[发明专利]一种热扩散式水位探测器在水位探测中测点的判断方法

说明书

技术领域

本发明属于核电厂水位检测技术，具体涉及一种水位探测中测点的判断方法。

背景技术

在先进压水堆中，多采用热扩散式的水位探测器，通过判断主动端和参考端温度敏感元件的温差来判断测点是否被冷却剂淹没，以此来测量压力容器中的水位。

热扩散式的水位探测器，以EPR（欧洲先进压水堆）中使用的RPVL探测器为例，其示意图如图1所示。

对应于每一个水位测点，在探测器的相同轴向位置分别布置1支主动端温度敏感元件和1支被动端敏感元件，并使用1支电加热器对主动端进行加热，利用水汽传热性能的显著差异，即可通过计算主动端和参考端的温差来判定水位测点是否被水淹没。

不同的探测器具体结构和布置形式有所不同，但其基本原理类似，并都具有主动端、参考端和加热器这些部件。

这种水位探测器需要使用电源对主动端探头进行加热控制，目前主要采用的是恒定电流的控制方法。恒定电流的控制方法，在探测器投入使用后，就对探测器使用恒定的电流进行加热，在探测器的主动段可得到恒定的线功率密度，易于后续水位信息的处理，但这种方式由于对探测器的持续加热，会降低探测器的使用寿命，并且难以进行灵活调节。而如果使用脉冲式电流，将可灵活控制主动端和参考端的温差，并可通过对脉冲幅值、脉宽等的调节，能广泛应用于不同的测量场合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热扩散式水位探测器在水位探测中测点的判断方法。

实现本发明的技术方案如下：

一种热扩散式水位探测器在水位探测中测点的判断方法，该方法包括如下步骤：

1）确定脉冲电流的幅值I_A，方法如下：

a.将探测器置于容器中，测量记录探测器主动端表面的温度T₀；

b.对探测器的主动端使用恒定的电流进行加热，加热电流值从0开始增加，并每隔0.1A取1个电流值；

c.在使用每个恒定电流值进行加热时，记录下探测器主动端表面的温度变化曲线，并标示出该曲线中达到稳态温度63.2%的时间T以及其对应的温度值T_T；

d.计算每条曲线所对应的（T_T-T₀）的值，当该值首次超过20℃时，此时的电流值即为所需确定的I_A；

2）确定脉冲电流的周期T和脉宽范围[a，b]

其中，b=100%，a由以下步骤确定：

a.将探测器置于容器中，测量探测器主动端表面的温度T_A和参考端表面的温度T_R；

b.使用周期为T的脉冲电流对探测器主动端进行加热，脉冲电流的功率P为0~100%，并从0开始以5%的步长递增；

c.使用温度采集设备持续采集T_A和T_R，记录下T时刻的（T_A-T_R）值；

d.当（T_A-T_R）首次超过20℃时，此时的P即为需要确定的a；

3）探测器探测水位测点的判断

当(T_A-T_R)>T_TH时，其中T_TH为温差判断的阈值，T_TH∈(5,10)℃；

当(T_A,t+1-T_R，t+1)-(T_A,t-T_R，t)>v_TH时，其中（T_A,t+1-T_R，t+1）为在（t+1）时刻主动端与参考端的温差，(T_A,t-T_R，t)为在t时刻主动端与参考端的温差，v_TH为温差变化率判断的阈值，v_TH∈(0.1,2)℃/s。

在上述一种热扩散式水位探测器在水位探测中测点的判断方法中：所述的步骤3）中温差判断的阈值T_TH的值取8，温差变化率判断的阈值v_TH的值取1。

本发明所取得的有益效果如下：通过试验方法确定脉冲电流的幅值和脉冲电流的周期和脉宽范围，进而对探测器探测水位测点的判断，由于测点判断，因而并能减小探测器水位计算的响应时间。同时通过对脉冲电流的参数进行灵活的调节，延长探测器的使用时间，可适用于多种应用工况，