طراحی سیستم چگالی سنج هسته ای برای کنترل سیالات در صنایع نفتی

روش‌های هسته‌ای، بطور گسترده‌ای در سیستم‌های اندازه‌گیری صنعتی پیشرفته استفاده می شوند. چگالی سنج هسته‌ای یکی از دقیق ترین روش‌های اندازه‌گیری چگالی است که بر اساس آشکارسازی شار تضعیف شده یک چشمه‌ گاما با اکتیویته‌ معین می‌باشد. با توجه به سرعت بالا، این روش جایگزین بسیار مناسبی برای رو‌ش‌های آنالیز وقت‌گیر و هزینه‌بر شیمیایی می‌شود. استفاده از این روش در صنایع نفت، گاز، شیمی، پتروشیمی، صنایع کاغذ و چوب، صنعت خودرو، رنگ، سیمان، معدن، متالوژی وغیره باعث کاهش هزینه تا سقف میلیون‌ها دلار شده است. مزیت دیگر این روش آنالیز مواد بدون تماس با آنهاست. برای اندازه‌گیری چگالی سیال در درون لوله‌ها با استفاده از چشمه گاما دومدل وجود دارد؛ یکی استفاده از گاماهای پس پراکنده شده از سیال ودیگری استفاده از گاماهای عبوری است در این پ‍‍ژوهش برای شبیه سازی چیدمان چگالی سنج گاما از کد مونت کارلوی MCNP4C و از مدل پرتو های عبوری استفاده شد. برای اولین بار در داخل کشور چگالی سنج هسته ای مطابق مدل صنعتی طراحی و ساخته شد و چگالی سیالات نفتی شامل روغن موتور، بنزین وگازوییل و نیز آب درون لوله‌های آهنی و پی وی سی با قطر داخلی 4 اینچ و با اختلاف چگالی در حدود g/cm3 1/0 با دقت 99/ 99 درصد (σ3) در حضور چشمه Cs137 آشکار ساز یدور سدیم 1 اینچ اندازه‌گیری شد. نتایج تجربی و شبیه سازی نیز در تفکیک سیالات تطابق خوبی را نشان داد.

Keywords:

چگالی سنج , چشمه گاما , آشکارساز سوسوزن , پرتوهای عبوری , کد MCNP4C