超聲波液位計使用過程中跳變的原因分析
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ZXRE，超聲探頭元件為E-EA，共使用23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。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與立管壁產生擠壓和摩擦。
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)現罐體底部呈錐形，排空罐體液位時存在聚焦反射現象。
空罐時，超聲波回波曲線在其反射與罐底是聚焦反射的現象，導致一定距離會超過回波在反射強度曲線上，而聚焦反射后的回波信號不固定，隨機出現在一定高度，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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