智能雷达料位计

核电厂中两种液位计的比较(上)

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2022.12.13
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以往,核电厂核岛液位测量多采用差压变送器、电容式液位仪表等,这些仪表均为接触式仪表。而超声波和雷达液位计主要采用非接触式液位测量。非接触式测…

以往,核电厂核岛液位测量多采用差压变送器、电容式液位仪表等,这些仪表均为接触式仪表。而超声波和雷达液位计主要采用非接触式液位测量。非接触式测量,不受容器内液体密度的影响,适用于腐蚀性、高粘度、颗粒杂质等场合的液位测量,安装维护方便。因此,核电站在某些适用场合可以考虑超声波和雷达液位计。今天我们分上下篇,从不同角度一起看看在核电厂中,雷达液位计与超声波液位计有什么不同。

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影响超声波和微波回波强度的因素是不同的,超声波是一种机械波,机械波在传播过程中受传播介质稳定性的影响。粉尘、蒸汽等都会引起空气波动,降低回波的质量和强度,影响液位测量效果。雷达微波是电磁波,电磁波在传播过程中不受传播介质稳定性的影响,只与其介电常数有关,介电常数越稳定,越有利于电磁波的传播,介电常数太小的介质很难测量。当空气中含有铁合金等高介电粉尘时,会影响液位测量效果。由于微波传播的波速几乎不受环境影响,雷达液位计的测量精度高于超声波液位计,能适应一些超声波技术无法胜任的工况,如高温度、高压、湍流、蒸汽、泡沫、挥发物等。对于核电站来说,容器内一般不会有高介电粉尘,所以对测量精度要求高的测点可以考虑雷达液位计。以核电站安全注水箱液位测量为例,安全注水箱的中压注水主要用于某些事故工况。当事故发生时,安全注入罐中的硼水会在几分钟内被排空,测量精度非常高,所以单从精度上来说,可以考虑雷达液位计。

压力影响和应用也是不同的,由于超声波液位计采用机械波传播和测距原理,声波需要空气作为传播介质,因此只能在常压下使用,不建议在工作条件下使用压力超过0.2MPa。当压力过大时,传感器的辐射面会产生很大的压力,阻碍发射面的振动,降低传感器的发射效率;负压低于-0.03MPa也不推荐,因为超声波是通过介质传播的,不能在真空中传播。当空气减少时,传声损失会增加。雷达液位计的最大工作压力可达40MPa,微波在真空中可以传播,因此雷达液位计可用于测量密封负压罐内的液位。核电站压力容器较多,不能使用超声波液位计,可以考虑雷达液位计。

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温度的影响和适用范围不同,声波在气体中的传播速度与温度有关,一般只能在80℃以内使用。虽然超声波液位计一般在传感器内装有热敏元件,可以测量环境温度进行补偿,但传感器一般安装在罐体顶部,当被测材料的温度较高时,从上到下会出现温度梯度。在传感器安装点测量的温度代表行程的平均温度会引入测量误差。温度对雷达液位计的测量影响不大,但其适用温度范围与传感器天线的材料、密封结构等有关。核电站中,设计温度较高的液位测量场合较多,不宜采用超声波液位计,可考虑雷达液位计,超声波液位计主要考虑在常温常压条件下使用。

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