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超声波液位计使用过程中跳变的原因分析
2022-09-14

1.超声波液位计跳变

超声波液位计用于测量三门核电站污水、废液处理系统和堆芯被动冷却系统中部分容器的液位。本批超声液位计为分体式,发射机类型为LUT400,超声探头元件为STH,共使用19台。这批超声波液位计在调试和预运行过程中,由于各种原因发生了数次跳变。

2.安装原因跳转

当超声探头正常工作时,在发射脉冲的激励下振动,从而发出超声脉冲信号。

当超声换能器正常工作时,探头表面可感受到机械振动。STH探头尺寸约φ51mm。在三门核电站的污水液系统中,仪表安装在罐体上的方形立管上。立管尺寸为2英寸,有些探头在安装过程中会与立管壁产生挤压和摩擦。

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因此,探头元件中的超声换能器在脉冲振动过程中会干扰管壁,导致晶体不能自由振动。从回波曲线可以看出,当元件受到挤压和摩擦时,超声液位计的初始脉冲基本信号强度受到很大的影响。另外,根据STH手册技术规范,探头元件的发射角度为12°,立管的安装过高,无法满足超声光束发射角度的要求。然后超声波的回波质量进一步恶化。使液位计的那部分频繁跳动。切割立管,研磨对面管内壁后,超声回波曲线质量明显增强,跳变现象基本消除。

3.空罐跳下

在废液系统中,废液临时储存罐收集反应堆安全壳冷却、乏燃料池内衬泄漏、设备和区域去污等废水,并共使用2个不锈钢水箱临时储存废液,然后进行后续处理。每个废液临时储罐都配有西门子超声波液位计监测液位。调试时将超声液位计的量程设置为0.468-5.77 m, 4mA时设置输出电流0.533m, 20mA时设置输出电流5.307 m。仪器调试完成后,液位在测量范围内显示准确,但排空液体时液位跳动频繁。发现罐体底部呈锥形,排空罐体液位时存在聚焦反射现象。空罐时,超声波回波曲线在其反射与罐底是聚焦反射的现象,导致一定距离会超过回波在反射强度曲线上的抑制,而聚焦反射后的回波信号不固定,随机出现在一定高度,导致识别算法在没有真实液位回波的情况下,将随机放大的回波作为“真实”液位信号,导致频繁跳变。

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