本發(fā)明屬于核電廠水位檢測技術(shù),具體涉及一種水位探測中測點(diǎn)的判斷方法。
背景技術(shù):在先進(jìn)壓水堆中,多采用熱擴(kuò)散式的水位探測器,通過判斷主動端和參考端溫度敏感元件的溫差來判斷測點(diǎn)是否被冷卻劑淹沒,以此來測量壓力容器中的水位。熱擴(kuò)散式的水位探測器,以EPR(歐洲先進(jìn)壓水堆)中使用的RPVL探測器為例,其示意圖如圖1所示。對應(yīng)于每一個水位測點(diǎn),在探測器的相同軸向位置分別布置1支主動端溫度敏感元件和1支被動端敏感元件,并使用1支電加熱器對主動端進(jìn)行加熱,利用水汽傳熱性能的顯著差異,即可通過計(jì)算主動端和參考端的溫差來判定水位測點(diǎn)是否被水淹沒。不同的探測器具體結(jié)構(gòu)和布置形式有所不同,但其基本原理類似,并都具有主動端、參考端和加熱器這些部件。這種水位探測器需要使用電源對主動端探頭進(jìn)行加熱控制,目前主要采用的是恒定電流的控制方法。恒定電流的控制方法,在探測器投入使用后,就對探測器使用恒定的電流進(jìn)行加熱,在探測器的主動段可得到恒定的線功率密度,易于后續(xù)水位信息的處理,但這種方式由于對探測器的持續(xù)加熱,會降低探測器的使用壽命,并且難以進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)。而如果使用脈沖式電流,將可靈活控制主動端和參考端的溫差,并可通過對脈沖幅值、脈寬等的調(diào)節(jié),能廣泛應(yīng)用于不同的測量場合。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于提供一種熱擴(kuò)散式水位探測器在水位探測中測點(diǎn)的判斷方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種熱擴(kuò)散式水位探測器在水位探測中測點(diǎn)的判斷方法,該方法包括如下步驟:1)確定脈沖電流的幅值IA,方法如下:a.將探測器置于容器中,測量記錄探測器主動端表面的溫度T0;b.對探測器的主動端使用恒定的電流進(jìn)行加熱,加熱電流值從0開始增加,并每隔0.1A取1個電流值;c.在使用每個恒定電流值進(jìn)行加熱時,記錄下探測器主動端表面的溫度變化曲線,并標(biāo)示出該曲線中達(dá)到穩(wěn)態(tài)溫度63.2%的時間T以及其對應(yīng)的溫度值TT;d.計(jì)算每條曲線所對應(yīng)的(TT-T0)的值,當(dāng)該值首次超過20℃時,此時的電流值即為所需確定的IA;2)確定脈沖電流的周期T和脈寬范圍[a,b]其中,b=100%,a由以下步驟確定:a.將探測器置于容器中,測量探測器主動端表面的溫度TA和參考端表面的溫度TR;b.使用周期為T的脈沖電流對探測器主動端進(jìn)行加熱,脈沖電流的功率P為0~100%,并從0開始以5%的步長遞增;c.使用溫度采集設(shè)備持續(xù)采集TA和TR,記錄下T時刻的(TA-TR)值;d.當(dāng)(TA-TR)首次超過20℃時,此時的P即為需要確定的a;3)探測器探測水位測點(diǎn)的判斷當(dāng)(TA-TR)>TTH時,其中TTH為溫差判斷的閾值,TTH∈(5,10)℃;當(dāng)(TA,t+1-TR,t+1)-(TA,t-TR,t)>vTH時,其中(TA,t+1-TR,t+1)為在(t+1)時刻主動端與參考端的溫差,(TA,t-TR,t)為在t時刻主動端與參考端的溫差,vTH為溫差變化率判斷的閾值,vTH∈(0.1,2)℃/s。在上述一種熱擴(kuò)散式水位探測器在水位探測中測點(diǎn)的判斷方法中:所述的步驟3)中溫差判斷的閾值TTH的值取8,溫差變化率判斷的閾值vTH的值取1。本發(fā)明所取得的有益效果如下:通過試驗(yàn)方法確定脈沖電流的幅值和脈沖電流的周期和脈寬范圍,進(jìn)而對探測器探測水位測點(diǎn)的判斷,由于測點(diǎn)判斷,因而并能減小探測器水位計(jì)算的響應(yīng)時間。同時通過對脈沖電流的參數(shù)進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié),延長探測器的使用時間,可適用于多種應(yīng)用工況,附圖說明圖1為EPR的RPVL探測器示意圖;圖2為脈沖電流示意圖;圖中,IA為脈沖電流的幅值,單位為A;T為脈沖電流的周期,單位為s;W為脈沖電流的脈寬,單位為s,占空比P=W/T,單位為%。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。在本發(fā)明中選用的脈沖電流形式為方波脈沖,如圖2所示。方波的幅值、頻率和頻寬均可靈活調(diào)節(jié),這就使得使用本控制方法的水位探測器可在多種場合以及多種工況下廣泛使用。1)確定脈沖電流的幅值脈沖電流的幅值IA,其取值范圍為0~2A。e.將探測器置于容器中,只要能滿足探測器整根插入的容器即可,容器中保持常溫常壓的環(huán)境,使用溫度探測元件測量探測器主動端表面的溫度,記錄下探測器未加熱時主動端表面的溫度T0;f.對探測器的主動端使用恒定的電流進(jìn)行加熱,加熱電流值從0開始增加,并每隔0.1A取1個電流值,并使輸入電流保持在該電流值上;g.在使用每個恒定電流值進(jìn)行加熱時,記錄下探測器主動端表面的溫度變化曲線,并標(biāo)示出該曲線中達(dá)到穩(wěn)態(tài)溫度63.2%的時間τ以及其對應(yīng)的溫度值Tτ;h.計(jì)算每條曲線所對應(yīng)的(Tτ-T0)的值,當(dāng)該值首次超過20℃時,此時的電流值即為所需確定的IA。2)確定脈沖電流的周期和脈寬設(shè)脈沖電流的周期T,其取值為30s。對應(yīng)于不同的運(yùn)行工況,加熱電流的脈寬不同,以達(dá)到靈活應(yīng)用探測器的目的。在正常運(yùn)行工況下,脈寬W的取值范圍是[a,b],其中b=100%。a的確定方法為:a.將探測器置于容器中,只要能滿足探測器整根插入的容器即可,容器中保持常溫常壓的環(huán)境,使用溫度探測元件測量探測器主動端表面的溫度TA和參考端表面的溫度TR;b.使用周期為T的脈沖電流對探測器主動端進(jìn)行加熱,脈沖電流的功率P為0~100%,并從0開始以5%的步長遞增,對應(yīng)每個固定的占空比,進(jìn)行一次試驗(yàn);c.使用溫度采集設(shè)備持續(xù)采集TA和TR,記錄下T時刻的(TA-TR)值;d.當(dāng)(TA-TR)首次超過20℃時,此時的P即為需要確定的a。在(a,b)范圍內(nèi),可由用戶對P進(jìn)行靈活調(diào)節(jié),以適應(yīng)不同工況、不同溫度條件下的應(yīng)用。3)探測器探測水位測點(diǎn)的判斷利用步驟1)和步驟2)中確定的脈沖電流對水位探測器的主動端進(jìn)行供電,并持續(xù)對主動端和參考端的溫差(TA-TR)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,采集頻率大于1Hz即可。a.當(dāng)(TA-TR)>TTH時,其中TTH為溫差判斷的閾值,TTH∈(5,10)℃,TTH的具體取值在該范圍內(nèi)由實(shí)際應(yīng)用情況確定;b.當(dāng)(TA,t+1-TR,t+1)-(TA,t-TR,t)>vTH時,其中(TA,t+1-TR,t+1)為在(t+1)時刻主動端與參考端的溫差,(TA,t-TR,t)為在t時刻主動端與參考端的溫差,vTH為溫差變化率判斷的閾值,vTH∈(0.1,2)℃/s。顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。倘若這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。