Endüstride radyometrinin yeri: geleneksel ölçüm teknolojisi kendi sınırlarına dayandığında

Radyometri, gama ışınlarının maddenin içinden geçerken gösterdiği fiziksel özelliklerden yararlanan bir fiziksel ölçüm yöntemidir. İçinden geçtiği malzemenin yoğunluğuna ve kalınlığına bağlı olarak ışınlar farklı derecelerde zayıflar. Bu zayıflama oranı hassas bir şekilde ölçülebilir ve bunu belirten proses verilerine dönüştürülebilir.
Bu yöntemin sunduğu en önemli avantaj, Ölçümün tamamen dışarıdan yapılabilmesidir. Sensörler proses malzemesiyle temas etmez, boru veya tank duvarlarından geçerek temassız ölçüm yapar. Bu nedenle radyometrik ölçüm yöntemi, özellikle zorlu ve güvenliği kritik olan uygulamalar için uygundur.

Radyometrik bir ölçüm sistemi esas itibarıyla üç bileşenden oluşur:

• Işın kaynağı
  Bu sistemde, sezyum-137 veya kobalt-60 gibi uzun ömürlü, kapalı radyoaktif izotoplar kullanılır. Bu izotoplar sürekli olarak yüksek enerjili gama ışınları yayar. Hangi izotopun kullanılacağı uygulamaya bağlıdır. Sezyum-137 seviye ve yoğunluk ölçümleri için uygunken, kobalt-60 daha yüksek enerjisi nedeniyle daha ziyade kalın cidarlı tanklarda veya büyük boru hatlarında kullanılır. 

• Işından koruyucu hazne
  VEGASOURCE radyasyondan koruma muhafazası, ışın kaynağını tüm yönlerde güvenilir bir şekilde korur ve radyasyonun yalnızca tanımlanmış ışın yoluna çıkmasına izin verir.

• Dedektör
  Dedektör, radyometrik ölçümün en önemli elemanıdır çünkü ışın kaynağının yaydığı gama ışınları, proses malzemesinin içinden geçerek bir dedektöre çarpar. VEGA burada, genellikle organik bir plastik malzeme (PVT veya PS) ya da sodyum iyodür (NaI) gibi bir kristal olan ve çarpan gama parçacıklarını ışık flaşlarına (sintilasyonlar) dönüştüren bir sintilatörün kullanıldığı sintilasyon algılama prensibinden yararlanır. Daha sonra bir fotomultiplikatör (PMT) bu ışık sinyallerini algılar, güçlendirir ve elektrik impulslarına dönüştürür. Bu impulslar sayılır, bu nedenle “sayım tüpü prensibi”nden söz edilir. Dedektöre ne kadar çok ışın çarparsa, o kadar çok impuls üretilir.

Ya da tersi olarak şu da söylenebilir: İçinden ışın geçen malzeme ne kadar yoğun veya kalınsa, radyasyon o derecede zayıflar ve dedektörde ölçülen sayım oranı o kadar düşük olur. Bu ters orantıyla seviye, yoğunluk, limit seviye, arayüzler ve kütle akışı gibi ölçümler hassas bir şekilde belirlenebilir. VEGA sensörlerinin entegre değerlendirme elektroniği, bu sayım impulslarını bir ölçüm değerine dönüştürür. VEGA’nın sintilasyon dedektörleri, sağlam yapıları ve yüksek hassasiyetleri sayesinde zorlu uygulamalar için bir standart olarak kabul edilir. Dedektörler patlama tehlikesi olan alanlarda, karmaşık geometrik yapılarda ve geniş ölçüm aralıklarında kullanım için farklı yapı formlarında ve uzunluklarda mevcuttur.

Radyometrik ölçüm teknolojisi, endüstriyel proses ölçüm teknolojilerinin en güvenilir yöntemleri arasındadır. En önemli avantajlarınız:

Temassız, aşınmasız, bakım gerektirmez
Cihazların elektronik bileşenlerinin proses malzemesi ile temas etmediğinden, mekanik bir aşınma söz konusu olmaz. Kimyasal ya da termal yüklenmeler nedeniyle contaların ve hareketli parçaları ya da malzeme yorgunluğu tamamen ortadan kalkar. Çalışma sırasında ne temizlik ne de düzenli olarak yeniden kalibrasyon gerekmediğinden, sensörlerin bakımı önemli ölçüde kolaylaşır.

Radyometrik dedektörler ölçümleri, yüksek proses sıcaklıklarından veya yüksek basınçlardan etkilenmeden, kalın duvarlı masif haznelerin içinden geçerek güvenli ve temassız bir şekilde yapar.

Aşırı sıcaklıklar, basınç dalgalanmaları, buhar oluşumu, yoğuşma veya yapışmalar gibi uygulama koşulları ne olursa olsun, proses sırasında sinyal yankısı veya ölçüm sahasında parazitlenme söz konusu olmadığından, radyometrik sensörler, ortam koşullarından bağımsız olarak istikrarlı ve tekrarlanabilir ölçüm değerleri sunar.

Agresif ve zehirli malzemelerde dahi yüksek proses emniyeti
Yüksek derecede agresif, aşındırıcı veya zehirli malzemelerde, boru veya tank duvarlarının içinden geçerek ve malzemeden bağımsız yapılan temassız ölçümler, insanların ve tesisin güvenliğini önemli ölçüde artırır. Radyometrik ölçüm teknolojisi; asitler, çözücü maddeler ya da güçlü bazik çamurlarda dahi güvenilir ölçüm değerleri alınmasını sağlar.

Kolay kurulum ve mevcut bir sisteme sonradan eklenmesinde esneklik
Radyometrik cihazlar mevcut bir sisteme, hiçbir tadilat gerekmeden ve genellikle proseste kesinti yaratmadan sonradan eklenebilirler. Dedektör ve radyasyondan koruma muhafazası, borunun veya haznenin dışına monte edilir. Mevcut kontrol sistemlerine entegrasyonu, analog veya dijital arayüzler üzerinden yapılır. VEGA bunun için, tüm boru çapları veya tanklar için geniş kapsamlı montaj aksesuarları, ayrıntılı tasarım desteği ve onayları sunar.

Radyometrik ölçüm teknolojisi, klasik ölçüm yöntemlerinin fiziksel, kimyasal ya da mekanik açılardan sınırlarına dayandığı durumlarda uygulanır. Aşağıdaki tipik uygulamalar, radyometrik bir ölçümün birçok branşta neden vazgeçilmez olduğu, söz konusu ölçümün amacının iş güvenliğini, proses sürekliliğini ya da kaliteyi sağlamak olması fark etmeksizin açıkça ortaya koymaktadır. Radyometri, fiziksel olarak bağımsız ve dışarıdan etki eden bir ölçüm prensibi sayesinde geleneksel ölçüm teknolojilerinin sınırlamalarını aşarken, kapasitif, hidrostatik ve optik sensörler malzemeyle temas etmek zorundadır. Ayrıca yapışmalardan, köpük oluşumundan veya agresif kimyasallardan olumsuz etkilenirler. Radar ve ultrasonik sensörler,buhar oluşumu ve basınç dalgalanmaları halinde ya da yüksek emiciliğe sahip malzemelerde sınırlarına dayanır.

Limit seviye ölçümü
Radyometrik limit seviye sensörleri, içinde yoğun bir toz oluşumu gösteren veya yapışmalara neden olan malzemelerin bulunduğu silolarda, kritik seviyeleri güvenilir bir şekilde algılar. Bu gibi durumlarda taşma önleme koruması veya taşıma süreçlerinde otomatik başlatma-durdurma sinyali olarak görev yapar.

Seviye ölçümü
Petrokimya alanında ve santrallerde yer alan, basınçlı büyük haznelerde ya da termal yalıtımlı büyük haznelerde radyometrik seviye ölçümü genellikle uygulanması mümkün olan tek çözümdür. Dedektörler, proses kesilmeksizin ya da haznenin açılmasına gerek kalmaksızın, haznenin toplam yüksekliği boyunca hassas ölçüm verileri alınmasını sağlar.

Yoğunluk ölçümü
Radyometrik yoğunluk ölçümü, sıvıların ve süspansiyonların doğrudan boru hattında sürekli takibinde kullanılır. Bu alandaki tipik uygulamalar konsantrasyonun belirlenmesi, faz tanımlama veya kalite güvencesidir. Reaktörlerde ve karıştırma tanklarında fiziksel parametreler temelinde yapılan yoğunluk ölçümleri optimum bir proses kontrolü mümkün kılar

Yoğunluk profili ölçümü ve arayüz tespiti
Bir tanka birden fazla dedektör yerleştirilmesi sayesinde, yoğunluk profili oluşturulabilir. Bu, özellikle çok fazlı malzemelerde avantaj sağlamaktadır. Çünkü yağ ile su arasındaki arayüzler, arıtma havuzlarındaki veya ayırma kolonlarındaki çökelme süreçleri güvenilir bir şekilde tespit edilebiliyor.

Kütle akışı ölçümü
Konveyör bantlarda veya vidalı konveyörlerde radyometrik ölçüm teknolojisi temassız kütlesel debi ölçümü sağlar. Maden cevheri, çimento, kömür veya geri dönüşüm malzemeleri gibi aşındırıcı veya sıcak malzemeler için idealdir. Klasik tartım sistemleri konveyör bantlarında arızaya yatkındır ve yoğun çalışmaları bakım gerektirir; radyometrik çözüm ise, bant hızından, yük profilinden ve çevresel etkilerden bağımsız olarak çalışır.

Geleneksel ölçüm yöntemleri birçok uygulamada verimli ve tasarruflu olmalarına karşın, aşırı koşullar altında kendi sınırlarına dayanabilmektedir. Radyometrik ölçüm teknolojisi bu nedenle geleneksel ölçüm yöntemlerine rakip olarak değil, aksine endüstriyel ölçüm teknolojileri içinde yüksek derecede uzmanlaşmış tamamlayıcı bir unsur olarak görülmektedir.

Radyometri, “ölçüm yapılamayan” yerlerde ölçüm yapılmasını mümkün kılar ve proses istikrarına, tesislerin yüksek verimlilikle çalışmasına, iş güvenliğine çok önemli katkılar sunar. Hem de yapılacak ölçümün seviye, yoğunluk, limit seviye, arayüz ya da kütle akışı olup olmadığına bakmaksızın.

Bu yöntemin temassız uygulanabilmesi, aşırı çevre koşullarından bağımsız yapılabilmesi ve ölçümlerden alınan yüksek hassaslıktaki sonuçlar, bu yöntemi, modern endüstri ölçüm teknolojileri ve kompleks endüstri tesislerinin işletmecileri için vazgeçilmez kılar.

Aşırı sıcaklıklar, agresif malzemeler ve kompleks tank içi donanımlarla başa çıkmak zorunda olan işletmeciler, radyometrik ölçüm yöntemini uygulayarak sağlam, güvenilir ve uzun vadeli tasarruflu çözümler bulacaktır.