CN102661772B - 一体化电接点液位液温测量传感器 - Google Patents

Abstract

一种一体化电接点液位液温测量传感器，传感器采用电接点及Φ2铠装热偶电极。多根铠装热偶电极纵向排列在金属骨架上，一体装入不锈钢保护套管中，电极引线由保护套管的上密封端塞内集束引出与毫伏温度计和电接点水位计等二次仪表连接。插入高温高压容器可直接测量真实液位和液温，测量误差小，分辨率高，结构紧凑，安装使用简便。本发明用于核反应堆的有关高温高压容器的液位液温测量，如反应堆芯水位水温、乏燃料池的水位水温、稳压器、蒸汽发生器的水位水温等，也可用于常规高温高压容器的液位液温测量。

Description

一体化电接点液位液温测量传感器

技术领域

本发明涉及高温高压容器的液位及温度测量装置，特别是采用热偶电极（即热电偶）的一体化电接点液位温度计。

背景技术

中国专利文献公开了一种“一体化电接点液位计”（ZL90209770.9），该方案存在如下不足：1、电接点只有水位测量功能，不能兼测水温，若须测量水温，则需另设测温系统。2、电接点为陶瓷和金属的组焊体，其焊缝在液体中（特别是高温高压液体中）水化学腐蚀严重，常导致测点失效。3、信号电缆在上述环境中绝缘值易降低，亦导致测点失效。造成这些不足的原因有：1、电接点结构不具有测温功能。2、在液体介质中，特别是在高温高压液体介质中，电接点的水化学腐蚀、电位腐蚀及电解腐蚀等不同机理的腐蚀叠加在一起，加速并加重了电接点的腐蚀。3、信号电缆（即电极引线）在上述环境中，保护层也易受损，绝缘层的暴露使绝缘效果降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼具液位、液温测量功能、电接点与高温高压液体隔离的一体化电接点液位液温测量传感器。

本发明的目的是这样实现的：一种一体化电接点液位液温测量传感器，包括不锈钢保护套管上部扩张段旋接在上套管外表面上，上套管上端设置有上密封端盖，不锈钢保护套管上设置有多个进水孔，不锈钢保护套管内放置有安装电极的骨架，所述电极为在不锈钢保护套管内布置深度各不相同的多根铠装热偶电极，每根铠装热偶电极上均设置有一个电接点，且所有电接点均位于上套管内；

上述电接点结构为：刚玉陶瓷管上、下端上分别焊装有上帽和下帽，铠装热偶电极从刚玉陶瓷管经上帽和下帽向外穿出，上帽与铠装热偶电极之间有绝缘层，上帽与不锈钢保护套管内的液体电气连接，下帽与铠装热偶电极电气连接，铠装热偶电极的正极和负极分别经第一、第二电极引线与毫伏温度计连接，且第二电极引线接于电接点水位计的一端，电接点水位计的另一端串接电源后接于容器罐体上；

上述铠装热偶电极为碰底型铠装热偶电极。

上述不锈钢保护套管底部设置有下密封端盖，且下密封端盖上设有进水孔。

上述铠装热偶电极为四根Φ2铠装热偶电极，该四根铠装热偶电极在不锈钢保护套管内的布置深度分别为0水位、0.5m水位、1.3m水位和1.5m水位。

上述上套管上焊接有安装螺母或法兰盘。

上述下密封端盖下部一体化设有导向固定螺杆。

上述上、下密封端盖均为不锈钢材质。

本发明的设计要点如下：

1、设计新型的电接点结构，实现水位水温双参数同时测量。

2、将电接点本体布置在保护套管上部，只将其延伸电极布置在测量点上，用以减缓电极的腐蚀速度和程度。

具体地，对已有的一体化电接点液位计技术（实用新型专利90209770.9）在功能和技术性能以及结构上进行改进，使其在测量水位的同时，增加测量同点温度的功能，减缓电接点的水化学腐蚀，避免信号电缆在水介质中（特别是高温高压水介质）绝缘性能的降低。

与现有技术比较，本发明的优点是：

1、新型的电接点实现了液位液温双参数测量功能。

2、电接点高位布置（布置在保护套管上部），可以减缓电接点的腐蚀速度和程度，延长了使用寿命。

3、本发明的可适用范围更宽，核电、火电、化工等领域的高温高压、核辐照、酸碱腐蚀场合均可应用。

4、电极纵向依次排列固定在骨架上，整体装入不锈钢保护套管形成一体化结构型式。

一体化电接点液位液温测量传感器直接插入被测容器进行液位液温测量，所以测量误差小，又由于采用细小电极纵向依次密集排列，缩小了相邻电极的间隔，因此减小了测量盲区，提高了分辨率。本发明使用时只需在被测容器上开一安装孔，对被测容器的强度和密封性能影响小。本发明可用于核反应堆的有关高温高压容器的液位液温测量，如反应堆芯水位水温、乏燃料池的水位水温、稳压器、蒸汽发生器的水位水温等，也可用于常规容器的水位水温测量。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图2是图1沿A-A线的剖面图。

图3是热偶电极（即热电偶）测量温度及水位的原理图。

具体实施方式

图1示出本一体化电接点液位液温测量传感器，不锈钢保护套管4上部扩张段（保护套管的扩张段有内螺纹5）旋接在上套管4a外表面上，上套管4a与安装螺母或法兰盘4b焊接，其上端设置有上密封端盖7，不锈钢保护套管4上设置有多个进水孔，不锈钢保护套管4内放置有安装电极2的骨架3，电极2为在不锈钢保护套管内布置深度各不相同的多根铠装热偶电极，每根铠装热偶电极上均设置有一个电接点6，且所有电接点均位于上套管4a内；

电接点6结构为：刚玉陶瓷管6c上、下端上分别套装有上帽6a和下帽6b，铠装热偶电极2从刚玉陶瓷管6c经上帽和下帽向外穿出，上帽与铠装热偶电极之间有绝缘层，上帽与不锈钢保护套管4内的液体电气连接，下帽与铠装热偶电极电气连接，铠装热偶电极的正极和负极分别经第一、第二电极引线8a、8b（即图1示出电极引线8）与毫伏温度计10连接，且第二电极引线接于电接点水位计11的一端，电接点水位计11的另一端串接电源12后接于容器罐体13上；铠装热偶电极为碰底型铠装热偶电极（上套管4a与保护套管的内径相同）。上套管4a上焊接有安装安装螺母或法兰盘4b，螺母上有六角螺帽，便于使用扳手操作，螺母的安装面上有密封槽。不锈钢保护套管4底部设置有下密封端盖9，且下密封端盖9上设有进水孔。下密封端盖9下部一体化设有导向固定螺杆1。上、下密封端盖7、9均为不锈钢材质。参见图2，铠装热偶电极可为多根，例如四根Φ2铠装热偶电极，该四根铠装热偶电极在不锈钢保护套管内的布置深度分别为0水位、0.5m水位、1.3m水位和1.5m水位。铠装热偶电极的根数以及深度设置范围可根据分辨率和测量精度要求而定。骨架3由两块竖向的不锈钢板以及分布在竖向不同高度上的一组水平间隔板焊接而成。参见图2，水平间隔板为内接于保护套管的正方形，其中部有通水孔，其上均布有四根铠装热偶电极（即铠装热电偶）。两根竖向不锈钢板焊接在水平间隔板上左、右两侧。

图3示出，热电偶测量水位和温度原理：电接点的上帽与容器内液体电气连接，并与铠装热偶电极绝缘，下帽与铠装热偶电极电气连接。（t）毫伏温度计10与热偶正、负极连接，（L）电接点水位计11与热偶负极和容器罐体（接地）电气连接。当电极与水接触，则水位计电路接通，显示该点水位高度，同时该点温度由毫伏温度计显示。如就实现了电接点温度水位双显示的功能。

Claims (2)

1.一种一体化电接点液位液温测量传感器，包括，不锈钢保护套管（4）上部扩张段旋接在上套管（4a）外表面上，上套管（4a）上端设置有上密封端盖（7），不锈钢保护套管（4）上设置有多个进水孔，不锈钢保护套管（4）内放置有安装电极（2）的骨架（3），其特征是，所述电极（2）为在不锈钢保护套管内布置深度各不相同的多根铠装热偶电极，每根铠装热偶电极上均设置有一个电接点（6），且所有电接点均位于上套管（4a）内；

上述电接点（6）结构为：刚玉陶瓷管（6c）上、下端上分别焊装有不锈钢上帽（6a）和不锈钢下帽（6b），铠装热偶电极（2）从刚玉陶瓷管（6c）经上帽和下帽向外穿出，上帽与铠装热偶电极之间有绝缘层，上帽与不锈钢保护套管（4）内的液体电气连接，下帽与铠装热偶电极电气连接，铠装热偶电极的正极和负极分别经第一、第二电极引线（8a、8b）与毫伏温度计（10）连接，且第二电极引线接于电接点水位计（11）的一端，电接点水位计（11）的另一端串接电源（12）后接于容器罐体（13）上；所述骨架（3）由两块竖向的不锈钢板焊接在竖向不同高度的一组水平间隔板左、右两侧组成，上述水平间隔板为内接于所述不锈钢保护套管（4）的正方形，其中间有进水孔，上述多根铠装热偶电极分布在水平间隔板上；

上述铠装热偶电极为碰底型铠装热偶电极；

所述不锈钢保护套管（4）底部设置有下密封端盖（9），且下密封端盖（9）上设有进水孔；

所述下密封端盖（9）下部一体化设有导向固定螺杆（1）；

所述上套管（4a）上焊接有安装螺母或法兰盘（4b）；

所述上、下密封端盖（7、9）均为不锈钢材质。

2.根据权利要求1所述的一体化电接点液位液温测量传感器，其特征是，所述铠装热偶电极为四根Φ2铠装热偶电极，该四根铠装热偶电极在不锈钢保护套管内的伸入深度分别为0水位，0.5m水位、1.3m水位和1.5m水位。