超聲波液位計故障分析及維護(hù)策略分析及維護(hù)策略之二

3.2 超聲波液位計跳變
三門核電廢水、廢液處理系統(tǒng)以及非能動堆芯冷卻系統(tǒng)中采用了西門子超聲波液位計測量部分容器內(nèi)液位。該批超聲波液位計為分體式液位計，變送器型號為LUT400，超聲波探頭元件為STH，總計使用了19臺。在調(diào)試和預(yù)運(yùn)行過程中，該批次超聲波液位計出現(xiàn)了多次不同原因的跳變現(xiàn)象。
3.2.1 因安裝原因?qū)е绿?br /> 超聲波探頭在正常工作時，受發(fā)射脈沖激勵產(chǎn)生振動，從而發(fā)出超聲波脈沖信號。在超聲波換能器正常工作時，探頭表面能感受到機(jī)械振動。STH型探頭尺寸約為Φ51mm，而在三門核電廢水、廢液系統(tǒng)中，儀表是安裝于罐體上方立管上。立管尺寸為2英寸，部分探頭在安裝時與立管壁存在擠壓，摩擦現(xiàn)象，導(dǎo)致探頭元件中的超聲波換能器在脈沖振動時與管壁干涉，晶體振動不自由。從回波曲線上來看，元件收到擠壓、摩擦的情況下，超聲波液位計初始脈沖基波信號強(qiáng)度收到很大影響。另外根據(jù)STH手冊技術(shù)規(guī)格書，該型探頭元件的發(fā)射角為12°，過高的安裝立管導(dǎo)致不能滿足超聲波束發(fā)射角要求。進(jìn)而使得超聲波的回波質(zhì)量進(jìn)一步惡化。從而導(dǎo)致部分液位計跳變頻繁。
采取截短立管，并對立管內(nèi)壁進(jìn)行打磨處理后，超聲波回波曲線質(zhì)量得到明顯增強(qiáng)，跳變現(xiàn)象基本消除。
3.2.2 空罐下跳變
廢液系統(tǒng)中，廢液暫存箱收集來自反應(yīng)堆安全殼冷卻、乏燃料池襯里泄露、設(shè)備和區(qū)域去污等廢水，共2臺不銹鋼水箱用于廢液后續(xù)處理前的暫存。每個廢液暫存箱設(shè)置一臺西門子超聲波液位計監(jiān)測液位。調(diào)試期間設(shè)置超聲波液位計測量量程為0.468~5.777m，電流輸出設(shè)置為4mA對應(yīng)0.533m，20mA對應(yīng)5.309m。儀表調(diào)試完成后，液位在測量范圍內(nèi)顯示準(zhǔn)確，但在液體排空時，液位出現(xiàn)頻繁跳變。
檢查發(fā)現(xiàn)，罐體底部為錐形底，在罐體液位排空時，存在聚焦反射現(xiàn)象。空罐下，超聲波液位計回音曲線在反射時因罐底聚焦反射現(xiàn)象，導(dǎo)致在某一個距離上回波強(qiáng)度會超出回波抑制曲線，且聚焦反射后被放大的回波信號并不固定，隨機(jī)出現(xiàn)在某個高度，從而造成識別算法在無真實液位回波的情況下，將被隨機(jī)放大的回波作為“真實”液位信號，導(dǎo)致頻繁跳變。
從故障液位計回波曲線（見圖5）



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