[发明专利]用于确定容器内的流体水平的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定容器内的流体水平的装置和方法，具体的但并非排它性地涉及通过检测穿过可能存在流体的容器的一部分的辐射来确定容器内的流体水平的装置和方法。

背景技术

已知使用辐射来测量容器内的流体水平。例如，WO2013/005011公开了一种语言确定容器内的相边界(例如填充水平)的位置的方法和装置。

但是，现有装置和方法的性能通常由于变化的背景辐射的存在而受到影响，例如由于附近的X射线照相或其它非破坏性测试(NDT)，或者容器壁上累积沉积物的变化，特别是放射性物质的累积。在这种情况下，一些现有的装置被迫关闭并停止检验水平信息。另外，现有方法和装置通常要求通过使水箱中的液位循环而进行现场校准。

发明内容

本发明的实施例试图克服与现有技术相关联的一个或多个问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于确定容器内的流体水平的装置，该装置包括：

源单元，用于将辐射的射束发射进入容器的内部，该源单元包括辐射源和准直器，所述准直器用于对所述源发射的辐射进行准直以提供所述射束，其中所述源单元能够被调节以改变所述射束相对于水平位置的角度；

至少一个检测器，用于检测由所述源发射的、并且已经通过所述容器的内部的至少一部分的辐射；以及

处理设备，用于：

将与在所述至少一个检测器处检测到的辐射量对应的数据记录为所述射束的角度的函数；以及

基于所述数据随所述射束的角度的变化，确定所述流体的水平。

通过改变所述射束相对于水平位置的角度，以及基于与在检测器处检测到的辐射量对应的数据作为射束的角度的函数的变化来确定流体的水平，本申请允许连续地测量容器内的流体水平，即使当背景辐射水平较高和/或正在变化时。这使得能够连续测量水箱中的液体的液位，即使当操作接近放射照相或其它形式的非破坏性测试。另外，本申请使得即使当在容器的内壁上具有累计物时也能够连续测量流体水平。不必通过使水箱中的流体水平循环来校准该装置，使得能够在不中断容器的运行的情况下安装该装置。

所述辐射量可以是在检测器处在指定时间段中检测到的辐射量(例如计数的数字)，或在检测器处的辐射的检测率。

流体的水平可以对应于两个流体相之间(例如两种不同液体、两种不同气体、或者气体与液体之间)的边界。

可以通过旋转所述准直器以改变所述射束的角度使得所述源单元能够被调节。优选地，所述准直器围绕所述源旋转。

该装置可以包括用于驱动所述准直器旋转的马达。

该马达可以包括用于指示所述射束的角度的编码器。

所述准直器可以包括多个用于对源发射的辐射进行准直的槽。

这些槽可以被布置成使得每次只有一个辐射射束被朝着检测器发射。通过设置多个准直器槽，在准直器的单个完整旋转期间，多个辐射射束可以相继扫过容器的内部的至少一部分，从而增大了装置的操作效率。

所述准直器的旋转轴的中心可以基本上位于所述源上。

这简化了源单元的设计。

所述检测器可以包括塑料闪烁体。检测器优选地被固定安装在容器上、容器内或容器附近。优选地，检测器是延长的检测器，并且源单元能够被调节以改变射束的角度，使得射束沿着检测器扫描。检测器优选地能够记录高计数率，例如至少1,000cps的计数率，更优选地至少10,000cps的计数率，更优选地至少100,000cps的计数率，更优选地至少1,000,000的计数率。高计数率的检测器可以允许检测器在即使背景辐射水平较高时也能工作。

可以基于所述射束相对于水平位置的角度确定所述流体的水平，所述流体的水平与所述数据随所述射束的角度的最大变化率对应。

所述数据的最大变化率可以是当所述射束进入或离开所述流体时(即当射束跨过容器内的流体的水平时)的最大变化率。

所述流体的水平可以被确定为位于所述射束在其水平布置中的位置下方等于a tanθmax的距离处，其中a是所述准直器的旋转轴和所述检测器之间的间隔，θmax是所述射束相对于水平位置的、与所述数据随所述射束的角度的所述最大变化率对应的角度。

所述处理设备可以被配置为：

(i)在确定所述流体的水平之前对重复测量的数据进行平均；

(ii)在确定所述流体的水平之前对所述数据应用高斯滤波；

(iii)在确定所述流体的水平之前对所述数据应用傅里叶滤波。