投入式料层分析装置、校准方法及料层分析方法与流程

1.本公开涉及物料分析技术领域，本公开尤其涉及一种投入式料层分析装置、校准方法及料层分析方法。


背景技术：

2.在一些生产工艺环节中，需要知道容器罐体中不同物质的分层情况，以便对其相关工艺进行调整及为后续工艺提供指导依据。
3.现有技术一般采用非接触式测量的方法，比如容器罐体外设置多个温度探头、多个超声探头、多个振动探头等。如果容器罐体的高度较高，要求测量精度较高，则需要设置的探头或传感器的数量也对应增加，从而设备成本也对应增加，现场布线也变得更加复杂。现有技术还通过在容器罐体外部采用红外成像的方法检测分层情况，但对于罐内温度相差不大或罐体外温差相差不大的情况，则无法较好的测量。此外，目前也有工况将检测仪器投入到罐内进行测量，例如投入式温度计、投入式浮力球等，根据不同高度处的温度、浮力等信息判断分层情况，但是这些检测仪器使用较长时间后，探头表面易结疤、易受腐蚀等，极其影响测量结果。
4.现有技术中还存在采用同位素放射源原理测量密度/浓度的仪器，但放射源与探测器相互独立，且大部分放射源与探测器均安装在容器外，也有少数将放射源插入到容器内、对应探测器设置在容器外的情况，但现有技术仍然缺少一种完善的、完全侵入式的测量方法/测量仪器。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种投入式料层分析装置、校准方法及料层分析方法。
6.根据本公开的一个方面，提供一种投入式料层分析装置，包括：
7.信号检测部，所述信号检测部能够被置于容器内，所述信号检测部包括放射线输出部以及放射线探测器，所述放射线输出部与所述放射线探测器相对设置且间隔预设距离，使得容器内的物质能够填充放射线输出部与放射线探测器之间的空间，所述放射线输出部用于输出放射线，与填充放射线输出部与放射线探测器之间的空间的物质作用后被所述放射线探测器所接收以生成特征信号；
8.投入装置，所述投入装置对所述信号检测部进行投入/提出操作，以使所述信号检测部处于所述容器内的目标位置/深度，从而使得所述信号检测部对所处目标位置/深度的物质进行检测；
9.处理装置，所述处理装置对所述特征信号进行分析处理，以获得物质的特征信息，且所述处理装置至少生成投入/提出控制信号和检测控制信号，所述投入装置基于所述投入/提出控制信号对所述信号检测部进行投入或提出操作，所述信号检测部基于所述检测控制信号输出放射线以及对放射线进行探测。
10.根据本公开的至少一个实施方式的投入式料层分析装置，所述特征信号包括信号强度信息、信号能谱信息、信号衰减信息、信号计数信息中的一个或多个。
11.根据本公开的至少一个实施方式的投入式料层分析装置，所述特征信息包括密度/浓度数据和/或至少一种特征成分的含量。
12.根据本公开的至少一个实施方式的投入式料层分析装置，所述放射线输出部包括同位素放射源，发出的放射线类型为伽马射线，且同位素放射源的活度为豁免级，小于等于1*106bq。
13.根据本公开的至少一个实施方式的投入式料层分析装置，所述信号检测部还包括保持机构，所述保持机构用于对所述放射线输出部以及所述放射线探测器进行保持，使得所述放射线输出部与所述放射线探测器的相对位置保持不变。
14.根据本公开的至少一个实施方式的投入式料层分析装置，所述投入装置包括：
15.驱动部，所述驱动部设置有驱动电机以及转动输出轴，所述转动输出轴与传动部的轮轴组件连接，以将所述驱动部的驱动动作传递至传动部；
16.传动部，所述驱动部的驱动动作经由所述传动部传递以对所述信号检测部进行投入或提出操作，以至少将所述信号检测部投入至所述容器内的目标位置/深度或将所述信号检测部从所述容器内的某一位置/深度提出至目标位置/深度；
17.投入控制器，所述投入控制器基于所述投入/提出控制信号生成驱动控制信号，所述驱动部基于所述驱动控制信号输出所述驱动动作。
18.根据本公开的至少一个实施方式的投入式料层分析装置，所述传动部包括：
19.线缆，所述线缆外部设置有密封防腐耐温外套管，所述外套管采用柔性材质，以便使线缆缠绕在轮轴组件上，且所述外套管内部为空心以便布置电缆；
20.轮轴组件，所述轮轴组件上设置有螺旋形槽，用于将所述线缆缠绕在所述螺旋形槽内，且所述驱动部的转动输出轴与所述轮轴组件连接，所述轮轴组件接收并基于所述驱动部的驱动动作以至少对所述线缆进行投入或提出，以至少将所述信号检测部投入至所述容器内的目标位置/深度或将所述信号检测部从所述容器内的某一位置/深度提出至目标位置/深度。
21.根据本公开的至少一个实施方式的投入式料层分析装置，所述投入/提出控制信号至少包括投入位置/深度控制信号以及提出位置/深度控制信号。
22.根据本公开的至少一个实施方式的投入式料层分析装置，所述保持机构与所述线缆的下端相连接，且保持机构与所述线缆的连接位置处于所述信号检测部的重心线上。
23.根据本公开的至少一个实施方式的投入式料层分析装置，所述保持机构包括第一保持部以及第二保持部，所述第一保持部用于对所述放射线输出部进行保持，所述第二保持部用于对所述放射线探测器进行保持。
24.根据本公开的至少一个实施方式的投入式料层分析装置，所述保持机构的形状为∩形。
25.根据本公开的至少一个实施方式的投入式料层分析装置，所述第一保持部与所述第二保持部之间形成容纳空间，所述信号检测部所在位置/深度处的容器内物质能够进入所述容纳空间，所述放射线输出部输出的放射线穿过进入所述容纳空间的物质之后被所述放射线探测器探测。
26.根据本公开的至少一个实施方式的投入式料层分析装置，所述保持机构还包括配重部，所述配重部设置于所述第一保持部或者所述第二保持部，对所述放射线输出部与所述放射线探测器的重量差进行补偿，使得所述保持机构与所述线缆的连接位置处于所述信号检测部的重心线上且处于所述保持机构的几何中心线上。
27.根据本公开的至少一个实施方式的投入式料层分析装置，所述放射线输出部包括壳体部、同位素放射源以及开关部，所述开关部基于所述检测控制信号开启/关闭设置于所述壳体部的放射线出孔，使得设置在所述壳体部内的放射源同位素产生的放射线经由所述放射线出孔输出/停止输出。
28.根据本公开的至少一个实施方式的投入式料层分析装置，还包括清洗装置，所述清洗装置包括清洗管路、设置于所述清洗管路的阀门部以及喷嘴部，所述清洗装置基于所述处理装置发送的清洗控制信号经由所述喷嘴部输出清洗用液体以至少对所述信号检测部的表面进行清洗。
29.根据本公开的另一个方面，提供一种校准方法，其用于对上述任一项所述的投入式料层分析装置进行校准，所述校准方法包括以下步骤：
30.所述处理装置至少生成投入/提出控制信号和检测控制信号；
31.所述投入装置基于所述投入/提出控制信号将所述信号检测部从容器内物质中提出；
32.所述信号检测部的所述放射线输出部基于所述检测控制信号输出放射线，放射线被所述放射线探测器接收并将此时生成的特征信号作为基准信号；
33.所述处理装置至少生成投入/提出控制信号和检测控制信号；
34.所述投入装置基于所述投入/提出控制信号使信号检测部处于容器内物质中的目标位置/深度处；
35.所述信号检测部的所述放射线输出部基于所述检测控制信号输出放射线，放射线经由进入所述信号检测部的容纳空间内的目标位置/深度处的物质作用后被所述放射线探测器所接收以生成目标位置/深度处的特征信号；
36.所述处理装置将所述基准信号与容器内目标位置/深度处所述信号检测部的所述放射线探测器所接收的特征信号相减，获得目标位置/深度处信号的衰减信号；
37.基于所述衰减信号，获取精确的目标位置/深度处的密度/浓度数据或至少一种特征物质的含量。
38.根据本公开的又一个方面，提供一种料层分析方法，基于上述任一项所述的投入式料层分析装置进行料层分析，包括：
39.所述处理装置至少生成投入/提出控制信号和检测控制信号；
40.所述投入装置基于所述投入/提出控制信号将信号检测部投入至第一目标位置/深度或提出至第一目标位置/深度；
41.所述信号检测部的所述放射线输出部基于所述检测控制信号输出放射线，放射线经由进入所述信号检测部的容纳空间内的第一目标位置/深度处的物质作用后被所述放射线探测器所接收以生成第一目标位置/深度处的特征信号；
42.所述处理装置对所述第一目标位置/深度处的特征信号进行分析处理，以获得第一目标位置/深度处的物质的特征信息；
43.所述处理装置至少生成投入/提出控制信号和检测控制信号；
44.所述投入装置基于所述投入/提出控制信号将信号检测部投入至第二目标位置/深度或提出至第二目标位置/深度；
45.所述信号检测部的所述放射线输出部基于所述检测控制信号输出放射线，放射线经由进入所述信号检测部的容纳空间内的第二目标位置/深度处的物质作用后被所述放射线探测器所接收以生成第二目标位置/深度处的特征信号；
46.所述处理装置对所述第二目标位置/深度处的特征信号进行分析处理，以获得第二目标位置/深度处的物质的特征信息；
47.重复上述步骤，以形成多个目标位置/深度处的特征信息，根据多个目标位置/深度处的特征信息的不同，从而确定容器内的料层分层位置以及各层所占据的高度和/或空间。
48.根据本公开的至少一个实施方式的料层分析方法，所述特征信号包括信号强度信息、信号能谱信息、信号衰减信息、信号计数信息中的一个或多个。
49.根据本公开的至少一个实施方式的料层分析方法，所述特征信息包括密度/浓度数据和/或至少一种特征成分的含量。
50.根据本公开的至少一个实施方式的料层分析方法，所述容器内包含固体、液体、气体、固液混合体、气液混合体中的至少两种。
51.根据本公开的至少一个实施方式的料层分析方法，所述投入式料层分析装置还包括人机交互部，所述人机交互部至少用于接收并显示所述处理装置生成的特征信息、料层分层位置以及各层所占据的高度和/或空间。
52.根据本公开的至少一个实施方式的料层分析方法，所述人机交互部还接收用户的操作动作，所述处理装置基于所述操作动作生成所述投入控制信号和/或检测控制信号。
53.根据本公开的至少一个实施方式的料层分析方法，所述投入式料层分析装置的所述投入装置的驱动部、所述处理装置以及所述人机交互部设置在同一控制箱之内，所述处理装置分别与所述人机交互部以及所述投入装置的投入控制器通信连接。
附图说明
54.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
55.图1是本公开的一个实施方式的投入式料层分析装置的结构示意框图。图2是本公开的又一个实施方式的投入式料层分析装置的结构示意框图。图3是本公开的一个实施方式的投入式料层分析装置对容纳有三层目标料层的容器进行检测的结构示意图。图4是本公开的又一个实施方式的投入式料层分析装置的结构示意图。图5是本公开的又一个实施方式的投入式料层分析装置的结构示意图。图6是本公开的又一个实施方式的投入式料层分析装置的结构示意图。图7示出了本公开的一个实施方式的轮轴组件的结构示意图。图8是本公开的又一个实施方式的投入式料层分析装置的结构示意图。图9示出了本公开的又一个实施方式的投入式料层分析装置的结构示意图(局部结构)。
56.附图标记说明
57.100 信号检测部
58.101 放射线输出部
59.102 放射线探测器
60.103 保持机构
61.200 投入装置
62.201 驱动部
63.202 传动部
64.203 投入控制器
65.300 处理装置
66.400 人机交互部
67.500 清洗装置
68.600 现场/远程控制系统
69.700 通讯模块
70.900 电源模块
71.1031 第一保持部
72.1032 第二保持部
73.1033 配重部
74.2011 驱动电机
75.2012 转动输出轴
76.2021 线缆
77.2022 轮轴组件。
具体实施方式
78.下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
79.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
80.除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
81.在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
82.当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
83.本文使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
84.下文结合图1至图9对本公开的投入式料层分析装置进行详细说明。
85.首先参考图1，根据本公开的一个实施方式的投入式料层分析装置，包括：
86.信号检测部100，信号检测部100能够被置于容器内，基于穿过容器内物质的放射线生成特征信号；
87.投入装置200，投入装置200对信号检测部100进行投入/提出操作，以使信号检测部100处于容器内的目标位置/深度从而使得信号检测部100对所处目标位置/深度的物质进行检测；
88.处理装置300，处理装置300对信号检测部100生成的特征信号进行分析处理，以获得物质的特征信息，且处理装置300至少生成投入/提出控制信号和检测控制信号，投入装置200基于处理装置300的投入/提出控制信号使信号检测部100处于容器内目标位置/深度；信号检测部100基于检测控制信号输出放射线以及对放射线进行探测。
89.上文描述的容器内可以存在不同的介质，比如固体、液体、气体、固液混合体、气液混合体，不同的介质可以出现分层情况，例如介质a料层(例如水)、介质b料层(例如重油)、介质c料层(例如轻油)等。
90.优选地，处理装置300与投入装置200通信连接，该通信连接可以是基于线缆的有线通信连接，也可以是无线通信连接。
91.根据本公开的一个优选实施方式的投入式料层分析装置，优选地，投入装置200对信号检测部100进行投入/提出操作，将信号检测部100投入/提出至容器内的目标位置/深度以使得信号检测部100对目标位置/深度处的物质进行检测。
92.如图1所示，本公开的投入式料层分析装置还包括电源模块900，电源模块900至少对处理装置300、投入装置200以及信号检测部100的需电部件进行供电。其中，电源模块900优选地包括可充电电池装置。
93.其中，电源模块900也可以将外部供电的电压转换为本公开的投入式料层分析装置的需电部件的工作电压。
94.图2是本公开的又一个实施方式的投入式料层分析装置的结构示意框图。
95.对于上述各个实施方式的投入式料层分析装置，参考图2，优选地，信号检测部100
包括：放射线输出部101以及放射线探测器102，放射线输出部101与放射线探测器102相对设置且间隔预设距离，使得容器内的物质能够填充放射线输出部101与放射线探测器102之间的空间，放射线输出部101用于输出放射线，与填充放射线输出部101与放射线探测器102之间的空间的物质作用后被放射线探测器102所接收以生成特征信号。
96.优选地，放射线输出部101与放射线探测器102之间形成容纳空间，该容纳空间能够被信号检测部100所在位置处的物质进入，放射线输出部101输出的放射线穿过进入容纳空间的物质之后被放射线探测器102探测。
97.图3是本公开的一个实施方式的投入式料层分析装置对存在多种物质且有三层分层的容器进行检测的结构示意图。
98.本公开的投入装置200能够将信号检测部100投入至容器内的不同位置/深度以对诸如介质a、介质b、介质c等料层进行检测。
99.对于上述各个实施方式的投入式料层分析装置，优选地，放射线输出部101包括同位素放射源。
100.优选地，本公开的同位素放射源优选使用豁免级别的放射源，豁免级别的放射源使用安全，用户使用安全。
101.其中，同位素放射源优选为
22
na，放射源活度小于等于1*106bq，上文描述的放射线优选为伽马射线。
102.优选地，本公开的信号检测部100(即同位素检测探头)还包括温度传感器，以测量容器内信号检测部100所处位置的温度，以对测量值进行温度补偿，保证输出值的准确性。
103.对于本公开的投入式料层分析装置的信号检测部100的放射线探测器102，可以是半导体探测器或者闪烁体探测器，本领域技术人员也可以使用其他类型的放射线探测器。
104.根据本公开的优选实施方式，本公开的投入式料层分析装置的信号检测部100被投入至容器内，其放射线输出部101与放射线探测器102相对地设置且间隔预设距离，形成容纳空间，使得容器内放射线输出部101与放射线探测器102所处位置的物质填充两者之间的空间，即放射线输出部101与放射线探测器102所处位置的物质进入该容纳空间。
105.通过上述设置，避免放射线输出部101与放射线探测器102处于不同分层，避免导致检测误差甚至检测错误。
106.图4是本公开的又一个实施方式的投入式料层分析装置的结构示意图。参考图4，优选地，信号检测部100还包括保持机构103，保持机构103用于对放射线输出部101以及放射线探测器102进行保持，使得放射线输出部101与放射线探测器102的相对位置保持不变。
107.优选地，投入装置200通过线缆2021与保持机构103连接。
108.图5是本公开的又一个实施方式的投入式料层分析装置的结构示意图。参考图5，投入装置200包括驱动部201以及传动部202，驱动部201的驱动动作经由传动部202传递以对信号检测部100进行投入或提出操作，以至少将信号检测部100投入至容器内的目标位置/深度或从某一位置/深度提出至目标位置/深度。
109.其中，根据本公开的优选实施方式，驱动部201的驱动动作包括第一方向的驱动动作以及第二方向的驱动动作，以实现对信号检测部100的投入或提出。
110.根据本公开的优选实施方式，驱动部201为具有转动输出轴2012的驱动电机2011，驱动电机2011的转动输出轴2012用于输出驱动部201的驱动动作。
111.图6是本公开的又一个实施方式的投入式料层分析装置的结构示意图。参考图6，传动部202包括上文描述的线缆2021；以及轮轴组件2022，轮轴组件2022用于缠绕线缆2021，且轮轴组件2022接收驱动部201的驱动动作，轮轴组件2022基于驱动部201的驱动动作(第一方向的驱动动作)至少对线缆2021进行投入，以至少将信号检测部100投入至容器内的目标位置/深度。
112.优选地，轮轴组件2022还能够基于驱动部201的驱动动作(第二方向的驱动动作)对线缆2021进行回收，以对被投入至容器内的某一位置/深度的信号检测部100进行提出至容器内的目标位置/深度。
113.根据本公开的优选实施方式的投入式料层分析装置，轮轴组件2022上设置有螺旋形槽，线缆2021缠绕在螺旋形槽内。
114.参考图6，优选地，本公开的投入装置200的驱动部201包括上文描述的驱动电机2011以及上文描述的转动输出轴2012，转动输出轴2012与传动部202的轮轴组件2022连接，以将驱动部201的驱动动作传递至传动部202。
115.根据本公开的一个优选实施方式，轮轴组件2022包括轮部以及轴部，轮部和轴部优选地一体形成，轮轴组件2022通过轮部接收驱动部201的转动输出轴2012的驱动动作(转动动作)。
116.图7示出了本公开的一个实施方式的轮轴组件2022的结构示意图。
117.参考图6，根据本公开的优选实施方式的投入式料层分析装置，投入装置200还包括投入控制器203，投入控制器203基于投入或提出控制信号生成驱动控制信号，驱动部201基于驱动控制信号输出驱动动作。
118.其中，驱动控制信号包括电机转速控制信号、电机转动方向控制信号、电机模块正向转动角度量控制信号、电机模块反向转动角度量控制信号中的一个或两个以上。
119.投入控制器203可以是集成电路芯片形式。
120.对于上述各个实施方式的投入式料层分析装置，优选地，投入或提出控制信号至少包括投入位置/深度控制信号以及提出位置/深度控制信号。
121.其中，驱动电机2011可以按照设定的角速度进行转动及按照设定的角度转动量输出驱动动作。驱动电机2011带动转动输出轴2012转动，转动输出轴2012控制轮轴组件2022按照设定的速度进行正向转动设定角度量或反向转动设定角度量，从而使得线缆2021(优选为电缆)带动信号检测部100下放或上提，使得放射线输出部101及放射线探测器102实现上升或下降。
122.处理装置300优选地还获取信号检测部100的位置信息或者在容器内的深度信息。
123.示例性地，信号检测部100(包括放射线输出部101以及放射线探测器102)设置有初始位置l0，初始位置为信号检测部100的底部与容器的底部之间的l0。投入控制器203记录此时的初始位置，通过控制及记录驱动电机2011正向或反向转动的角度信息，获取放射线输出部101及放射线探测器102的投入深度获得两者所处的位置/深度信息。例如，控制驱动电机2011正向转动720
°
，即转动输出轴2012和轮轴组件的轴部正向转动2周，设定正向转动为使得信号检测部100向下投放，轮轴组件2022的轴部的直径已知且固定，每转一圈电缆对应的长度为a，则放射线输出部101下降的高度为2a，则此时放射线输出部101的投入深度为2a，此时信号检测部100的位置/深度信息为l0-2a，在此基础上，若控制驱动电机2011反
向转动180
°
，即使得信号检测部100向上提出0.5a，则信号检测部100对应的投入深度为1.5a，此时信号检测部100的位置/深度信息为l0-1.5a。
124.对于上述各个实施方式的投入式料层分析装置，优选地，信号检测部100的放射线输出部101输出放射线，经填充放射线输出部101与放射线探测器102之间空间的物质作用后，被放射线探测器102所接收生成的特征信号包括信号强度信息、信号能谱信息、信号衰减信息、信号计数信息中的一个或多个。
125.对于上述各个实施方式的投入式料层分析装置，优选地，处理装置300对特征信号进行分析处理，以获得物质的特征信息，特征信息包括物质密度/浓度数据和/或至少一种特征成分的含量。
126.根据本公开的优选实施方式，参考图4至图6，投入式料层分析装置的信号检测部100的保持机构103的与线缆2021的连接位置处于信号检测部100的重心线上。
127.更优选地，保持机构103包括第一保持部1031以及第二保持部1032，第一保持部1031用于对放射线输出部101进行保持，第二保持部1032用于对放射线探测器102进行保持。
128.根据本公开的优选实施方式的投入式料层分析装置，保持机构103的形状为∩形。
129.保持机构103也可以为凹形半球形状、凹形椭圆半球形状等，本领域技术人员可以在本公开技术方案的启示下对保持机构103的形状进行适当地调整，均落入本公开的保护范围。
130.参考图4至图6，优选地，第一保持部1031与第二保持部1032之间形成上文描述的容纳空间，信号检测部100所在位置/深度处的容器内物质能够进入该容纳空间，放射线输出部101输出的放射线穿过进入容纳空间的物质之后被放射线探测器102探测。
131.根据本公开的优选实施方式的投入式料层分析装置，参考图6，保持机构103还包括配重部1033，配重部1033设置于第一保持部1031或者第二保持部1032，对放射线输出部101与放射线探测器102的重量差进行补偿，使得保持机构103的与线缆2021的连接位置处于信号检测部100的重心线上且处于保持机构103的几何中心线上。
132.其中，可以将配重部1033可拆卸地设置在第一保持部1031或者第二保持部1032上。
133.本领域技术人员可以对配重部1033在保持机构103中的配置方式进行调整，均落入本公开的保护范围。
134.对于上述各个实施方式的投入式料层分析装置，其中，处理装置300至少生成检测控制信号，信号检测部100基于检测控制信号输出放射线以及对放射线进行探测。
135.其中，放射线输出部101基于检测控制信号启动/停止输出穿过容器内的目标料层的放射线，放射线探测器102基于检测控制信号启动/停止对放射线进行探测。
136.根据本公开的优选实施方式的投入式料层分析装置，放射线输出部101包括壳体部、同位素放射源以及开关部，开关部基于检测控制信号开启/关闭设置于壳体部的放射线出孔，使得设置在壳体部内的放射源同位素产生的放射线经由放射线出孔输出/停止输出。
137.其中，壳体部的形状可以采用圆形、方形、椭圆形或其他形状，本领域技术人员也可以对壳体部的形状进行调整，均落入本公开的保护范围。
138.根据本公开的优选实施方式，本公开的放射线输出部101的开关部优选地采用自
动打开/关闭开关的方式或者气动打开/关闭开关的方式。通过自动方式或气动方式对开关部进行操作时，需要处理装置300发出开关控制信号(隶属于检测控制信号)。
139.根据本公开的另外的优选实施方式，开关部也可以基于手动控制方式进行操作(打开或者关闭)。
140.对于上述各个实施方式的投入式料层分析装置，其中，线缆2021至少包括通讯电缆，检测控制信号经由通讯电缆被发送至信号检测部100。
141.其中，根据本公开的优选实施方式，线缆2021外部设置有密封外套管，密封外套管内部为空心结构，以便内部布置电缆，且优选地密封外套管为柔性材质以便于线缆2021缠绕在上文描述的轮轴组件2022上。其中，密封外套管具有防腐耐温功能，使得本公开的投入式料层分析装置能够适用于对腐蚀性物质或者高温物质进行探测分析。
142.图8是本公开的又一个实施方式的投入式料层分析装置的结构示意图。
143.参考图8，对于本公开的投入式料层分析装置还包括人机交互部400，人机交互部400至少用于接收并显示处理装置300生成的目标料层的特征信息、报警信号、料层分层位置以及各层所占据的高度、空间。
144.优选地，人机交互部400还接收用户的操作动作，处理装置300基于操作动作生成投入/提出控制信号和/或检测控制信号。
145.其中，人机交互部400可以是触控屏的形式。
146.其中，人机交互部400与处理装置300之间设置有通讯模块700，用于实现两者之间的信号传输。
147.其中，通讯模块700可以是基于rs485通讯、4-20ma信号、其他的用于工业通讯的信号或者无线传输方式的通讯模块。
148.本公开的人机交互部400能够基于用户的操作动作对应的操作指令对本公开的投入式料层分析装置的进行调试、修改参数、获取参数等。
149.图9示出了本公开的又一个实施方式的投入式料层分析装置的结构示意图(局部结构)。
150.优选地，参考图9，本公开的投入式料层分析装置还包括清洗装置500，清洗装置500包括清洗管路、设置于清洗管路的阀门部以及喷嘴部，清洗装置500基于处理装置300发送的清洗控制信号经由喷嘴部输出清洗用液体以至少对信号检测部100的表面进行清洗。
151.其中，清洗装置500可以对信号检测部100的放射线输出部101的表面进行清洗，可以对放射线探测器102的表面进行清洗，也可以对投入进料层的线缆进行清洗。
152.其中，清洗装置500的上述清洗操作在信号检测部100被从容器内物质中提出之后进行。
153.根据本公开的优选实施方式，参考图8，投入式料层分析装置还包括现场/远程控制系统600，现场/远程控制系统600与处理装置300通信连接，现场/远程控制系统600至少用于接收并显示处理装置300生成的目标料层的特征信息。
154.优选地，现场/远程控制系统600为现场/远程终端电子设备。
155.参考图8，根据本公开的优选实施方式的投入式料层分析装置，投入装置200的驱动电机2011、投入控制器203、处理装置300以及人机交互部400设置在同一控制箱(图8中的虚线框)之内，处理装置300分别与人机交互部400以及投入装置200的投入控制器203通信
连接。
156.对于本公开的投入式料层分析装置，由于同位素检测探头(信号检测部100)长期投入或多次投入容器容易结疤，需要探头每次提出容器中被测物的表面之后，进行结疤校准，剔除结疤对测量造成的影响。
157.优选地，本公开的校准方法包括以下步骤：
158.处理装置300至少生成投入/提出控制信号和检测控制信号；
159.投入装置200基于投入/提出控制信号将信号检测部100从容器内物质中提出；
160.信号检测部100基于检测控制信号，放射线输出部101输出放射线，放射线被放射线探测器102所接收并将此时生成的特征信号作为基准信号；
161.处理装置300至少生成投入/提出控制信号和检测控制信号；
162.投入装置200基于投入/提出控制信号使信号检测部100处于容器内物质中的目标位置/深度处；
163.信号检测部100基于检测控制信号由放射线输出部101输出放射线，放射线经由进入信号检测部100的容纳空间里的目标位置/深度处的物质作用后被放射线探测器102所接收以生成目标位置/深度处的特征信号；
164.处理装置300将基准信号与容器内目标位置/深度处信号检测部100的放射线探测器102所接收的特征信号相减，获得目标位置/深度处信号的衰减信号；
165.结合上述衰减信号，能够获取精确的目标位置/深度处得密度/浓度数据或至少一种特征物质的含量。
166.同时，考虑到放射源均具有衰减周期，且
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na的衰减比较快，随着时间的推移，放射源
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na的活度将会降低，放射源发出的放射线将会变弱。
167.根据本公开的优选实施方式，处理装置300记录当前测量时间与放射源安装时间，根据放射源安装使用时间计算
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na的剩余活度，从而进行更换放射源。
168.根据本公开的另外的优选实施方式，将信号检测部(即探头)置于空气中，放射源发射放射线，当探测器所接收的信号特征值(例如信号强度值)小于或等于预设值，则认为放射源活度过低。
169.优选地，当放射源活度过低，处理装置300生成报警信号并输出至上文描述的人机交互部，提醒操作人员更换放射源。
170.优选地，报警信号还可以通过额外设置的报警器(可以是各种声光报警器)输出。
171.基于本公开的一个方面，还提供一种料层分析方法。对于容器内存在不同的介质，比如固体、液体、气体、固液混合体、气液混合体中的至少两种，不同的介质出现分层情况，例如介质a料层(例如水)、介质b料层(例如重油)、介质c料层(例如轻油)等，故需要对料层的分层位置以及各层所占据的高度和/或空间进行检测。
172.根据本公开的一个实施方式的料层分析方法，包括以下步骤：
173.处理装置300至少生成投入/提出控制信号和检测控制信号；
174.投入装置200基于投入/提出控制信号将信号检测部进行投入至第一目标位置/深度或提出至第一目标位置/深度；
175.信号检测部100基于检测控制信号由放射线输出部101输出放射线，放射线经由进入信号检测部100的容纳空间里的第一目标位置/深度处的物质作用后被放射线探测器102
所接收以生成第一目标位置/深度处的特征信号；
176.处理装置300对第一目标位置/深度处的特征信号进行分析处理，以获得第一目标位置/深度处的物质的特征信息；
177.处理装置300至少生成投入/提出控制信号和检测控制信号；
178.投入装置200基于投入/提出控制信号将信号检测部100投入至第二目标位置/深度或提出至第二目标位置/深度；
179.信号检测部100基于检测控制信号由放射线输出部101输出放射线，放射线经由进入信号检测部100的容纳空间里的第二目标位置/深度处的物质作用后被放射线探测器102所接收以生成第二目标位置/深度处的特征信号；
180.处理装置300对第二目标位置/深度处的特征信号进行分析处理，以获得第二目标位置/深度处的物质的特征信息；
181.重复上述步骤，以形成多个目标位置/深度处的特征信息，根据多个目标位置/深度处的特征信息的不同，从而确定容器内的料层分层位置以及各层所占据的高度和/或空间。因为容器内不同的介质，由于各个介质的密度等不同，会在容器内形成分层，通过测量获得多个目标位置/深度处的特征信息，根据多个目标位置/深度处的特征信息的不同，可知每个目标位置/深度处的是否为同一介质，从而容器内的料层分层位置以及各层所占据的高度和/或空间。
182.其中，上述特征信号包括信号强度信息、信号能谱信息、信号衰减信息、信号计数信息中的一个或多个；上述特征信息包括密度/浓度数据和/或至少一种特征成分的含量。
183.本公开的投入式料层分析装置与料层分析方法利用同位素射线测量原理，只用一个探头即可完成检测，且探头(放射线生成部以及放射线检测部)均处于容器内进行检测，放射线的产生部件与检测部件相隔较近，不受容器大小、容器外壁的限制与影响，且同位素放射源发出的信号穿透力强，能够保证测量精度。
184.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式/方式”、“一些实施方式/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须的是相同的实施方式/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式/方式或示例以及不同实施方式/方式或示例的特征进行结合和组合。
185.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
186.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。