本發(fā)明涉及料位檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種放射性物料的料位檢測、預(yù)警方法、存儲介質(zhì)和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、當今工業(yè)自動化的快速發(fā)展，自動化的工廠對物料的檢測離不開各種測量儀器，當前的常規(guī)儀表可以解決大部分的檢測、控制要求，但是由于不同行業(yè)的特點，生產(chǎn)過程中有很多設(shè)備工況處于在高溫、高壓、高粉塵、高毒性、高放射性等一些及其惡劣的工作環(huán)境下，一些常規(guī)儀器儀表已經(jīng)達不到工況所需的要求，從而一些以利用放射性同位素的非接觸式檢測和控制儀表應(yīng)運而生。根據(jù)用途不同，放射性核輻射儀表又分為密度計、料位計、料位開關(guān)等。很好的解決了在不同惡劣工況環(huán)境下所存在物位、液位、密度的檢測難題。

2、如圖1所示，在放射性物料位檢測中，通過準直器和探測器，統(tǒng)計接收到的計數(shù)率，具體的：放射性物料的γ射線射入探測器中，與溴化鑭閃爍體晶體發(fā)生相互作用，使晶體釋放出閃爍光。閃爍光被探測器中的光電倍增管的光陰極吸收，發(fā)生光電效應(yīng)，產(chǎn)生光電子。光電子通過光電倍增管，倍增后的電子束在陽極上被收集形成電流，并輸出脈沖信號。從探測器輸出的信號經(jīng)過模擬前端處理，前端電路初步調(diào)理放大后，進入主放大器，通過程控增益放大器，改變信號的放大倍數(shù)，輸出近似于高斯函數(shù)的尖頂脈沖，然后由高速模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog-to-digital?converter，簡稱adc)對脈沖進行采樣，并經(jīng)過數(shù)字濾波等處理完成幅度甄別處理，最后形成脈沖計數(shù)，通過軟件處理，得到γ計數(shù)率。當放射性物料料位測量計數(shù)率高于設(shè)定閾值時，通過聯(lián)鎖組合啟動進料螺旋電機進料，同時觸發(fā)外部可調(diào)節(jié)時間繼電器控制進料時間，待時間繼電器停止后，聯(lián)鎖進料電機自動關(guān)閉，從而使物料維持在一個允許的可控的高度范圍。

3、但是，上述料位檢測方法僅適用于一些料位檢測精度要求不高的應(yīng)用場景中，對于一些檢測精度要求高的場合并不適用。如圖2所示，物料下落時由于休止角的原因，會在料倉內(nèi)形成類似圓錐型分布的錐形堆料，該錐形堆料的不同，將直接影響料位高度的檢測，更關(guān)鍵的是，對于一些檢測精度極高的應(yīng)用場景，同樣料位高度的檢測情況下，錐形堆料的不同，將直接影響物料的質(zhì)量，以向反應(yīng)釜內(nèi)加入物料為例，該錐形堆料的不同，直接影響加入的物料質(zhì)量，影響反應(yīng)釜內(nèi)各反應(yīng)物的濃度，直接影響反映結(jié)果，若料位高度精度要求高，將導(dǎo)致最終產(chǎn)品不合格，造成極大的經(jīng)濟損失，甚至造成安全隱患。

4、因此，如何提高該料位檢測的精度，是該領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述至少一個技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種放射性物料的料位檢測方法，包括：

2、構(gòu)建料位檢測仿真模型，包括料倉、探測裝置和物料；

3、仿真料倉中物料在不同料位高度時，探測裝置接收的計數(shù)率，以構(gòu)建計數(shù)率與不同料位高度的關(guān)系模型；

4、仿真料倉中物料在不同錐形堆料時，探測裝置接收的計數(shù)率，以構(gòu)建計數(shù)率與不同堆料參數(shù)的關(guān)系模型；堆料參數(shù)，為反映錐形堆料各橫截面大小的參數(shù)；

5、根據(jù)監(jiān)測的實時計數(shù)率，結(jié)合計數(shù)率與不同料位高度的關(guān)系模型、計數(shù)率與不同堆料參數(shù)的關(guān)系模型，確定料位高度。

6、進一步地，構(gòu)建計數(shù)率與不同料位高度的關(guān)系模型的步驟，包括：

7、仿真料倉中物料在不同料位高度時，探測裝置接收的計數(shù)率，確定計數(shù)率與料位高度的變化曲線；

8、根據(jù)變化曲線，確定探測裝置的擬合區(qū)間；

9、在擬合區(qū)間內(nèi)，擬合得到計數(shù)率與料位高度之間的函數(shù)關(guān)系。

10、進一步地，根據(jù)變化曲線，確定探測裝置的擬合區(qū)間的步驟，包括：

11、計算變化曲線上各點處的斜率；

12、隨橫軸左移，判斷斜率是否超過設(shè)定閾值；

13、以斜率第一次超過設(shè)定閾值時的料位高度為擬合區(qū)間的下限，以斜率再次低于設(shè)定閾值的料位高度為擬合區(qū)間的上限，以確定探測裝置的擬合區(qū)間。

14、進一步地，在擬合區(qū)間內(nèi)，擬合得到計數(shù)率與料位高度之間的函數(shù)關(guān)系，具體為：

15、在擬合區(qū)間內(nèi)縮小變化曲線的步長，擬合得到計數(shù)率與料位高度之間的線性函數(shù)，如式（1）所示：

16、（1）

17、其中，n為探測裝置接收的計數(shù)率，h為料位高度，k、b為常數(shù)。

18、進一步地，構(gòu)建計數(shù)率與不同堆料參數(shù)的關(guān)系模型的步驟，包括：

19、仿真料倉中物料不同錐形堆料時，上下移動探測裝置，統(tǒng)計不同位置接收的計數(shù)率，確定計數(shù)率與堆料參數(shù)的變化曲線；

20、根據(jù)變化曲線，擬合得到計數(shù)率與堆料參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。

21、進一步地，確定料位高度的步驟，包括：

22、獲取料倉處的實時計數(shù)率，結(jié)合計數(shù)率與不同料位高度的關(guān)系模型，粗定位高度；

23、根據(jù)粗定位高度，確定精定位區(qū)間，并將精定位區(qū)間劃分為若干測量區(qū)間；

24、獲取各測量區(qū)間處的實時計數(shù)率，結(jié)合計數(shù)率與不同堆料參數(shù)的關(guān)系模型，確定各測量區(qū)間處的堆料參數(shù)；

25、根據(jù)粗定位高度和各測量區(qū)間處的堆料參數(shù)，確定料位高度。

26、進一步地，采用公式（3）確定料位高度：

27、（3）

28、其中，h為料位高度，h0為粗定位高度；βa為第a個測量區(qū)間的堆料參數(shù)；b為料倉參數(shù)；a為測量區(qū)間的個數(shù)；da為第a個測量區(qū)間的高度。

29、另一方面，本發(fā)明還提供一種料位預(yù)警方法，采用上述任意的料位檢測方法，確定料位高度；

30、在料位高度低于料位下限或高于料位上限時，發(fā)出料位預(yù)警。

31、另一方面，本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有用于執(zhí)行上述任意的料位檢測方法的計算機程序；或上述任意的料位預(yù)警方法的計算機程序。

32、另一方面，本發(fā)明還提供一種計算機系統(tǒng)，包括上述任意的計算機可讀存儲介質(zhì)和一個或多個處理器；

33、所述處理器，被配置為運行所述計算機程序。

34、本發(fā)明提供一種放射性物料的料位檢測、預(yù)警方法、存儲介質(zhì)和系統(tǒng)，首先構(gòu)建料位檢測仿真模型，再根據(jù)仿真結(jié)果，分別構(gòu)建計數(shù)率與不同料位高度的關(guān)系模型以及計數(shù)率與不同堆料參數(shù)的關(guān)系模型；最后根據(jù)實時計數(shù)率結(jié)合先驗得到的關(guān)系模型，而確定料位高度；相對于傳統(tǒng)的直接通過計數(shù)率估算料位高度的方式，一方面其仿真模型，可針對實際使用的料倉、檢測裝置以及物料進行模擬仿真，更貼近于當前料位檢測場景實際；另一方面，其不僅檢測料位高度，還考慮料位高度的頂端位置，即錐形堆料對料位高度檢測的影響；全方位提高料位檢測的精度，尤其適用于料位精度要求高、料倉中物料成分要求高的精準場合。

技術(shù)特征：

1.一種放射性物料的料位檢測方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的料位檢測方法，其特征在于，構(gòu)建計數(shù)率與不同料位高度的關(guān)系模型的步驟，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的料位檢測方法，其特征在于，根據(jù)變化曲線，確定探測裝置的擬合區(qū)間的步驟，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的料位檢測方法，其特征在于，在擬合區(qū)間內(nèi)，擬合得到計數(shù)率與料位高度之間的函數(shù)關(guān)系，具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的料位檢測方法，其特征在于，構(gòu)建計數(shù)率與不同堆料參數(shù)的關(guān)系模型的步驟，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的料位檢測方法，其特征在于，確定料位高度的步驟，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的料位檢測方法，其特征在于，采用公式（3）確定料位高度：

8.一種料位預(yù)警方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-7任意一項所述的料位檢測方法，確定料位高度；

9.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，其上存儲有用于執(zhí)行權(quán)利要求1-7任意一項所述的料位檢測方法的計算機程序；或權(quán)利要求8所述的料位預(yù)警方法的計算機程序。

10.一種計算機系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的計算機可讀存儲介質(zhì)和一個或多個處理器；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及放射性物料的料位檢測、預(yù)警方法、存儲介質(zhì)和系統(tǒng)，首先構(gòu)建料位檢測仿真模型，再根據(jù)仿真結(jié)果，分別構(gòu)建計數(shù)率與不同料位高度的關(guān)系模型以及計數(shù)率與不同堆料參數(shù)的關(guān)系模型；最后根據(jù)實時計數(shù)率結(jié)合先驗得到的關(guān)系模型，而確定料位高度；相對于傳統(tǒng)的直接通過計數(shù)率估算料位高度的方式，一方面其仿真模型，可針對實際使用的料倉、檢測裝置以及物料進行模擬仿真，更貼近于當前料位檢測場景實際；另一方面，其不僅檢測料位高度，還考慮料位高度的頂端位置，即堆料位置對料位高度檢測的影響；全方位提高料位檢測的精度，尤其適用于料位精度要求高、料倉中物料成分要求高的精準場合。

技術(shù)研發(fā)人員：田立,邵小軍,尹帥,田斌,周怒潮
受保護的技術(shù)使用者：衡陽鐳目科技有限責任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9