[發明專利]一種工業儀表測厚源設計與制備工藝

有效

• 申請號: 202010435063.5
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111678464B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 梁斌斌;彭怡剛;王子默;高翔;巴偉偉;劉超
• 申請（專利權）人: 原子高科股份有限公司
• 主分類號: G01B15/02
• 分類號: G01B15/02
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 任曉航;戴威

本發明涉及一種工業儀表測厚源設計與制備工藝，包括如下步驟：S1.材料選型：通過計算β粒子傳輸距離以及軔致輻射轉化份額確定所需的材料；S2.結構設計：材料選擇確定后，進行結構設計以及對應的焊接工藝設計、表面處理設計。本發明通過采用鈦金屬制備工業儀表源，從材料更新，結構改進，增加表面處理以及變更焊接工藝等方面，重新設計制備了一種新型的工業儀表測厚源，顯著避免了早期工業儀表測厚源的缺點。簡化了制備流程，提高了工作效率，提高了放射源的使用性能，避免了人員及源使用過程中的危險因素，提高了源使用范圍，節約了放射性源材料，從而節約了成本，增加了效益。

技術領域

本發明涉及工業儀表測厚領域，尤其是一種工業儀表測厚源設計與制備工藝。

背景技術

工業儀表測厚源主要指采用射線技術進行厚度測量的同位素及射線放射源。測量原理是基于放射源的射線穿過被測材料時，射線強度因材料的吸收而減少，其射線劑量的減少又與材料的厚度成一定的函數關系來實現對被測板材的厚度測量。多用于紙張、塑料、皮革及金屬薄膜等制品行業中薄膜厚度或者質量密度(mg/cm2)質量監控。常用的同位素及射線測厚儀主要有：γ射線測厚儀，X射線測厚儀，β射線測厚儀。

γ射線測厚儀：⁶⁰Co,¹³⁷Cs等能量較高、強度穩定的γ射線同位素適合測量較厚或密度較大的材料，廣泛應用于鋼鐵行業各種金屬板、管等生產過程中的厚度測量與自動控制。但是，γ射線由于穿透能力強，難以防護，對人體傷害較大，一般對設備和人員防護有比較高的要求。

X射線測厚儀：X射線的能量可調節，測量范圍較廣。由于X射線測厚儀的故障率高，相對β射線源來講人造射線穩定性較差，同時備件價格和使用本錢高，對維護要求高，且需要定期更換射線管等。

β射線測厚儀：¹⁴⁷Pm,⁸⁵Kr等同位素的β射線穿透能力較弱，適合測量較薄或低密度的材料，同時，β射線的吸收對材料組成很不敏感，可用于紙張、塑料薄膜、橡膠制品、鋰電池電極片等生產過程。

將含一定含量的放射性核素密封在源殼中，衰變產生的射線通過源窗與被檢測材料相互作用，進行厚度等參數的測量分析。國內，早期將一定豐度的氪氣密封于金屬殼中即可制備Kr-85密封放射源，結構如圖1所示，Kr-85 密封放射源結構包括源殼1a，設置在源殼1a端部的源窗2a和壓環3a，源殼1a連接充氣管4a和源蓋5a，源殼1a內部帶有內襯6a，其中，充氣管4a與源殼1a的連接處7a銀焊，充氣管4a的端頭8a冷焊，壓環 3a的安裝處9a采用冷弧焊。

源殼1a采用金屬鎳，或者不銹鋼材料，由于焊接密封技術不過關，導致產品容易泄露，因此，利用四種焊接技術將放射源密封，實現了測厚源的制備，焊接設備較大，工藝復雜，同時由于采用原子序數較高的鎳或不銹鋼材質，導致β射線與物質相互作用產生的韌致輻射對人體傷害較大，需要著重進行屏蔽。

本發明針對上述缺點，通過材料選型、結構設計、表面處理以及焊接工藝等改進與創新，提出一種工業儀表測厚源設計與制備工藝，實現了低成本，高性能，高安全性的新型測厚源的制備。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術存在的缺陷，提供一種工業儀表測厚源設計與制備工藝。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種工業儀表測厚源設計與制備工藝，包括如下步驟：

S1.材料選型：通過計算β粒子傳輸距離以及軔致輻射轉化份額確定所需的材料；

S2.結構設計：材料選擇確定后，進行結構設計以及對應的焊接工藝設計、表面處理設計；

步驟S1中，利用Kr-85的β放射性，計算β粒子傳輸距離：

利用Kr-85的β放射性，計算β粒子傳輸距離：