屬靶片用于受γ射線轟擊產生X射線，所述康普頓散射體和金屬靶片分別朝向所述射出部。

采用以上技術方案，倉體起到安裝和屏蔽作用，使用單一放射源放射的高能伽馬射線轟擊金屬靶片時，受轟擊的金屬原子的內層電子躍遷向外輻射出低能X射線，這些X射線穿過射出部后射向被測介質；單一放射源產生的大部分高能伽馬射線穿過金屬靶片射向康普頓散射體，散射射線(低能γ射線)向外穿過金屬靶片，再穿過射出部后射向被測介質；通過以上結構實現了采用一顆單能級放射源產生兩種低能量射線的目的；從而簡化了安裝結構，壓縮了成本，降低了輻射劑量，減小了防護難度。

所述康普頓散射體上設有反射面，該反射面同時朝向所述單一放射源和射出部，所述金屬靶片貼合在該反射面上。該設計中的反射面可用于對X射線方向調整和控制，將康普頓散射體和金屬靶片連為一體便于快速安裝、定位。