γ射线料位计也叫γ射线物位计、γ射线液位计，是利用物料对γ射线的阻挡作用进行物位测量的仪表。除了γ射线料位计，还有中子物位计等用其他类型的射线进行物位测量的仪表，都属于同位素物位计。同位素物位计也叫放射性同位素料（物）位计、核料位计、放射性料（物）位计、射线料（物）位计、辐射式料位计、射线式料位计、核辐射物位计、射线液位计等，也与γ射线密度计、中子物位计、射线测厚仪等仪表，在口语中被统称为射线仪表、放射性仪表、辐射式仪表、核仪表、同位素仪表等。

γ射线料位计特别适应于高温、高压、高腐蚀、高粘度等恶劣条件下料位的测量，被测物质可以为粉末或颗粒固体，也可以为液体。γ射线料位计原理与中子物位计不一样，一般只用于两相界面的情况，而不适用于多界面测量情况。

由于其非接触特性，故而可适应的料仓压力、物料温度值、粉尘状况、粘度、腐蚀性等极端参数都很高，对温度、压力、粉尘、粘度、腐蚀的适应性可谓物位仪表中之最。

除此之外还有雷达料位计、超声波物位计等料位计，但其可适应的温度、压力、粉尘状况、粘度、腐蚀性都要大大小于γ射线料位计。

γ射线料位计是利用γ射线能够穿透物质，并在物质中减弱的特征，对物位进行检测。基本射线衰减规律遵从下式：

I=I0e-μh

式中：

I0、I是料位高度分别为0和h时探头处的射线强度（如图1）；

μ为物料对γ射线的线性吸收系数。

但此种测量方式，在物料高度线性增加时，探头部位的射线剂量呈指数衰减，物料高度增加到一定值时，放射源在探头部位的射线剂量基本消失，总剂量接近本底水平。若要在物料高度比较大时也保持探头部位的射线有一定的剂量，不至于小到接近本底水平，所需放射源的活度很大，带来防护上的困难，造价也大大增加。此测量方式一般应用在物料高度较小的特殊场合。大多情况下，选用图2测量方式，图2中，放射源在料仓一侧，另一侧的探测器探测到的射线总量就可以被换算为物料的变化。

仪表示数的变化可以用百分数表示，图3中曲线图就是以仪表显示的百分数随实际料位匀速升降变化做出的曲线图，横坐标是时间。

也可以用高度表示，比如测量4m到6m，就可以在仪表中设定，量程内料位最低点为4m，量程内料位最高点为6m，显示在仪表显示屏上。不同厂家的仪表有不同的设置功能，但原理大体相当。

在标准化大范围普及的时代，很多化工厂内，对物料基本上都以4-20mA的标准电流表示，仪表输出4-20mA区间内的电流即可，4mA代表最低物位，20mA代表最高物位。电流信号到达DCS后，可被表示为百分数或高度，最终显示在屏幕上，DCS内部可以做连锁触发设定点。

料位测量中一般有三种不同的配置：

1、 棒探测器和点源

2、 点探测器和棒源

3、 棒探测器和棒源

选用哪种配置取决于几个因素：

1、测量的几何形状；

2、测量的目的；

3、周围条件；

4、设备所在的空间、资金。

在实际应用中，测量方式的选择是很讲究的，放射源和探测器的位置也不一定是沿着料仓直径线正对着分布。也有这样的测量情况：将放射源置于被测料仓内部，此种测量方式，放射源插入料仓的角度、深度都需要考虑各种因素，周密计算后方可确定。

γ射线料位计主要由以下几部分组成：

（1）放射源及其源容器

放射源一般选用钴-60（Co）或铯-137（Cs），钴-60半衰期5.3年，铯-137半衰期30.2年。放射源外形很小，一般用的放射源经过氩弧焊多层密封后，尺寸大小为Φ10×10mm左右，或Φ8×10mm、Φ10×12mm。但为了对射线进行防护，使其通过一个狭小扇区穿过设备，需将放射源放入铅容器中，铅容器一般为几十公斤甚至几百公斤重。不同厂家的铅容器，尺寸、形状、对接法兰等规格会有不同，铅容器带有锁闭装置，不用放射源时可以关闭。

对某个特定的被测条件，放射源的选择需要经过周密计算，才能确定具体类型和活度。计算放射源时，放射源和探测器的安装位置、射线出射方向、射线扇区大小、被测物料量程、料仓壁厚及材质、料仓内部物料、料仓内部压力及气相等都是需要考虑的重要参数。

（2）探测器

探测器也称探头、接收器，主要用于探测射线，并将射线产生的光信号转化为电信号。主流探测器内部主要元器件为：闪烁晶体、光电倍增管、前置电路。也有电离室探测器和计数管探测器，探测效率比较低，市场使用率很小。

射线照射到闪烁晶体上，会产生光子，光子与光电倍增管表面涂的光感材料（称为光阴级）撞击，光子的能量被光阴级材料中的电子吸收，电子获得能量，离开光阴级材料。光电倍增管将光阴极接受到的电子进行倍增后，输出给前置电路部分进行整形、滤波、运算等处理。

当前主流的闪烁晶体主要分NaI、PVT、光纤等。

1、NaI晶体属于无机闪烁体，探测效率高，但单位体积的价格很高，尺寸一般做得较小，用于物位开关或点式探测器测量料位的测量系统中；

2、PVT晶体属于有机塑料闪烁晶体，可测量最长3m左右的物位，如果用级联探测器，长度会达到更长；

3、光纤也属于有机闪烁晶体，比较柔软，单根测量长度可达到6-7m。可用于测量不规则形状料仓的料位，它能使实际料位变化的输出曲线更具线性，但光纤探测效率很低，相应地所需放射源活度大，对周围环境辐射影响也大。

前置电路一般包括电压放大器、射极输出器（针对闪烁体计数器来说），以放大信号电压和功率，并使光电倍增管的输出阻抗与所连接的远传输电缆匹配。

（3）转换器

转换器用于将探测器输出的电信号转换为触点信号、或标准电流信号输出给DCS或其他外围设备。转换器一般置于非防爆的机柜间，转换器上带有显示表。

当前很多较为先进的仪表会将探测器和转换器整合为一体，统称为探测器。这样，γ射线料位计就包括2个主要部分：放射源、探测器。

不同厂家仪表参数不尽相同，但大体相当。

精确度：最大误差限1-5%

输出电流信号：(4～20)mA或(0～10)mA

输出开关信号：触点容量AC220V，5A

时间常数：1～60秒可设定。

重复性： ±1.5 % 满量程。

稳定性： ±1.5 % 满量程/48小时。

探测器防爆等级： Ex dⅡCT4 或Ex dⅡCT5

工作环境条件： 环境温度： 探测器 (－20～50)℃， 转换器 (0～50)℃

相对湿度： 探测器 90 % 以下， 转换器 90 % 以下

供电：220VAC 或24VDC

国内仪表试验检验标准：GB/T 25845–2010《工业用γ射线料位计》或GB/T 11923-2008《电离辐射物位计》

用于对密闭容器中高温、高压、高粘度、腐蚀性、沸腾、毒性物料（固态或液态）料位的测量。

主要用于石油化工、煤化工、矿业、火电、钢铁、造纸等场合。

特别适用于以下设备物位测量：

煤气化炉、聚合釜、反应釜、氧化釜、脱气仓、闪蒸罐、高低压排放罐、低压分离器、甲醇分离器、合成塔、吸收塔、汽提塔、氨分离器、冷凝塔、冷交换器、铜洗塔。

由于γ射线料位计中的放射源主要释放γ射线，可对人体造成一定的辐射伤害，实际使用中，需要对辐射知识有所了解，并严格遵从国家相关标准。

大剂量的γ射线辐射对人体的伤害有：DNA损伤、细胞损伤、染色体畸变、急慢性放射性疾病、皮肤眼睛体性腺等的破坏，或者是癌症的诱发等。然而，γ射线料位计中使用的放射源一般为IV类、V类放射源（详见环保总局公告[2005]第62号《关于发布放射源分类办法的公告》），对人体的伤害很小，平时工作中采取必要的防护措施就无需害怕。

辐射防护三原则为：1、增大距离（尽量远离放射源操作）；2、采取屏蔽措施（穿铅衣、戴牵手套、建立屏蔽墙等）；3、减少照射时间（操作迅速尽快离去）。

常用国家法规：

国务院449号令[2005]《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》

环保部18号[2011]《放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法》

国务院562号令[2010]《放射性物品运输安全管理条例》

环保部11号[2010]《放射性物品运输安全许可管理办法》

环保总局第3号[2008]《放射性同位素与射线装置安全许可管理办法》替代原31号令

常用的国家标准：

防护安全方面的标准：GB18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》

GBZ125-2009《含密封源仪表的放射卫生防护要求》

放射源容器标准：GB14052-93 《安装在设备上的同位素仪表的辐射安全性能要求》

运输标准：GB11806 -2004 《放射性物质安全运输规程》

人员健康标准：GBZ 98-2002《放射工作人员健康标准》

γ射线料位计进口仪表厂商中市场占有率最高的一般有三家：

1、 德国伯托（Berthold）

2、 美国奥玛特（OHMART）

3、 德国恩特斯豪斯（E+H）

另外还有俄罗斯等国的企业，其市场占有率相对较低。

建国以来，国内开发此类仪表的老牌国有企业有以下几家：

1、北京市新技术应用研究所（隶属北京市科学技术研究院）

2、上海原子核研究所（现为“上海应用物理研究所”，隶属中国科学院）

3、广东省测试分析研究所（现为“中国广州分析测试中心”）

4、兰化公司化工自动化研究所（原为“化工部自动化研究所”，现为“天华化工机械及自动化研究设计院有限公司”）

5、上海吴泾化工厂（现为“上海吴泾化工有限公司”）

上述企业中，有的因各种原因，已不再涉及γ射线料位计的业务。

由于γ射线料位计的特殊性，总需求量并不是很大，又因进口仪表对市场的占有量较大，使得国内γ射线料位计的生产厂家规模都相对较小、产品产量少。单纯依靠射线料位计业务使公司生存难以为继，有的企业会同时经营很多业务，γ射线料位计只作为其业务中的一小部分。此种情况下，对料位计的技术革新、产品质量、售后服务等指标，未免难以顾全。

选择供货商时，需考虑供货商的业绩、资质、整体实力，以及后续服务能力等各项因素。由于γ射线料位计行业属于冷门行业，γ射线料位计的应用范围比较窄，有些企业从事射线料位计若干年后就退出该行业，不再从事生产和服务，这给这一特种仪表的售后服务工作带来困难。因此选择供应商时对此应予以重视。

国内生产射线料位计的代表性厂家有：

1、天华化工机械及自动化研究设计院有限公司

上市公司，原化工部自动化研究所与化工机械研究院合并后改制而成，属于大型国有企业，旗下有专门做射线料位计及密度计的研究所。市场上在用的主打新产品有TH-2011型γ射线料位计。并另外提供射线密度计、核辐射技术服务、核仪表维护、工业辐射各类技术咨询及方案与施工。

2、北京树诚科技发展有限公司

成立于2002年，主要做国内同位素产品、核仪器仪表、辐射剂量校准刻度系统及自动化系统，提供核辐射防护设计、制造及放射性工作场所清理去污、退役的整体解决方案及实施。

3、北京巨源华海核仪表有限公司

1998年成立，从事核仪表 , 电子计算机软硬件 , 工业控制系统及设备的技术开发 , 技术咨询 , 技术服务 , 技术转让 , 销售开发后的产品 , 电子计算机及外部设备 , 机械电器设备等。