Dərs vəsaiti baki 2019 azərbaycan respublikasi təHSİl naziRLİYİ

5.3. İntelektual radioizotop sıxlıq vericiləri
Boru kəməri ilə nəql etdirilən mayelərin, o cümlədən neftin sıxlığının yüksək dəqiqliklə ölçülməsi məqsədilə radioizotop söxlıqölçənlərdən istifadə edilir. [23]
Radioizotop sıxlıqölçənlər kontaksız ölçmə vasitələri olub, həssas elementi hərəkət edən ölçmə mühitinin daxilində yerləşdirilmir. Ona görə də belə sıxlıqölçənlərin aqressiv, yüksək özlülüklü mayelərin, böyük diametirli boru kəmərlərində yüksək təzyiq və yaxud temperatur altında axıdılan mayelərin sıxlığını ölçərkən istifadə olunması daha məqsədəuyğundur. Radioizatop üç növ – alfa, betta və qamma nüvə şualanmalarından istifadə olunur. Alfa-şualanma hissəciklərinin uçuş yolu kiçik olduğundan onlardan yalnız betta-şualanmaları və qamma-şualanmaları mayelərin və bərk maddələrin sıxlıqölcənlərində tədbiq olunur. Bettta şualanmaları atomların, nüvənin buraxdığı eleklronların və pozitronların axınından ibarət olub, işıq sürətinə yaxın sürətlə hərəkət edirlər.
Qamma-şuallanmaları çox kiçik dalğa uzunluqlu 0,4°A (Anqsterm – 4-10^-11 m) elektromaqnit dalğalarıdır (rəqsləri). Betta hissəciklərə nisbətən qamma-şuaları nüfuzetmə qabiliyyətinə malikdir. Qamma-şuaları maddədən keçərkən onların intensivliyi zəifləyir. Şualanma enerjisi enerjinin digər formalarına keçir. Şualanmanın in-tensivliyinin zəifləməsi bir tərəfdən düşən şuaların enerjisi və onun spektral tərkibi ilə təyin edilirsə, digər tərəfdən ölçülən mühitin sıxlığından və kimyəvi tərkibindən asılıdır.
Qamma-şualanmalarının maddə tərəfındən udulması kifayət qədər dəqikliklə eksponensial qanunla ifadə edilir [23]:
(5.2)
Burada:
I₀ – qamma-şuaları dəstəsinin başlanğıc intensivliyi;
I – qamma-şualanmalarının maddə qatından keçən intensivliyi;
d – maddə qatının qalınlığı;
– maddənin sıxlığı;
– qamma-şualanmasının udulmasının kütlə əmsalı olub, sorğu kitablarında verilir.
Boru kəmərlərində və rezervuarlardakı mayelərin sıxlığını qamma-şualanmalarının köməyi ilə iki üsulla ölçürlər.
Birinci üsul mayelərdən qamma-şuaların keçdiyi zaman udul-ması ilə əlaqədar olaraq, onların intensivliyinin azalmasının təyin olunmasına əsaslanmışdır. Şua mənbəyi və qəbuledicisi boru kəmərinin (və ya rezervuarın) diametri boyunca əks tərəflərdə qarşı-qarşıya yerləşdirilir. Qamma şuaları dəstəsi boru kəməri divarlarından və mayedən keçərək şua qəbuledicisinin üzərinə düşür (şək. 5.5).

İkinci üsul mayyedən qayıdan qamma-şuaların intensivliyini zəifləməsinin ölçülməsinə əsaslanmışdır. Bu üsulda şua mənbəyi və qəbuledici boru kəmərinin eyni tərəflərdə yerləşdirilir və elə ekranlaşdırırlar ki, qəbulediciyə yalnız mayedən qayıdan şualar düşür. Şuaların birbaşa qəbulediciyə düşməməsi üçün onlar qurğuşun arakəsmələri vasitəsilə udulur (şək. 5.5, b).

Şək. 5.5, a və şək. 5.5, b-də:
1 – qamma-şuaların mənbəyi;
2 – qamma-şuaların qəbuledicisi;
3 – ölçmə cihazı;
4 – ekrandır.
Mayelər üçün birinci üsula əsaslanan sıxlıqölçənlərdən, bərk cisimlər (süxur və s.) üçün isə ikinci üsula əsaslanan sıxlıqöiçənlər geniş istifadə olunur.
Şualandırılan maye təbəqəsinin qalınlığı boyük olduqda şualandırma mənbəyinin tələb edilən aktivliyi yüksək olur. Şualandırma mənbəyi olaraq sezium-137, stronsium-90, kobalt-60 və s. radioaktiv izotoplarından istifadə ediiir.
Şualanma qəbuledicisi kimi sıxlıqölçənlərdə ionlaşdırma kameralarına qazboşalmalı və ssintilyasiya sayğacları geniş tətdiq edilirlər.
Avtokompensasiyalı ölçmə üsuluna əsaslanan diferensial ionlaşdırma kameralı radioizotop sıxlıqölçənin sxemi şək. 5.6-da göstərilmişdir. Əsas şualandırma mənbəindən (1) verilən şualar sıxlığı ölçülən mayedən (2) keçərək ionlaşdırma kamerasının əsas bölməsinə (3) düşür. Köməkçi mənbədən (10) verilən şualar isə metaldan hazır-lanan kompensasiyaedici zolaqdan (9) keçərək, ionlaşdırma kamerasının ikinci bölməsinə (6) düşür. Mayenin sıxlğının təsirindən yaranan fərq siqnalı elektron gücləndiricidə (4) gücləndirilərək, reversiv mühərrikə (7) daxil olur.

Reversiv mühərrik metal zolağı (9) o vaxta qədər döndərir ki, fərq siqnalı sıfıra bərabər olsun. Melal zolağa birləşdirilmiş əqrəb şkala (11) üzərindəki bölgülərə uyğun olaraq mayenin sıxlığını göstərir. Reversiv mühərrik eyni zamanda özüyazan ikinci tərəf cihazının induksiya vericisinin sarğacının (8) nüvəsini də hərəkət etdirir. Cihazın şkalası xəttidir. Şkalanın bölgüləri 50-dən 1000 kq/m³ qədər, ölçmə diapazonu 300-3500 kq/m³, ölçmə xətası şkalanın diapazonunun 2% - i qədərdir.

Ssintilyasiya sayğaclı sıxlıqölçənin sxemi şək. 5.7-də göstərilmişdir.

Ölçmə dəqiqliyinin yüksəldilməsi məqsədi ilə bu sxemdə nümunəvi siqnal üsulu tətbiq edimişdir. Bunun üçün iki ədəd şualandırma mənbəyindən istifadə edilir. Əsas şualanma mənbəyindin (1) (sezium-137) verilən şualar sıxlığı ölçülən mayenin axıdığı borudan (2) keçir, nümunəvi şualanma mənbəyindən (3) (sezium-137) verilən şualar isə mayedən keçmədən birbaşa ssintilyasiya sayğacının (6) fotoelektron gücləndiricisi (7) tərəfindən qəbul edilir.

Ş
EB
ualanma mənbələrindən verilən şualar zamana görə ayrılaraq qəbulediciyə ayrı-ayrı vaxtlarda düşürlər. Şuaların qəbulediciyə düşməsi zamanlarının ayrılması onun ətrafında sinxron elektrik mühərriki (5) tərəfindən fırladılan qurğuşun yarımsilindrinin (4) köməyi ilə yerinə yetirilir.
Yarımsilindr fırlandıqca gah bu, gah da digər mənbədən gələn şuaların qarşısını kəsir. Beləliklə, birinci yarımperiod ərzində mayenin sıxlığına mütənasib olan şualar qəbul edilir, ikinci yarımperiod ərzində isə nümunəvi mənbədən verilən və dəyişikliyə uğramayan şualar qəbul edilirlər. Bu şualara uyğun olaraq qəbuledicidə yaranan elektrik siqnalları da elektron bloka (8) müxtəlif vaxtlarda daxil olur. Gələn siqnalların fərqi gücləndirilərək avtomatik elektron körpü sxeminin (9) girişinə verilir.
Elektron körpü sxeminin göstərişi bu siqnalların nisbətindən, deməli mayenin sıxlığından asılı olur. Sıxlıqölçənin cərəyana görə çıxış siqnalı 0-5 mA, gərginliyə görə isə 0-10 V olur.
Son zamanlar bir çox fırmalar intellektual sıxlıqölçənlərin istehsalı sahəsində mühüm işlər görmüşlər.
Kay-Ray 3680 tipli sıxlqölçənlər qamma-şualanmalar əsasın-da yaradılmış sıxlıqölçənlərin ən yaxşı nümunələrindən saylır [58]. Bu tip sıxlıqölçənlər xarakteristikaları xeyli təkmilləşdirilmiş ssintilyasiya detektoru ilə partlayış təhlükəsi olmayan gövdədə yerləşdirilmiş intellektual vericini özündə birləşdirir. Verici ölçülən mühitlə kontaktda olmadığından mayelərin təzyiqinin, özlülüyünün, korrozi-yaya və yeyilməyə səbəb olan təsirinə məruz qalmır. Verici texnoloji borunun xaricində quraşdırıldığından boru kəmərində dəyişikliklərin edilməsini və quraşdırma müddətində texnoloji prosesin dayandırılmasını tələb etmir.
Kay-Ray intellektual sıxlıq vericisinin iş prinsipi maddələrin qamma-şualarını udmasına əsaslanır.
Sıxlıq vericisi boru kəmərindən üzərində qamma-şualanması mənbəyinin çıxış deşiyinin qarşısında elə yerləşdirilir ki, qamma-şuaları borudan keçərək vericiyə düşür. Keçən şuaların intensivliyi borudakı mühitin sıxlığına tərs mütənasib olur. Vericidə yerləşən ssintilyasiya detektoru qamma-şuaların təsirindən işıq fotonları şualandırır. İşıq fotonları fotogücləndiriciyə daxil olurlar. Fotogücləndiricinin çıxışında alınan impulsların sayı borudan keçən qamma-şualanmalarının intensivliyinə düz mütənasib olur. Bu impulsların sayılması, miqyaslanması və emalı vericinin daxilində yerləşdirilmiş mikroprosessor tərəfindən yerinə yetirilir və cari real rejimdə boruda yerləşən mayenin sıxlığının qiyməti haqında informasiya alınır.
Kay-Ray 3680 tipli sıxlıqölçənlərdə təkmilləşdirilmiş ssinti-lyasiya metodikasından və dreyfin dəqiq kompensasiyasından istifadə edildiyindən, sıxlığın ölçülməsi yüksək dəqiqliklə yerinə yetirilir. Şualanma mənbəyinin parçalanmasından, ətraf mühitin temperaturunun təsirindən yaranan dreyfin nəzərə alınmayacaq dərəcədə kiçik olması, natrium yodid kristallarından istifadə edilən ənənəvi sistemlərlə muqayisədə yüksək ölçmə dəqiqliyini təmin etməyə imkan verir. Ssintilyasiya detektorundan istifadə edilməsi və dreyfin kompensasiya edilməsi etalon verilənlərindən və sistemin konfiqurasiyasından, kalibrləmə sahəsindən asılı olaraq ölçmə dəqiqliyinin 0.0001 qr/sm³ həddinə çatdırılmasını təmin edir (0.1 kq/m³). Sıxlıqölçənin konstruksiyası, o cümlədən möhkəm gövdə, yüksək keyfiyyətli və etibarlı birləşmələr və elektron sxemi onun uzun müddət etibarlı istismar edilməsini təmin edir. Epoksid boya ilə örtülmüş alüminiüm ərintisindən hazırlanmış sərt gövdə onu sudan və tozdan qoruyur. Vericinin daxili hissəsi avtonom halda hazırlanmış olduğundan səhra şəraitində elektron hissəyə toxunmadan xarici sıxaclar vasitəsilə sı-naq əməliyyatlarını yerinə yetirməyə imkan yaranır.
Vericidə istifadə olunan elektron sxemləri qidalandırma gərginliyinin texniki şərtlərdə göstərilmiş fluktuasiyalarına həssas deyildir. Qidalandırma gərginliyinin verilməsində yaranan fasilələr zamanı vericinin sazlanma parametrlərinin verilənlərini elektron sxem daimi yaddaşda saxlayır. Gərginliyin verilməsi bərpa olan kimi verici işə hazır olur. Kay-Ray 3680 vericisinin elektron sxemi avtomatik olaraq ixtiyari dəyişən və ya sabit cərəyan qida mənbəyinə uyğunlaşır və lazım gəldikdə əvəzedici sabit cərəyan mənbəyinə qoşularaq, sabit cərəyan mənbəyindən 18-dən 36 V-a qədər, dəyişən cərəyan mənbəyindən 90 V-dan 250 V-a qədər diapazonda işləyə bilir.
Kay-Ray 3680 sıxlıqölçəni sorğu rejimində işləyə bilir. Onu HART kommunikatordan istİfadə etməklə yerində və ya məsafədən müxtəlif rejimlərdə işləməyə sazlamaq olur. HART komınunikatorun interfeysi ilə ayrıca qığılcım təhlükəsiz qovuşdurucu vasitəsilə və ya-xud 4-20 ınA analoq kontur vasitəsilə əlaqələndirilir. Beləliklə, Kay-Ray 3680 sıxlıq vericisi aşağıda göstərilən xüsusiyyətlərə və üstünlüklərə malikdir:
- Kay-Ray 3680 sıxlıqölçənin kontaktsız ölçmə prinsipi ilə iş-ləməsi dağıdıcı və korroziya edici maddələrlə yüksək təsdiq və yüksək temperatur şəraitində ölçmələr aparmağa imkan verir;
- vericinin detektorla inteqrasiyası quraşdırma və montaj xərc-lərini azaldır;
- ölçmə dəqiqliyi 0.0001 qr/sm³;
- müxtəlif sıxlıq vahidlərində ölçmə nəticələrinin təqdim edil-məsi: qr/sm³, qr/litr, çəki faizi ilə, funt/qallon və s;
- polivinin totual (PVT) əsasında nəmliyi və zərbəyə davamlı ssintilyasiya dedektorunun olması;
- qida gərginliyinin buraxıla bilən dəyişmə diapazonu: 90 V- dan 250 V-a qədər, 50/60 Hs tezlikdə dəyişən cərəyan və/və ya 18V- dan 36 V-a qədər sabit cərəyan;
- dəyişən cərəyan şəbəkəsinin açılması zamanı avtomatik olaraq sabit cərəyan mənbəyinə qoşulma imkanı;
- HART protokol;
- ingilis dilində istifadə üçün əlverişli interfeysin olması SMART kommunikator vasitəsilə saxlama və kalibrasiya əməliyyatlarını sadələşdirir;
- özünüdiaqnostika və həyəcan siqnalının baş verməsindən əvvəl vericinin vəziyyəti haqqında daimi qeydiyyatlar aparmaq və səbəbin aradan qaldırılması üçün proqram təminatının axtarılmasına lazım olan müddətin az olması.