[发明专利]一种放射性废树脂界面测量装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及核电站中使用的辅助测量技术领域，具体涉及一种放射性废树脂界面测量装置及其测量方法。

背景技术

在现有技术中，由于核电站和其它许多核设施在运行中使用了大量的离子交换树脂作净化剂，用来对水中的带放射性的杂质进行清除，以保持水的纯度。因而产生了大量带有放射性的废树脂。对这些废物进行妥善处理，不使环境受到核污染，是核领域的一项重要工作。根据国家规定，处理流程包括输送、贮存、固化在内的各个环节都要保证绝对的安全。

对于贮存，应对贮存罐内的水位和树脂量进行监控，保证水面绝对淹盖树脂面，且不能溢出罐外。对于固化，应对计量罐内的树脂量进行精确控制，使树脂、水、水泥三者的比例符合设计标准，所以，对树脂量的测量控制是固化处理中的一项重要内容。但是由于此项测量技术难度大，国内外还未见到能有效可靠地对树脂界面进行测量的相关产品。

树脂界面测量方案分析

树脂特点：密度为1.06，比水略大，流动性好、界面高差较小。

常见测量固液或气固分界面的方法有：浮球法、压力法、反射法、介电常数法及透射法。

浮球法：由于水与树脂密度相差很小，要求浮球等效密度精确(1.03最合适)。在测量过程中，水中所常溶解的杂质比率不断发生变化，当密度低于1或高于1.06时，则浮球不会处于固液分界面处，导致结果完全错误。当水密度在1-1.06之间变化时，浮球处于固液分界面处，但由于密度发生变化，浮球相对界面位置也会发生变化，其变化大小与浮球直径成正比。当水密度变化1％时(由1变为1.01)，则出现浮球直径六分之一的误差。故浮球法存在误差较大甚至可靠性问题。

压力法：同浮球法，当水密度发生变化时，会出现较大误差。

反射法：光(超声波)静止处于界面之上，发射一束脉冲光，光遇界面反射，通过测量脉冲光发射到返回间的时差可以换算出界面距离。或通过高度变化，反射角的变化计算出界面高度的变化。由于树脂颗粒小，反射为漫反射，反射角度不确定(反射角度法不适用)，反射回的强度很小(且波动大，甚至接收元件处没有光信号)。所以反射法可靠性较低。另外超声波探头不能处于水面之上，否则水面处会反射绝大部分声信号，若探头处于水中，超声换能器上的声楔为工程塑料，在放射环境中容易损坏。

介电常数法：水与树脂介电常数基本一致，而且水中溶解杂质变化会导致介电常数有较大变化，故无论是电容还是微波波速测量都会产生很大误差。

透射法：射线在水中和树脂中的衰减基本一致，故误差很大。

因此，有必要对现有的放射性废树脂界面测量装置及其测量方法进行必要的技术改造。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，设计一种结构简单、操作方便、测量效果好、安全环保的放射性废树脂界面测量装置及其测量方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种放射性废树脂界面测量装置，所述装置包括升降式测量架，所述升降式测量架通过柔锁与卷扬机连接，所述升降式测量架上设有光电传感器，所述光电传感器与信号处理器电连接，所述信号处理器还与卷扬机电连接，所述升降式测量架下面设有容器，所述容器内装有待测试的放射性废树脂与水。

其中优选的技术方案是，所述升降式测量架为开口向下的U形架，所述柔锁与U形架的开口部位相对应一侧的外部连接。

优选的技术方案还有，所述光电传感器至少设有一对，所述光电传感器包括光源器件和光电信号转换器件，所述光源器件与光电信号转换器件相对应地安装在U形架的开口端。

进一步优选的技术方案是，所述光源器件为LED灯，所述光电信号转换器件为光敏传感器，所述LED灯通过调光器连接与信号处理器电连接。

进一步优选的技术方案还有，在所述光电传感器附近设置有空间滤波器，所述空间滤波器为丝网罩或为有机玻璃罩壳。

进一步优选的技术方案还有，所述卷扬机中的驱动电机为伺服电机，所述伺服电机与信号处理器的信号输出端连接，在所述卷扬机旁设置有吹扫装置。