CN109192347B - 一种缩短热敏式水位探测器响应时间的液位判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缩短热敏式水位探测器响应时间的液位判断方法，包括以下步骤：1)、采集水位探测器每个测点的主动端和参考端的温度信号；2)、对每20组数据，计算主动端和参考端的温度差值，并用最小二乘法对温度值求线性回归方程斜率计算公式如下：

Description

一种缩短热敏式水位探测器响应时间的液位判断方法

技术领域

本发明涉及堆芯测量技术领域，具体涉及一种缩短热敏式水位探测器响应时间的液位判断方法。

背景技术

反应堆压力容器水位测量对反应堆严重事故缓解后果有着重要影响。传统的差压法测量水位受主泵运行状态、冷却剂密度和环境温度影响较大，其结构复杂，需要外部信号较多，信号处理流程复杂，且需要在堆底部开孔取压。而电接点水位计在使用过程中发现容易出现损坏，泄漏等问题。热敏式水位探测器组件基于热扩散原理，利用水、水蒸气热导率较大的差异来判断水位测点是否被水淹没，从而达到测量反应堆压力容器内指定高度点水位的目的。对应于水位探测器的每一个测点，在探测器的相同轴向位置分别布置1支主动端热电偶和1支参考端热电偶，并使用1支电加热器对主动端进行加热。当水位下降，主动端露出液面时，由于气体热导率低于液体，主动端温度上升，当主动端与参考端温差达到一定阈值时，判断测点露出水面。

热敏式水位探测器相较于差压法测量水位不受外部因素影响，且从堆顶部插入，同时在核电厂使用可靠性较好，并且可以兼顾温度测量。但是由于温度变化较慢，水位探测器存在响应时间较慢的问题。缩短水位探测器响应时间，可以提高热敏式水位探测器性能，使操作人员更快捷准确的掌握压力容器内部水位情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缩短热敏式水位探测器响应时间的液位判断方法，解决现有热敏式水位探测器采用温度变化判断液位导致相应时间长的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种缩短热敏式水位探测器响应时间的液位判断方法，包括以下步骤：

1)、采集水位探测器每个测点的主动端和参考端的温度信号，并通过加热电源向探测器加热元件提供一个加热电流；

2)、对每20组数据，计算主动端和参考端的温度差值，并用最小二乘法对温度差值求线性回归方程斜率计算公式如下：

式中，x的取值为1-20，y为主动端温度减去参考端温度，N的取值为20；

同时计算20个温度差值的平均值；

3)、液位判断：相邻两组数据的斜率和平均值的差值进行比较，若平均值的差值大于3℃，斜率的绝对值都大于0.2，则判断水位已经淹没或露出水位测点，当斜率为正时水位下降，水位测点露出水面；当斜率为负时，水位上升，水位淹没测点。

探测器加热元件给主动端加热，当均值差值大于3℃，斜率大于0.2，可能出现测点漏出或淹没，具体淹没还是漏出结合斜率判断即可，本发明使用环境一般是需要判断水位下降。

目前，采用热敏式水位探测器判断水位测点是以主动端和参考端的温差来确定的，采用温差法判断水位，温差变化到10℃需要约30s，导致相应时间较长，进而导致液位判断滞后，不准确。

本发明是通过最小二乘法计算温度的斜率，即温度变化的趋势来判断，响应时间将明显缩短，平均温度大于3℃，斜率约为0.2为判断条件，理论上可将响应时间缩短50％(温度采样频率不低于5Hz，采样频率越快，即相同时间内采到的数据更多，能够缩短响应时间)。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明用最小二乘法计算主动端温度和参考端温度的差值曲线回归方程的斜率，并结合主动端温度和参考端温度的差值的平均值，对水位探测器液位进行判断，提高了水位探测器的响应时间。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例：

当水位探测器工作时，将通过温度测量板卡读到的探测器测点的主动端热电偶数据和参考端热电偶数据相减后的数值存入一个数组y中。同时有一个数组x，数组x存储1-20的整数。当数组y存满20个数以后，按照公式：

计算斜率(N＝20)，同时计算数组y的平均值。计算完成后，重新向数组y存入20个读取到的数据，再按照公式计算斜率和数组y平均值。如果两个斜率的绝对值都大于0.2，且平均值之差大于3，则认为水位测点已经漏出或被水淹没。根据斜率的正负，如果斜率值均为正，则水位测点是漏出页面，如果斜率为负，则水位是被水淹没。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种缩短热敏式水位探测器响应时间的液位判断方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、采集水位探测器每个测点的主动端和参考端的温度信号，并通过加热电源向探测器加热元件提供一个加热电流；

2)、对每20组数据，计算主动端和参考端的温度差值，并用最小二乘法对温度差值求线性回归方程斜率计算公式如下：

式中，x的取值为1-20，y为主动端温度减去参考端温度，N的取值为20；

同时计算20个温度差值的平均值；

3)、液位判断：相邻两组数据的斜率和平均值的差值进行比较，若平均值的差值大于3℃，斜率的绝对值都大于0.2，则判断水位已经淹没或露出水位测点，当斜率为正时水位下降，水位测点露出水面；当斜率为负时，水位上升，水位淹没测点。