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超聲波液位計使用過程中跳變的原因分析
2022-09-14

1.超聲波液位計跳變

超聲波液位計用于測量三門核電站污水、廢液處理系統(tǒng)和堆芯被動冷卻系統(tǒng)中部分容器的液位。本批超聲液位計為分體式,發(fā)射機類型為LUT400,超聲探頭元件為STH,共使用19臺。這批超聲波液位計在調試和預運行過程中,由于各種原因發(fā)生了數次跳變。

2.安裝原因跳轉

當超聲探頭正常工作時,在發(fā)射脈沖的激勵下振動,從而發(fā)出超聲脈沖信號。

當超聲換能器正常工作時,探頭表面可感受到機械振動。STH探頭尺寸約φ51mm。在三門核電站的污水液系統(tǒng)中,儀表安裝在罐體上的方形立管上。立管尺寸為2英寸,有些探頭在安裝過程中會與立管壁產生擠壓和摩擦。

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因此,探頭元件中的超聲換能器在脈沖振動過程中會干擾管壁,導致晶體不能自由振動。從回波曲線可以看出,當元件受到擠壓和摩擦時,超聲液位計的初始脈沖基本信號強度受到很大的影響。另外,根據STH手冊技術規(guī)范,探頭元件的發(fā)射角度為12°,立管的安裝過高,無法滿足超聲光束發(fā)射角度的要求。然后超聲波的回波質量進一步惡化。使液位計的那部分頻繁跳動。切割立管,研磨對面管內壁后,超聲回波曲線質量明顯增強,跳變現(xiàn)象基本消除。

3.空罐跳下

在廢液系統(tǒng)中,廢液臨時儲存罐收集反應堆安全殼冷卻、乏燃料池內襯泄漏、設備和區(qū)域去污等廢水,并共使用2個不銹鋼水箱臨時儲存廢液,然后進行后續(xù)處理。每個廢液臨時儲罐都配有西門子超聲波液位計監(jiān)測液位。調試時將超聲液位計的量程設置為0.468-5.77 m, 4mA時設置輸出電流0.533m, 20mA時設置輸出電流5.307 m。儀器調試完成后,液位在測量范圍內顯示準確,但排空液體時液位跳動頻繁。發(fā)現(xiàn)罐體底部呈錐形,排空罐體液位時存在聚焦反射現(xiàn)象。空罐時,超聲波回波曲線在其反射與罐底是聚焦反射的現(xiàn)象,導致一定距離會超過回波在反射強度曲線上的抑制,而聚焦反射后的回波信號不固定,隨機出現(xiàn)在一定高度,導致識別算法在沒有真實液位回波的情況下,將隨機放大的回波作為“真實”液位信號,導致頻繁跳變。

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