Устройство для контроля границы раздела фаз на основе пластикового сцинтиллятора и кремниевых фотоумножителей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Описан прототип устройства для определения уровня раздела фаз, которое может быть использовано для операционного контроля процесса замедленного коксования в нефтехимической промышленности. Приведены схема и конструкция разработанного авторами экспериментального образца, состоящего из органического пластикового сцинтиллятора и матрицы кремниевых фотоумножителей. Представлено компьютерное моделирование отклика сцинтилляционного детектора в условиях реальной геометрии коксовой камеры. Приведены экспериментальные результаты, демонстрирующие работоспособность устройства.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. С. Александров

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”; Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: avkhromov@mephi.ru
Россия, 115409, Москва, Каширское ш., 31; 634050, Томск, ул. Ленина, 30

М. А. Вагнер

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: avkhromov@mephi.ru
Россия, 115409, Москва, Каширское ш., 31

Е. С. Козлова

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: avkhromov@mephi.ru
Россия, 115409, Москва, Каширское ш., 31

А. В. Кумпан

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: avkhromov@mephi.ru
Россия, 115409, Москва, Каширское ш., 31

А. В. Пинчук

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: avkhromov@mephi.ru
Россия, 115409, Москва, Каширское ш., 31

А. В. Хромов

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Автор, ответственный за переписку.
Email: avkhromov@mephi.ru
Россия, 115409, Москва, Каширское ш., 31

Список литературы

  1. Gary J.H., Handwerk G.E. Petroleum Refining: Technology and Economics. NY: Marcel Dekker Inc., 1994.
  2. White paper on coke drums. https://www.berthold.com
  3. Hart T. Neutron backscatter versus gamma transmission analysis for coke drum applications // Thermo Fisher Scientific Application Note, 2014.
  4. Dolgoshein B., Buzhan P., Ilyin A., Kantserov V., Kaplin V., Karakash A., Komissarov P., Popova E., Tikhomirov V., Filatov L., Klemin S. // Innovative Detectors for Supercolliders. 2004. V. 25. P. 442. https://doi.org/10.1142/9789812702951_0029
  5. Introduction to SiPMs. https://www.onsemi.com.
  6. Agostinelli S., Allison J., Amako K., Apostolakis J., Araujo H., Arce P., Asai M., Axen D., Banerjee S., Barrand G., Behner F., Bellagamba L., Boudreau J., Broglia L., Brunengo A. et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2003. V. 506. № 3. P. 250. http://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8
  7. Organic scintillator datasheet. https://www.crystals.saint-gobain.com.
  8. C-Series SiPM Sensors datasheet. https://www.onsemi.com.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Принципиальная схема работы гамма-уровнемера.

Скачать (174KB)
3. Рис. 2. а) 3D-модель сборки со стороны матрицы SiPM: 1 − герметичный кожух, 2 – сцинтиллятор, 3 − матрица SiPM из 16 штук, 4 − фиксирующая вставка. б) Фотография экспериментального образца (со стороны матрицы SiPM).

Скачать (151KB)
4. Рис. 3. Фотография матрицы SiPM из 16 штук на печатной плате.

Скачать (265KB)
5. Рис. 4. Зависимость количества зарегистрированных событий детектором от уровня нефти (при приближении к верхней границе с шагом 1 см) при общем количестве разыгранных гамма-квантов от источника 107.

Скачать (89KB)
6. Рис. 5. Зависимость количества событий от величины светового сигнала.

Скачать (109KB)
7. Рис. 6. Типичные осциллограммы сигналов от Cs-137: а − при загрузке, эквивалентной уровню нефти вблизи верхней границы, б − при загрузке, эквивалентной минимальному уровню нефти.

Скачать (180KB)

© Российская академия наук, 2024