超聲波液位計(jì)使用過程中跳變的原因分析
1.超聲波液位計(jì)跳變
超聲波液位計(jì)用于測(cè)量三門核電站污水、廢液處理系統(tǒng)和堆芯被動(dòng)冷卻系統(tǒng)中部分容器的液位。本批超聲液位計(jì)為分體式,發(fā)射機(jī)類型為ZXRE,超聲探頭元件為E-EA,共使用23臺(tái)。這批超聲波液位計(jì)在調(diào)試和預(yù)運(yùn)行過程中,由于各種原因發(fā)生了數(shù)次跳變。
2.安裝原因跳轉(zhuǎn)
當(dāng)超聲探頭正常工作時(shí),在發(fā)射脈沖的激勵(lì)下振動(dòng),從而發(fā)出超聲脈沖信號(hào)。
當(dāng)超聲換能器正常工作時(shí),探頭表面可感受到機(jī)械振動(dòng)。E-EA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(huì)與立管壁產(chǎn)生擠壓和摩擦。
因此,探頭元件中的超聲換能器在脈沖振動(dòng)過程中會(huì)干擾管壁,導(dǎo)致晶體不能自由振動(dòng)。從回波曲線可以看出,當(dāng)元件受到擠壓和摩擦?xí)r,超聲液位計(jì)的初始脈沖基本信號(hào)強(qiáng)度受到很大的影響。另外,根據(jù)STH手冊(cè)技術(shù)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(zhì)量進(jìn)一步惡化。使液位計(jì)的那部分頻繁跳動(dòng)。切割立管,研磨對(duì)面管內(nèi)壁后,超聲回波曲線質(zhì)量明顯增強(qiáng),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(shí)儲(chǔ)存罐收集反應(yīng)堆安全殼冷卻、乏燃料池內(nèi)襯泄漏、設(shè)備和區(qū)域去污等廢水,并共使用2個(gè)不銹鋼水箱臨時(shí)儲(chǔ)存廢液,然后進(jìn)行后續(xù)處理。每個(gè)廢液臨時(shí)儲(chǔ)罐都配有西門子超聲波液位計(jì)監(jiān)測(cè)液位。調(diào)試時(shí)將超聲液位計(jì)的量程設(shè)置為0.468-5.77 m, 4mA時(shí)設(shè)置輸出電流0.533m, 20mA時(shí)設(shè)置輸出電流5.307 m。儀器調(diào)試完成后,液位在測(cè)量范圍內(nèi)顯示準(zhǔn)確,但排空液體時(shí)液位跳動(dòng)頻繁。發(fā)現(xiàn)罐體底部呈錐形,排空罐體液位時(shí)存在聚焦反射現(xiàn)象。
空罐時(shí),超聲波回波曲線在其反射與罐底是聚焦反射的現(xiàn)象,導(dǎo)致一定距離會(huì)超過回波在反射強(qiáng)度曲線上,而聚焦反射后的回波信號(hào)不固定,隨機(jī)出現(xiàn)在一定高度,導(dǎo)致識(shí)別算法在沒有真實(shí)液位回波的情況下,將隨機(jī)放大的回波作為“真實(shí)”液位信號(hào),導(dǎo)致頻繁跳變。
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