本文概括介紹了國(guó)內(nèi)外同位素儀表的發(fā)展概況和基本特點(diǎn)及當(dāng)今世界同位素儀表的水平和發(fā)展勢(shì)。介紹了同位素儀表的種類(lèi)、特點(diǎn)、技術(shù)指標(biāo)、應(yīng)用領(lǐng)域及經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1.前言
　　同位素儀表也稱(chēng)核輻射式檢測(cè)儀表，它是一種利用放射性同位素和核輻射對(duì)非電參數(shù)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和控制的一種新型儀表。同位素儀表一般由放射源、核輻射探測(cè)器、電轉(zhuǎn)換器和二次儀表幾部分組成。工業(yè)應(yīng)用同位素儀表，即工業(yè)同位素儀表，通常我們提到的同位素儀表就是指工業(yè)同位素儀表。工業(yè)同位素儀表是同位素與輻射技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中最重要的組成部分，已經(jīng)發(fā)展成了工業(yè)自動(dòng)化儀表的一個(gè)新分支。
　　目前工業(yè)同位素儀表正不斷更新結(jié)構(gòu)、完善功能、提高精度、改善儀表的穩(wěn)定性、可靠性，實(shí)現(xiàn)儀表標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用性、小型化、自動(dòng)化與智能化，以適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)的連續(xù)化、高速化、精密化的要求。同位素工業(yè)儀表是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化、產(chǎn)品無(wú)損檢測(cè)及資源勘探的一類(lèi)重要儀表，隨著計(jì)算機(jī)和其它科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，同位素儀表的穩(wěn)定性和可靠性大大提高，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、處理與和生產(chǎn)過(guò)程的閉環(huán)控制，同位素儀表技術(shù)發(fā)展已達(dá)到了一個(gè)嶄新的高度。同位素儀表現(xiàn)已廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、資源開(kāi)發(fā)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保及科學(xué)研究等領(lǐng)域，并且取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展。
　　同位素儀表是國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化建設(shè)不可缺少的新型檢測(cè)儀表，已引起國(guó)家有關(guān)部門(mén)的高度重視，它的最大特點(diǎn)是非接觸式無(wú)損檢測(cè)，因此在特定條件下就成了某些系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，西方國(guó)家已在工業(yè)中采用了60萬(wàn)臺(tái)（套），我國(guó)市場(chǎng)主要在有色、冶金、礦山、選礦（煤）、能源開(kāi)發(fā)、石油化工、水泥、造紙等諸多部門(mén)，市場(chǎng)潛在量在20萬(wàn)臺(tái)以上，產(chǎn)值在30億元以上，目前市場(chǎng)開(kāi)發(fā)率不到5%，在我國(guó)現(xiàn)代化事業(yè)的推動(dòng)下，各行各業(yè)的自動(dòng)檢測(cè)、計(jì)量和控制工作已逐步提到議事日程，同位素儀表已開(kāi)始受到重視，企業(yè)界也提出了迫切要求，有些工程項(xiàng)目不惜高價(jià)從國(guó)外引進(jìn)，因此同位素儀表市場(chǎng)巨大，只是目前我國(guó)還沒(méi)有形成自己的產(chǎn)品系列，我國(guó)的同位素儀表產(chǎn)業(yè)還沒(méi)有形成。同位素儀表是核輻射技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的具體應(yīng)用，由于其技術(shù)上的特殊性和應(yīng)用技術(shù)的較高難度，再加上我國(guó)原有科技體制的弊端，致使我國(guó)到目前為止還沒(méi)有一個(gè)獨(dú)立的同位素儀表綜合開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)基地。
　　西方國(guó)家用了15年左右時(shí)間，先后在60年代末和70年代初已普及同位素儀表，應(yīng)用總量已超過(guò)60萬(wàn)臺(tái)套，產(chǎn)值占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的萬(wàn)分之四五，產(chǎn)值利潤(rùn)比超過(guò)1:0.5 ，投資效益比達(dá)到1:9，產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)能夠滿(mǎn)足產(chǎn)業(yè)界提出的最高要求，其技術(shù)進(jìn)步主要表現(xiàn)在新型核輻射探測(cè)器和新技術(shù)的采用，結(jié)構(gòu)的更新和功能的強(qiáng)化并向功能組裝化方向發(fā)展 。
　　我國(guó)同位素儀表應(yīng)用開(kāi)發(fā)比國(guó)外落后20年，到1983年底，同位素儀表應(yīng)用總數(shù)只有1700多臺(tái)，產(chǎn)值小于國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的萬(wàn)分之一。但是中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的起飛，促使同位素儀表進(jìn)入了迅猛發(fā)展時(shí)期，據(jù)1988年統(tǒng)計(jì)我國(guó)在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域使用的同位素儀表已達(dá)到8000多臺(tái)。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展為同位素儀表的發(fā)展提供了良好的契機(jī)，到2005年我國(guó)同位素儀表可望達(dá)到2～3萬(wàn)臺(tái)，并將在今后的開(kāi)發(fā)實(shí)踐中產(chǎn)生幾個(gè)我國(guó)的同位素儀表應(yīng)用開(kāi)發(fā)中心。
2、國(guó)外同位素儀表的發(fā)展概況
　　自從1951年美國(guó)首先將放射性同位素厚度計(jì)用于橡膠生產(chǎn)后，同位素儀表在工業(yè)上得到大力開(kāi)發(fā)，大體上經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：
2.1、開(kāi)發(fā)階段(40年代末到60年代初)。這一階段是工業(yè)同位素儀表開(kāi)創(chuàng)時(shí)期。美國(guó)等一些較發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家進(jìn)行了大量開(kāi)發(fā)研制工作，成果反映在1955年和1958年兩次日內(nèi)瓦和平利用原子能?chē)?guó)際會(huì)議上。這一階段總的特點(diǎn)是，同位素儀表在技術(shù)上還未完全成熟，儀表質(zhì)量還難于完全適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)條件，此外儀表開(kāi)發(fā)也還帶有某種盲目性，因而發(fā)展較緩慢，推廣面有限；
2.2、技術(shù)成熟階段(60年代末到70年代中期)。隨著晶體管與集成電路等電子技術(shù)的發(fā)展，以及新型核輻射探測(cè)器件的出現(xiàn)，同位素儀表進(jìn)入了一個(gè)新的階段。這一時(shí)期國(guó)外，特別是西方國(guó)家正處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期，因而對(duì)包括同位素儀表在內(nèi)的新技術(shù)出現(xiàn)了強(qiáng)烈的興趣。這一時(shí)期，同位素儀表也進(jìn)入了成熟階段：儀表穩(wěn)定性與可靠性大大提高、性能明顯改善、使用對(duì)象明確、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)效益日趨顯著；
2.3、高水平發(fā)展階段(70年代中期以后至今)。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，同位素儀表在大量推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)上進(jìn)一步更新?lián)Q代，朝高水平方向發(fā)展。儀表的靈敏度和精度日益提高，可靠性和穩(wěn)定性越來(lái)越好，功能和應(yīng)用領(lǐng)域也大大擴(kuò)展。目前在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，正出現(xiàn)某種智能化的大型多功能同位素儀表，以解決實(shí)際工作中遇到的高難度綜合性問(wèn)題。此外，另一些對(duì)口專(zhuān)用的小型同位素儀表也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。
　　近30年來(lái)，世界同位素儀表的數(shù)量增長(zhǎng)了40倍，平均年增長(zhǎng)率為20%到25%。據(jù)中國(guó)核學(xué)會(huì)援引國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)調(diào)查報(bào)告，到1980年各國(guó)應(yīng)用同位素儀表總數(shù)達(dá)到62萬(wàn)臺(tái)。例如美國(guó)在1960年使用量為4650臺(tái)，到1980年增長(zhǎng)到了21萬(wàn)臺(tái)。
　　使用同位素儀表的效益也很好，據(jù)美國(guó)1978年的統(tǒng)計(jì)，同位素儀表平均價(jià)格為1.2萬(wàn)美元，年維護(hù)費(fèi)250美元。企業(yè)購(gòu)買(mǎi)這種儀表的全部費(fèi)用一般在2到3個(gè)月就全部收回，個(gè)別的在5到6個(gè)月也可收回。一種同位素儀表的新產(chǎn)品從研制到投產(chǎn)一般1到3年，具有投資少、效益高、見(jiàn)效快等特點(diǎn)。工廠使用這類(lèi)同位素儀表時(shí)，一般不需要對(duì)原來(lái)的設(shè)備和工藝作大改動(dòng)，一旦和控制設(shè)備相連便可連續(xù)生產(chǎn)。同位素儀表的應(yīng)用，不僅提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，而且節(jié)約原材料和能耗，給工業(yè)界帶來(lái)很大經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)國(guó)際原子能委員會(huì)1981年的報(bào)導(dǎo)，各種同位素儀表的經(jīng)濟(jì)效益系數(shù)分別是：塑料薄膜厚度計(jì)為1:3，紙張厚度、濕度計(jì)1:9，鋅鍍層厚度1:30，脫硫車(chē)間硫分析儀1:10，高爐焦碳濕度儀1:20。
　　就同位素儀表的應(yīng)用范圍來(lái)看幾乎涉及到各個(gè)工業(yè)部門(mén)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于煙草、食品、紡織、建材建筑、造紙、印刷、橡膠、采礦、選礦、煤炭、石油、化工、冶金、機(jī)械、運(yùn)輸、交通等工業(yè)領(lǐng)域。世界各國(guó)大量普及和使用同位素儀表，就其國(guó)家而言總的經(jīng)濟(jì)效益也十分顯著。據(jù)美國(guó)原子能委員會(huì)對(duì)美國(guó)各行業(yè)應(yīng)用同位素儀表所做的綜合經(jīng)濟(jì)效益調(diào)查表明，僅九個(gè)行業(yè)的收入每年超過(guò)四億美元，可見(jiàn)效益十分顯著。當(dāng)今各工業(yè)化國(guó)家同位素儀表工業(yè)均處于高速成長(zhǎng)期，其發(fā)展勢(shì)頭仍是“方興未艾”。
3、同位素儀表的分類(lèi)
同位素儀表種類(lèi)繁多，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，其工作原理與作用不盡相同，因此很難全面地加以分類(lèi)。按基本原理和作用方式工業(yè)同位素儀表可分以下幾類(lèi)：
3.1、強(qiáng)度測(cè)量?jī)x表。包括放射性同位素料位計(jì)、密度計(jì)、厚度計(jì)、濃度計(jì)、泥沙量計(jì)、中子水份計(jì)和核子稱(chēng)等。主要是利用物質(zhì)對(duì)射線(xiàn)的吸收、散射與（中子）慢化等作用，使射線(xiàn)的強(qiáng)度發(fā)生變化，反映出被測(cè)物的某些有關(guān)的宏觀物理參數(shù)。
3.2、能譜分析儀表。主要指野外或現(xiàn)場(chǎng)分析儀表，例如X射線(xiàn)熒光分析儀、核測(cè)井和在線(xiàn)活化分析等儀器儀表。利用這類(lèi)分析儀表測(cè)定有關(guān)射線(xiàn)的能譜，確定物質(zhì)的成分和結(jié)構(gòu)。
3.3 數(shù)字圖像處理儀表。包括核無(wú)損檢驗(yàn)（即射線(xiàn)探傷）裝置，如X射線(xiàn)探傷和g探傷和中子照相以及工業(yè)斷層顯像（即工業(yè)CT）等裝置。這類(lèi)裝置主要是利用膠片照相技術(shù)、二維或三維陣列探測(cè)技術(shù)、數(shù)字圖像重建與處理技術(shù)等確定射線(xiàn)的空間或平面分布，反映被測(cè)對(duì)象的有關(guān)信息。
3.4、其他同位素儀表。包括某些無(wú)法歸類(lèi)的同位素儀表，如放射性同位素火災(zāi)報(bào)警裝置，放射性同位素電離真空計(jì)等。這類(lèi)儀表一般多是利用放射性同位素放出的輻射的電離效應(yīng)。
4、同位素儀表的特點(diǎn)和作用
4.1、同位素儀表的特點(diǎn)：
　　同位素儀表不同于其它工業(yè)儀表，它是利用核輻射與物質(zhì)的相互作用及發(fā)生的吸收、散射或電離、激發(fā)等效應(yīng)，取得有關(guān)物質(zhì)的宏觀微觀信息的，因而同位素儀表具有其它工業(yè)儀表所不具備的特點(diǎn)：不接觸被檢測(cè)對(duì)象，是一種非破壞性檢測(cè)工具；可在各種現(xiàn)場(chǎng)條件下，如高溫、高壓、高粘度、高腐蝕性和高毒性等情況下非密閉和密閉容器內(nèi)的物料的非電參數(shù)進(jìn)行控制；檢測(cè)靈敏度高、響應(yīng)速度快、使用壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)定可靠；可連續(xù)輸出電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程閉環(huán)自動(dòng)控制；體積小、重量輕、便于攜帶安裝；輻射在物質(zhì)中穿透深度視輻射種類(lèi)不同而不同，一般可在1mm到1m之間，故有廣泛的應(yīng)用對(duì)象和場(chǎng)合。
4.2、同位素儀表在生產(chǎn)中的作用：
　　近年來(lái)同位素儀表的功能日趨完善，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，同位素儀表在工業(yè)生產(chǎn)中的獨(dú)特作用日益顯現(xiàn)，成了工業(yè)部門(mén)不可缺少的重要檢測(cè)設(shè)備。同位素儀表在生產(chǎn)中的作用可歸納成以下幾點(diǎn)：
4.2.1、生產(chǎn)發(fā)展與社會(huì)需求。以日本為例，60年代中到７０年代初隨著日本經(jīng)濟(jì)的起飛，這一時(shí)期，工業(yè)同位素儀表主要是放射性同位素厚度計(jì)與料位計(jì)使用量也相應(yīng)迅速增長(zhǎng)。
4.2.2、可解決工業(yè)生產(chǎn)中的某些重大技術(shù)難題。同位素儀表已被用于解決諸如準(zhǔn)確、快速、大面積的地質(zhì)普查，材料或零件百分之百的無(wú)損檢測(cè)，生產(chǎn)過(guò)程的閉環(huán)自動(dòng)檢測(cè)控制，高純度物質(zhì)的分析測(cè)定，甚至環(huán)境、健康和營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)等綜合性問(wèn)題。
4.2.3、可以強(qiáng)化生產(chǎn)過(guò)程，加速工業(yè)技術(shù)進(jìn)步。目前國(guó)外的大型成套設(shè)備，一般都配備同位素儀表對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)整和控制、乃至最佳化控制，確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件，降低能耗與原材料消耗，最終降低產(chǎn)品成本。例如前蘇聯(lián)在克里沃舍爾特鋼廠建成的一座世界最大的高爐上(5000ｍ3)，配備有100多臺(tái)同位素儀表；在奇姆肯特磷肥廠安裝了450多臺(tái)同位素儀表。
4.2.4、具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。同位素儀表投資小、見(jiàn)效快、經(jīng)濟(jì)效益顯著。這也是發(fā)達(dá)國(guó)家的工礦企業(yè)愿意廣泛使用同位素儀表的動(dòng)力和出發(fā)點(diǎn)。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)與亞太地區(qū)協(xié)議組織認(rèn)為，同位素儀表對(duì)于發(fā)展中國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)的改造與加速發(fā)展中國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程同樣具有重大意義。
5、國(guó)外強(qiáng)度類(lèi)同位素儀表的技術(shù)水平：
　　國(guó)外同強(qiáng)度類(lèi)位素儀表在技術(shù)上已經(jīng)成熟，儀表技術(shù)指標(biāo)早已能滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)所提出的要求，技術(shù)進(jìn)步主要表現(xiàn)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、老產(chǎn)品的改型、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化功能、采用新器件方面，儀表由單元組合向功能組裝式發(fā)展，并大量采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)。
5.1、探測(cè)器和放射源：探測(cè)器是同位素儀表的關(guān)鍵部件，國(guó)外同位素儀表探測(cè)器主要有碘化鈉單晶閃爍計(jì)數(shù)器、塑料閃爍計(jì)數(shù)器、液體閃爍計(jì)數(shù)器、電離室、正比計(jì)數(shù)器、半導(dǎo)體計(jì)數(shù)器、蓋革計(jì)數(shù)器等。
　　閃爍計(jì)數(shù)器廣泛用于物位計(jì)、密度計(jì)、厚度計(jì)及X射線(xiàn)儀表中。70年代末西德的HB、LB公司、美國(guó)的INC公司、海灣公司、日本的富士公司等先后解決了閃爍計(jì)數(shù)器的穩(wěn)定性問(wèn)題，使閃爍計(jì)數(shù)器型儀表在精度上趕上了恒溫電離室，這是一次技術(shù)上的突破。塑料閃爍計(jì)數(shù)器這幾年也有很大的發(fā)展，經(jīng)改進(jìn)的塑料閃爍體，閃爍衰減時(shí)間可縮短到1nS，因而特別適用于高計(jì)數(shù)率測(cè)量(10-10/S)。塑料閃爍體大量用于工業(yè)軋材測(cè)厚和物位檢測(cè)。
　　國(guó)外電離室發(fā)展也很快，高壓電離室和真空電離室相繼研制成功，用于密度計(jì)的多是恒溫電離室，新型的鈦合金恒溫電離室具有輕便、無(wú)漂移、探測(cè)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是電離室中的珍品。
　　蓋革計(jì)數(shù)器正逐步被淘汰，早期用于料位開(kāi)關(guān)等強(qiáng)度儀表中。半導(dǎo)體探測(cè)器多用于X熒光儀表中，用于物質(zhì)成份的快速檢測(cè)。
　　在放射源方面，除了常用放射源外，國(guó)外新開(kāi)發(fā)出兩種放射源。252cf(锎)是中子和g射線(xiàn)復(fù)合源，它的產(chǎn)額很高，锎主要用于中子活化分析、中子照相及多參數(shù)聯(lián)合測(cè)量的同位素工業(yè)儀表中，但其價(jià)格昂貴，美國(guó)1975到1980年間共配套出售252cf儀表共473套，價(jià)值3370萬(wàn)美元。另一種169Y(鐿)，主要用于工業(yè)無(wú)損檢測(cè)。
5.2、國(guó)外強(qiáng)度類(lèi)儀表典型技術(shù)水平：
　　密度計(jì)--其最高運(yùn)行精度為0.0005ｇ/cm3 ，各國(guó)的產(chǎn)品基本都能達(dá)到這一技術(shù)指標(biāo)。國(guó)外產(chǎn)品以西德HB公司、美國(guó)核子工業(yè)公司(該公司產(chǎn)品被美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局NBS用作國(guó)家輔助標(biāo)準(zhǔn))及日本富士產(chǎn)品為最優(yōu)。80年代以后國(guó)外先進(jìn)的密度計(jì)是有“自動(dòng)穩(wěn)峰”裝置的閃爍密度計(jì)和有恒溫裝置的電離室密度計(jì)，且普遍采用了微處理器，其測(cè)量精度可達(dá)到0.001ｇ/cm3 。
　　物位計(jì)--當(dāng)代物位計(jì)幾乎100%采用閃爍探測(cè)器，物位測(cè)量誤差一般在1%，量程已達(dá)到3到5m。國(guó)際市場(chǎng)上的精品是西德的HB、Berthold、英國(guó)的Nuclear、Enterprises corp產(chǎn)品，它們的產(chǎn)品都有穩(wěn)峰裝置和線(xiàn)性化裝置。
　　厚度計(jì)--國(guó)外產(chǎn)品大部分是電離室的，軋材厚度計(jì)有一部分是閃爍的，有的還使用了最新的閃爍計(jì)數(shù)器。金屬軋材厚度計(jì)精度到1‰～5‰，薄膜厚度計(jì)測(cè)量精度0.25～0.5或0.2g/m2 。國(guó)際市場(chǎng)上以西德的HB、英國(guó)的NE公司產(chǎn)品最優(yōu)。
　　水份計(jì)--中子測(cè)水，相對(duì)誤差0.5%ｗt，日本和美國(guó)采用了252cf放射源。
　　核子稱(chēng)--國(guó)外大多采用高壓電離室，一般都配備微計(jì)算機(jī)，測(cè)量精度可達(dá)到0.5%。據(jù)報(bào)導(dǎo)由塑料閃爍體研制成功的核子稱(chēng)其精度可達(dá)到4～0.4‰之間。國(guó)外典型代表是美國(guó)Kay--Ray公司的核子稱(chēng)。
　　以上儀表屬于一類(lèi)強(qiáng)度測(cè)量型同位素儀表。這類(lèi)儀表最多、應(yīng)用領(lǐng)域最廣、技術(shù)發(fā)展最成熟的一類(lèi)儀表。其中尤以料位計(jì)、密度計(jì)和厚度計(jì)被稱(chēng)為“老三計(jì)”用量最多，國(guó)外幾乎每個(gè)工礦企業(yè)都使用這類(lèi)儀表，少則幾臺(tái)多則幾十臺(tái)上百臺(tái)。很多工業(yè)成套設(shè)備通常也配備這類(lèi)儀表，作為工業(yè)過(guò)程檢測(cè)的一種手段。這類(lèi)儀表一般可以正常使用5~10年左右，年維護(hù)費(fèi)用僅占儀表的2%左右。國(guó)外老三計(jì)在工業(yè)儀表中所占的比例為5%到10%。
　　目前國(guó)外強(qiáng)度型同位素儀表正朝著如下幾個(gè)方面完善和進(jìn):(1)提高可靠性，以適用惡劣工作環(huán)境的要求;(2)提高響應(yīng)速度和測(cè)量精度。隨著工業(yè)生產(chǎn)的高速化，檢測(cè)儀表的響應(yīng)速度和精度是確保產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵;(3)為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品過(guò)程的最佳化控制，儀表本身必須能對(duì)各種因素的影響進(jìn)行自動(dòng)校正。 6、我國(guó)同位素儀表的發(fā)展概況和現(xiàn)狀
　　我國(guó)同位素儀表的研制始于1958年。到80年代初期共研制和生產(chǎn)了40多種2000余臺(tái)儀表，主要研制和生產(chǎn)單位分布在科研、教育、工業(yè)部門(mén)及地方廠礦，共50多個(gè)單位，其中70%是料位計(jì)，除料位計(jì)以外，還有密度計(jì)、厚度計(jì)和g探傷儀、泥沙量計(jì)、X熒光分析儀、含硫量分析儀等。除使用國(guó)產(chǎn)同位素儀表外，很多部門(mén)還成套引進(jìn)了國(guó)外的同位素儀表。例如武鋼1700工程從西德和日本引進(jìn)成套設(shè)備，配有12個(gè)品種57臺(tái)同位素儀表，遍布連鑄、熱軋和冷軋及硅鋼等部門(mén)。寶鋼一期工程引進(jìn)的日本成套設(shè)備中，共配有87臺(tái)同位素儀表。昆明三聚磷酸鈉廠從西德引進(jìn)的成套設(shè)備配有110臺(tái)同位素儀表。上海石化總廠引進(jìn)的成套設(shè)備中配備有43臺(tái)同位素儀表。
　　到90年代初，我國(guó)科研人員對(duì)同位素儀表已作了30多年的研制試制工作，對(duì)各類(lèi)型和用途的同位素儀表進(jìn)行過(guò)研制。近幾年的研究成果主要有同位素厚度計(jì)、密度計(jì)、物位計(jì)等的通用單元組合化，高精度核子稱(chēng)，紙張灰份、厚度、定量、水份四參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，油、氣、水三相流及多相流檢測(cè)系統(tǒng)，大型輻射集裝箱檢測(cè)系統(tǒng)，熱中子透射計(jì)的應(yīng)用研究，X射線(xiàn)熒光多元素分析儀的應(yīng)用研究等。
　　從80年代開(kāi)始，我國(guó)已進(jìn)入大力推廣應(yīng)用同位素儀表階段。據(jù)1988年的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在各工業(yè)部門(mén)使用的同位素儀表已達(dá)到8000臺(tái)左右，到2000年初估計(jì)已達(dá)到1萬(wàn)余臺(tái)，推廣應(yīng)用較廣泛的儀表有物位計(jì)、密度計(jì)、料位計(jì)、濕度計(jì)、核子稱(chēng)、成份分析儀等。推廣應(yīng)用較多的是物位計(jì)，發(fā)展較快的是核子稱(chēng)，而代表發(fā)展方向的是成份分析儀。
　　目前我國(guó)同位素儀表開(kāi)發(fā)和研制，開(kāi)始逐步擺脫仿制國(guó)外樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立設(shè)計(jì)和指標(biāo)向國(guó)外靠攏，儀表生產(chǎn)向通用化、系列化方向過(guò)渡。然而從目前看我國(guó)與國(guó)外的差距仍相當(dāng)大。例如我國(guó)還沒(méi)有研制成功技術(shù)難度較大的一類(lèi)料位計(jì)：如大量程料位指示系統(tǒng)、超大型料倉(cāng)料位指示系統(tǒng)、多參數(shù)料位指示系統(tǒng)和高溫環(huán)境下應(yīng)用的料位計(jì)等；我國(guó)生產(chǎn)的厚度計(jì)，其水平只相當(dāng)于日本70年代末的水平，少數(shù)產(chǎn)品接近80年代，造紙業(yè)中紙張水份測(cè)量與閉環(huán)控制剛剛應(yīng)用；我國(guó)中子水份計(jì)雖在鋼鐵工業(yè)與凍土研究方面取得了一定成效，然而儀器穩(wěn)定性和可靠性差，技術(shù)水平仍相當(dāng)于國(guó)外80年代初的水平。
　　我國(guó)同位素儀表應(yīng)用取得明顯效益的單位和行業(yè)有：黃磷生產(chǎn)系統(tǒng)、化纖廠、化肥廠、堿廠、選礦廠、選煤廠、采礦充填、鋼鐵廠、焦化廠、水泥廠、濕法冶金行業(yè)等。今后除向以上行業(yè)推應(yīng)用廣外，還應(yīng)逐步向橡膠、煙草、紡織、建材食品、機(jī)械及印刷出版業(yè)推廣。除繼續(xù)了向大型企業(yè)推廣外，還應(yīng)向使用量較小的中小企業(yè)推廣。
7、同位素儀表的發(fā)展趨勢(shì)
　　目前同位素儀表正不斷更新結(jié)構(gòu)，完善功能，提高精度，改善儀表的穩(wěn)定性、可靠性、通用性，實(shí)現(xiàn)儀表的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化、自動(dòng)化與智能化，以適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的連續(xù)化、高速化、精密化的要求。具體說(shuō)，今后工業(yè)同位素儀表可能朝以下幾個(gè)方向發(fā)展。
(1)就整體結(jié)構(gòu)而言，整個(gè)儀表從單元組合式向功能組裝式發(fā)展。
(2)就測(cè)量方法而言，從簡(jiǎn)易的檢測(cè)手段向高效率、高分辨率的復(fù)雜測(cè)量裝置過(guò)渡。
(3)就儀表功能而言，正從單點(diǎn)、單參數(shù)檢測(cè)向多點(diǎn)多參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)方向發(fā)展。如放射性同位素密度計(jì)與流量計(jì)配以微計(jì)算機(jī)組成的雙參數(shù)測(cè)量的質(zhì)量流量計(jì)。又如紙張質(zhì)量厚度、濕度、灰份等多參數(shù)測(cè)量。252cf中子水份計(jì)可以同時(shí)測(cè)量物料的水份和密度。再如采用?、b與X射線(xiàn)厚度計(jì)，可以同時(shí)檢測(cè)鋼絲夾層橡膠制品中的鋼絲和橡膠總厚度，鋼絲層厚度以及上下橡膠層的厚度。此外，工業(yè)同位素儀表與其它非核技術(shù)綜合應(yīng)用，有助于擴(kuò)大同位素儀表的應(yīng)用范圍，提高其應(yīng)用功能。
(4)就儀表的通用性和安全性而言，工業(yè)同位素儀表將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)儀表的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。美國(guó)制定了放射性同位素儀表的安全標(biāo)準(zhǔn)ANSI-N538。估計(jì)不久的將來(lái)，類(lèi)似的同位素儀表的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)也將提到議事日程。
(5)隨著各種支持性技術(shù)的發(fā)展，特別是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛使用，使同位素儀表的技術(shù)水平達(dá)到了一個(gè)新的高度；同位素儀表采用電子計(jì)算機(jī)后，結(jié)構(gòu)緊湊，體積縮小；測(cè)量由模擬向數(shù)字化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)輸入信息的自動(dòng)補(bǔ)償，系統(tǒng)啟動(dòng)、調(diào)節(jié)和操作程序化，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、判斷、分析與處理，從而擴(kuò)大了儀表信息功能，提高了儀表檢測(cè)精度，為多參數(shù)測(cè)量和生產(chǎn)過(guò)程閉環(huán)控制奠定了基礎(chǔ)；儀表由硬件和軟件相組合，體現(xiàn)出設(shè)計(jì)的合理性和操作的簡(jiǎn)便性。
儀表具有故障自我診斷功能，大大減輕了設(shè)備維護(hù)的工作量，從而提高了儀表的可靠性；通過(guò)圖像視頻彩色顯示，達(dá)到了更好的人機(jī)結(jié)合，以滿(mǎn)足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)連續(xù)化、自動(dòng)化與高速化的要求，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)非接觸化、非破壞化、超差傳感，以保證產(chǎn)品100%的檢驗(yàn)，并在出現(xiàn)超差之前加以校正。