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雷達液位計突然掉到底

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導波雷達液位變送器在核電廠中應用 【摘要】液位測量是核電廠自動控制系統中重要組成部分。為了適應核電廠液位測量的發展,需合理選擇液位儀表。通過對在運核電廠液位儀表原理的分析,總結出了導波雷達液位變送器在核電廠的用途、選型、安裝等應用中應該注意的問題,對后續項目導波雷?_液位變送器的應用有一定的指導意義。 【Abstract】Levelmeasurementisanimportantpartofautomaticcontrolsysteminnuclearpowerplant.Inordertoadapttothedevelopmentoflevelmeasurementinnuclearpowerplant,thelevelinstrumentsshouldbeselectedreasonably.Throughanalyzingtheprincipleoflevelinstrumentsinthepowerplant,thepapersummarizestheproblemsthatshouldbenoticedintheapplication,selectionandinstallationofguidedwaveradarleveltransmitterinnuclearpowerplants,ithascertainguidingsignificancefortheapplicationoftheguidedwaveradarleveltransmitterinthefollow-upproject. 【關鍵詞】核電廠;自動控制;液位測量;導波雷達 【Keywords】nuclearpowerplant;automaticcontrol;levelmeasuring;guidewaveradar 【中圖分類號】TH816【文獻標志碼】A【文章編號】1673-1069(2018)04-0175-02 1引言 核電廠汽水分離再熱器疏水系統使用的是Magnetrol導波雷達液位變送器測量疏水罐液位,進而控制疏水罐水位。與“頂裝”式安裝不同的是核電廠采用了“側裝”的安裝方式,即探桿和表頭分開,中間通過使用延伸電纜來實現信號的傳輸。探桿安裝在與疏水罐底部連通的測量筒內探測實際水位,表頭固定在測量筒附近地面的地樁上,側裝的優勢在于可實現在線檢修。 2導波雷達液位變送器的原理及特點 2.1導波雷達液位變送器的原理 導波雷達液位變送器采用了TDR時域反射原理,即通過傳感器電路板件發生器發射一個電磁脈沖波,電磁波沿著延伸電纜傳播到導波桿并沿著導波桿向下傳送的,當遇到比當前的傳導介質(例如空氣、蒸汽等)介電常數更大的液體表面時,脈沖會被反射(其中小部分能量會繼續往下傳播),用超高速計時電路可精確地測量出脈沖波的傳導時間,從而實現對液位的準確測量。 根據麥克斯維電磁場理論,當兩根同級的導線相距很近的時侯,會產生變化的磁場,變化的磁場同時會產生變化的電場,這種可變的電場和磁場交替傳輸的波被稱之為電磁波。電磁波的物理特性為:從介質1傳輸到介質2,如果介質2的介電常數大于介質1的介電常數時,電磁波會在介質2的表面上被反射。通過超高速計時電路測量從電磁波發射到反射的時間差ΔT,雷達頂部到液面的距離S=V*ΔT/2,如果罐子的高度為H,那么液位L=H-S。雷達測量脈沖為250K/s,即每隔4us發射一個脈沖。 由于空氣和蒸汽的介電常數不同,電磁波在蒸汽中的傳播速度比空氣慢,高溫高壓水的 水位上部是高溫高壓蒸汽。假設蒸汽工況條件下,如果采用空氣中的速度V來計算液位,根據原理公式L=H-S=H-V*ΔT/2,因為S=V*ΔT/2比實際值偏大,計算出來的液位值將比實際液位值的偏?。ǜ鶕涷炄缌砍虨?000mm,測量值比實際值將小100mm,誤差在10%)。因此需要實時測量液位上部空間的電磁波實際傳播速度進行重新計算,此技術成為蒸汽補償技術。 2.2導波雷達液位變送器的特點 蒸汽補償技術――就是計算實際蒸汽工況條件下的電磁波速度以正確測量實際液位。導波桿頂部密封層有個凹槽,稱為基準點,基準點以下約5英寸處有個蒸汽補償結構,稱為參考點。變送器發射參考脈沖波,變送器內部的超高速計時電路將計算參考脈沖波從發射基準點到參考點的傳導時間ΔT’,這樣計算出實際蒸汽工況條件下的電磁波速度V’=2L’/ΔT’,實際的液位值將是L=H-S=H-V’*ΔT/2=H-L’*ΔT/Δ
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隨著石油化工工業的發展,石油儲運系統的自動化水平也明顯提高,油罐自動測量技術已被廣泛應用。特別是雷達、光纖、伺服液位計等成為罐區液位測量監控的主導北罐區在用38臺雷達液位計自2016年投用以來,陸續出現偏差,影響罐區的生產操作,嚴重干擾工藝人員對液位的判斷和操作,影響罐區的安全生產。因此有必要對雷達液位計存在的隱患進行分析處理,提高罐區液位監控系統的可靠性。
1.雷達液位計工作原理
雷達液位計通過天線發射及榨的微波脈沖,這個脈沖以光速在空間傳播,遇到被測介質表面,其部分能量被反射回來,被同一天線吸收。發射脈沖與接收脈沖的時間間隔與天線到被測介質表面的距離成正比。由于電磁波的傳播速度很高,發射脈沖與接收脈沖的時間間隔很小很難確認。古大雷達液位計采用特殊的解調技術,準確識別到發射脈沖與接收脈沖的時間間隔,從而進一步計算出天線到被測介質表面的距離。
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雷達液位計的作用是記錄脈沖波經歷的時間,而電磁波的傳輸速度為常數,所以它的作用便是可以算出液面到雷達天線的距離,進一步了解液面的液位。在我們的日常生活應用中,雷達液位計有兩種使用體例,分別是調頻延續波式和脈沖波式。前者的液位計,功耗大,必須要采用四線制,電子電路復雜。而后者的液位計,功耗低百度排名優化,可用二線制的24VDC供電,容易實現本質安全,正確度高,適用范圍更廣。
超聲波用的是聲波,雷達用的是電磁波,這才是最大的區別。而且超聲波的穿透能力和方向性都比電磁波強的多,這就是超聲波探測如今比較流行的緣故原由。
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