다양한 유체를 취급하는 산업 현장에서 안전하고 효율적인 운영을 위해서는 정확한 포인트 레벨 감지뿐만 아니라 연속 레벨, 계면 및 밀도 측정이 필수적입니다. 방사선식 측정 원리는 기존의 계측 원리로는 한계가 있는 까다로운 공정 환경에서 매우 견고하고 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공합니다.
이 기술은 방사성 동위원소에서 방출되는 감마선을 탱크나 배관 외부에서 투과시키는데, 이때 내부 유체의 밀도나 수위에 따라 방사선의 감쇠 현상이 발생합니다. 소형 트랜스미터는 이 변화를 정밀하게 감지하여 측정값으로 변환합니다.
방사선식 측정은 유체의 부식성, 독성, 마모성 등 물리적 및 화학적 특성에 구애받지 않으며, 고압이나 고온 같은 극한의 공정 조건에서도 영향을 받지 않습니다.
방사선식 측정 원리가 어떻게 작동하는지 영상으로 확인해 보세요.
방사선식 계기의 장점 한눈에 보기:
- 액체, 벌크 고체, 현탁액 및 슬러지까지 아우르는 범용 적용성
- 밀도, 점도, 전도도 등 유체의 고유 특성에 영향을 받지 않는 측정 안정성
- 다른 측정 원리를 적용할 수 없는 극한의 공정 조건에 이상적인 솔루션
- 반응기, 오토클레이브, 분리기, 산 탱크 및 사이클론 등 공정 용기 외부에서 수행되는 비접촉 측정 방식
- 운영 안전성을 극대화한 견고한 설계
탱크에는 음용수, 과즙, 기름, 연료, 산, 염수 등 다양한 유체가 매일 배관을 통해 유입되고 배출됩니다. 이러한 유체들은 서로 완전히 다른 특성을 갖기 때문에 이를 검출하기 위한 다양한 측정 원리가 존재하며, 감마선을 활용한 방사선식 레벨 측정 방식이 대표적인 예입니다. 1896년에 이미 앙리 베크렐(Henri Becquerel)은 우라늄 염 실험 중 사진 건판이 검게 감광되는 것을 발견하며 방사선 방출 사실을 확인했습니다. 그는 방사능의 발견자로 인정받고 있으며, 그의 업적을 기려 방사능의 SI 단위를 베크렐(Becquerel)이라 부릅니다. 1 베크렐은 초당 1회의 방사성 붕괴가 일어나는 것을 의미합니다. 1897년 마리 퀴리(Marie Curie)는 우라늄 화합물의 방사선에 대한 심층 연구를 진행하며 방사성(Radioactive)이라는 용어를 처음으로 정립했습니다. 그녀의 이름을 따서 방사능 측정 단위는 퀴리(Curie)라고 불리게 되었습니다.
방사선식 계측 장비는 탱크나 배관 내부의 연속 레벨, 포인트 레벨 그리고 밀도를 측정하는 용도로 사용됩니다. 이러한 측정에는 주로 감마선이 활용됩니다. 이제 이 측정 방식이 어떻게 작동하는지 좀 더 자세히 살펴보겠습니다. 방사성 동위원소가 붕괴할 때 입자나 전자기파의 형태로 에너지가 방출되는데, 이것이 바로 방사선입니다. 알파선과 베타선은 입자 형태의 방사선에 해당하고, 감마선은 높은 에너지를 가진 전자기파입니다. 산업용 계측 현장에서는 베타선과 감마선만을 방출하는 세슘 137이나 코발트 60이 방사성 동위원소로 주로 사용됩니다. 동위원소는 베타선을 완전히 차폐하는 이중 구조의 스테인리스 스틸 캡슐에 설치됩니다. 따라서 산업용 계측에서는 감마선만 사용됩니다. 방사선원은 견고한 컨테이너 내부에 차폐되어 감마선이 의도한 특정 방향으로만 방출되도록 설계됩니다. 소스 컨테이너는 탱크 외벽의 한쪽에 설치됩니다. 반대편에는 방사선을 감지하기 위한 소형 트랜스미터가 설치됩니다. 이렇게 방출된 감마선은 외부에서 탱크와 배관을 투과하도록 사용됩니다.
방사선이 물질을 투과할 때, 내부 유체의 밀도와 물질의 두께에 따라 그 세기가 감쇠됩니다. 방출된 감마선은 복합 압력 트랜스미터에 의해 감지됩니다. 이 과정에서 신틸레이터의 감마 광자는 섬광으로 변환됩니다. 발생한 섬광은 광섬유와 유사한 원리로 신틸레이터 내부의 광전자증배관으로 전달됩니다. 광전음극에서 이 빛은 아주 미세한 전하로 바뀌고, 광전자증배관을 거치며 측정 가능한 수준의 전류 펄스로 증폭됩니다. 증폭된 전하 신호는 연산 과정을 거쳐 측정 신호로 변환됩니다. 유체의 레벨이 높거나 밀도가 클수록 더 많은 방사선이 흡수되므로, 검출기에 도달하는 방사선량은 줄어들게 되며 이를 통해 정확한 측정값을 산출합니다.
엔드레스하우저의 방사선식 측정 계기는 연속 레벨, 포인트 레벨 그리고 밀도 측정을 모두 지원합니다. 또한 고압 또는 고온과 같은 가장 가혹한 공정 조건뿐만 아니라 부식성 및 마모성 유체에서도 적용 가능합니다. 모든 적용 분야에 사용 가능한 최적의 솔루션, 엔드레스하우저에서 확인해 보세요.
