CN109520591A - 新型树脂界面液位仪及树脂界面测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型树脂界面液位仪及树脂界面测量方法，新型树脂界面液位仪，用于测量树脂储存容器中树脂的界面位置和水的界面位置，包括界面传感器、液位传感器及升降装置，界面传感器用于测量树脂储存容器中树脂的界面位置，液位传感器用于测量树脂储存容器中水的界面位置，界面传感器为超声波探测器，升降装置的信号输入端与液位传感器的信号输出端相连，界面传感器的超声波发射端及接收端均连接在升降装置上，升降装置用于调整超声波发射端及接收端在高度方向上的位置。方法为该新型树脂界面液位仪的使用方法，采用本方案，不仅可准确获得树脂储存容器中树脂的界面位置和水的界面位置，同时工作或测量可靠性高。

Description

新型树脂界面液位仪及树脂界面测量方法

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别是涉及一种新型树脂界面液位仪及树脂界面测量方法。

背景技术

核能的应用不仅仅只是能够正确高效的被使用，还必须提供对环境的有效保护。对放射性污染较低的废液处理，通常采用的是树脂处理方式。受到放射性污染的树脂在后期处理前，均采用槽罐存储一定时期、一定数量后，再进行相应的集中处理。目前行业中基本是通过对树脂在贮槽内高度的测量，再换算为容积的方式，获得已有树脂的存储量。

树脂的特性决定了其输送进入槽罐和存储时，需加入一定量的水方可进行，而树脂和水所形成混合体的测量数据，其真实性及时性一直以来困扰着测量人员。如何准确可靠的获得所述测量数据，准确测量废树脂贮存槽罐内不断变化的树脂和水的分界面，一直是行业中的刚性需求，也是测量技术领域的研究发展方向。

发明内容

针对上述提出的如何准确可靠的获得所述测量数据，准确测量废树脂贮存槽罐内不断变化的树脂和水的分界面，一直是行业中的刚性需求，也是测量技术领域的研究发展方向的问题，本发明提供了一种新型树脂界面液位仪及树脂界面测量方法，该新型树脂界面液位仪及树脂界面测量方法，不仅可准确获得树脂储存容器中树脂的界面位置和水的界面位置，同时工作或测量可靠性高。

本方案的技术手段如下，新型树脂界面液位仪，用于测量树脂储存容器中树脂的界面位置和水的界面位置，包括界面传感器、液位传感器及升降装置，所述界面传感器用于测量树脂储存容器中树脂的界面位置，所述液位传感器用于测量树脂储存容器中水的界面位置，所述界面传感器为超声波探测器，所述升降装置的信号输入端与液位传感器的信号输出端相连，界面传感器的超声波发射端及接收端均连接在升降装置上，所述升降装置用于调整所述超声波发射端及接收端在高度方向上的位置。

现有技术中，针对树脂储存容器树脂的存储高度测量，一般通过机械式的测量设备：在树脂储存容器中设置相应的轨道，相应测量设备沿着轨道在竖直方向运动以匹配相应的实际树脂界面位置，完成所述匹配后，即可获得树脂界面位置测量值。但现有技术中的方案在具体运用时，存在如下问题：由于运用于核领域放射性污染处理的树脂的密度相较于水略大，以上运动会搅动树脂，使得测量时的树脂界面位置相对于搅动之前稳定的树脂界面位置偏高，这样，造成测量值比实际所需要获得的值大；另外，在以上运动过程中，树脂亦可能造成测量设备在运动过程中出现卡阻，这样，造成所得值完全不能反映树脂界面位置，出现测量失败的情况；另外，现有技术中的相应测量设备和测量方法亦存在安装、使用灵活性较差的问题。

本方案中，针对树脂储存容器，由于树脂储存容器底部位置确定，这样，通过所述液位传感器，即可得到树脂储存容器中的液面位置，以上液面位置可反映树脂储存容器中底层树脂层与顶层水层的总高度；而后，通过界面传感器测量树脂界面距界面传感器测量端的距离，同时通过界面传感器测量端相对于液面在竖直方向上的距离，即可获得树脂界面相对于树脂储存容器底部的具体位置，从而获得已有树脂的存储量。即本方案中，不仅可获得树脂储存容器中液面的位置，同时可获得树脂储存容器已有树脂的存储量。

本方案中，由于树脂储存容器中的液面位置是变化的，作为本领域技术人员，要获得准确的树脂界面位置，需要界面传感器的超声波发射端及接收端均位于水体中，且需要位于树脂界面位置以上，同时，以上计算过程中，界面传感器测量端，即超声波发射端及接收端嵌入水体的深度亦影响树脂储存容器已有树脂的存储量计算，故设置所述升降装置，这样，根据液位传感器的测量值，如液面上升，通过所述升降装置迫使界面传感器测量端上升，当液面下降，通过所述升降装置迫使界面传感器测量端下降。如本树脂界面液位仪在使用时预设所述测量端深入水体的深度，以上深入水体的深度为已知值，后续测量中，如液面变化h，则通过所述升降装置实现所述测量端在高度方向上位置变化h。如设置为所述测量端的端面位于液面上或液面以下特定位置，通过升降装置来保证端面位于液面上或液面以下特定位置。

本方案中，由于其包括的界面传感器位于树脂界面位置以上，故如将升降装置设置在所述测量端的上方，且测量端连接在升降装置的底部，这样，可使得本方案的工作完全不影响树脂界面位置，即可获得准确的测量值；亦不存在测量过程出现卡阻造成测量失败的情况，从而使得本方案可靠性更高。相较于现有技术，本方案结构简单，使用和安装方便；由于以上为超声波探测器的界面传感器量程可调，而树脂界面位置的波动范围位于树脂储存容器底部与液面之间，故根据液位传感器的测量值调整界面传感器的量程，使得所述量程为液面与树脂储存容器底部与液面之间的距离时，不仅可使得本方案能够满足树脂界面位置测量，同时，更小的量程可使得界面传感器的测量精度更高。

作为所述的新型树脂界面液位仪进一步的技术方案，所述液位传感器为基于杆式波导管的导向微波传感器。采用本方案，亦可利用基于杆式波导管的导向微波传感器在测量液位时静止的特点，避免液位测量出现失败或出现不准确的情况。

作为升降装置的具体实现方案，设置为：所述升降装置包括多段式伸缩套筒及驱动机构，所述驱动机构的输出端与多段式伸缩套筒相连，所述驱动机构用于驱动多段式伸缩套筒伸缩，所述超声波发射端及接收端均连接在多段式伸缩套筒上。采用本方案，多段式伸缩套筒在长度固定后相当于为一根刚性杆，通过该刚性杆准确的完成界面传感器的高度位置控制。

为使得本方案所得值能够实时显示，设置为：还包括显示装置，所述界面传感器、液位传感器的信号输出端均与显示装置的信号输入端相连，所述显示装置用于显示界面传感器及液位传感器的测量值。

为使得本方案所得值能够远程传送，设置为：还包括数据传送装置，所述界面传感器、液位传感器的信号输出端均与数据传送装置的信号输入端相连，所述数据传送装置用于传送界面传感器及液位传感器的测量值。

树脂界面测量方法，采用以上任意一项提供的新型树脂界面液位仪，对测量树脂储存容器中树脂的界面位置和水的界面位置进行测量，包括顺序进行的以下步骤：

S1、通过液位传感器获得树脂储存容器中水的界面位置；

S2、升降装置根据液位传感器的测量值，调整超声波发射端及接收端在空间中的位置：使得超声波发射端及接收端始终位于液面上或液面以下特定深度位置；

S3、通过界面传感器获得树脂储存容器中树脂的界面位置。本方法为所述的新型树脂界面液位仪的使用方法，采用本方法，不仅可准确获得树脂储存容器中树脂的界面位置和水的界面位置，同时工作或测量可靠性高。

作为所述的树脂界面测量方法进一步的技术方案，在完成步骤S2后，在进行步骤S3之前，还包括界面传感器量程调整步骤，所述量程调整步骤为调整界面传感器的量程大小：使得界面传感器的量程为树脂储存容器中水的界面与树脂储存容器底部之间的距离。采用本方案，可满足测量要求的前提下，可最大化提高界面传感器的测量精度。

为使得本方案所得值能够实时显示，设置为：在完成步骤S3后，还包括显示液位传感器测量数据步骤和显示界面传感器测量数据步骤。

为使得本方案所得值能够远程传送，设置为：在完成步骤S3后，还包括传送液位传感器测量数据步骤和传送界面传感器测量数据步骤。

本发明具有以下有益效果：

本方案中，针对树脂储存容器，由于树脂储存容器底部位置确定，这样，通过所述液位传感器，即可得到树脂储存容器中的液面位置，以上液面位置可反映树脂储存容器中底层树脂层与顶层水层的总高度；而后，通过界面传感器测量树脂界面距界面传感器测量端的距离，同时通过界面传感器测量端相对于液面在竖直方向上的距离，即可获得树脂界面相对于树脂储存容器底部的具体位置，从而获得已有树脂的存储量。即本方案中，不仅可获得树脂储存容器中液面的位置，同时可获得树脂储存容器已有树脂的存储量。

本方案中，由于树脂储存容器中的液面位置是变化的，作为本领域技术人员，要获得准确的树脂界面位置，需要界面传感器的超声波发射端及接收端均位于水体中，且需要位于树脂界面位置以上，同时，以上计算过程中，界面传感器测量端，即超声波发射端及接收端嵌入水体的深度亦影响树脂储存容器已有树脂的存储量计算，故设置所述升降装置，这样，根据液位传感器的测量值，如液面上升，通过所述升降装置迫使界面传感器测量端上升，当液面下降，通过所述升降装置迫使界面传感器测量端下降。如本树脂界面液位仪在使用时预设所述测量端深入水体的深度，以上深入水体的深度为已知值，后续测量中，如液面变化h，则通过所述升降装置实现所述测量端在高度方向上位置变化h。如设置为所述测量端的端面位于液面上或液面以下特定位置，通过升降装置来保证端面位于液面上或液面以下特定位置。

本方案中，由于其包括的界面传感器位于树脂界面位置以上，故如将升降装置设置在所述测量端的上方，且测量端连接在升降装置的底部，这样，可使得本方案的工作完全不影响树脂界面位置，即可获得准确的测量值；亦不存在测量过程出现卡阻造成测量失败的情况，从而使得本方案可靠性更高。相较于现有技术，本方案结构简单，使用和安装方便；由于以上为超声波探测器的界面传感器量程可调，而树脂界面位置的波动范围位于树脂储存容器底部与液面之间，故根据液位传感器的测量值调整界面传感器的量程，使得所述量程为液面与树脂储存容器底部与液面之间的距离时，不仅可使得本方案能够满足树脂界面位置测量，同时，更小的量程可使得界面传感器的测量精度更高。

所述方法为所述的新型树脂界面液位仪的使用方法，采用本方法，不仅可准确获得树脂储存容器中树脂的界面位置和水的界面位置，同时工作或测量可靠性高。

附图说明

图1是本发明所述的新型树脂界面液位仪一个具体实施例在树脂储存容器中的安装示意图；

图2是本发明所述的树脂界面测量方法一个具体实施例的原理图或流程图。

图中的附图标记分别为：1、树脂储存容器，2、升降装置，3、界面传感器，4、液位传感器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1所示，新型树脂界面液位仪，用于测量树脂储存容器1中树脂的界面位置和水的界面位置，包括界面传感器3、液位传感器4及升降装置2，所述界面传感器3用于测量树脂储存容器1中树脂的界面位置，所述液位传感器4用于测量树脂储存容器1中水的界面位置，所述界面传感器3为超声波探测器，所述升降装置2的信号输入端与液位传感器4的信号输出端相连，界面传感器3的超声波发射端及接收端均连接在升降装置2上，所述升降装置2用于调整所述超声波发射端及接收端在高度方向上的位置。

现有技术中，针对树脂储存容器1树脂的存储高度测量，一般通过机械式的测量设备：在树脂储存容器1中设置相应的轨道，相应测量设备沿着轨道在竖直方向运动以匹配相应的实际树脂界面位置，完成所述匹配后，即可获得树脂界面位置测量值。但现有技术中的方案在具体运用时，存在如下问题：由于运用于核领域放射性污染处理的树脂的密度相较于水略大，以上运动会搅动树脂，使得测量时的树脂界面位置相对于搅动之前稳定的树脂界面位置偏高，这样，造成测量值比实际所需要获得的值大；另外，在以上运动过程中，树脂亦可能造成测量设备在运动过程中出现卡阻，这样，造成所得值完全不能反映树脂界面位置，出现测量失败的情况；另外，现有技术中的相应测量设备和测量方法亦存在安装、使用灵活性较差的问题。

本方案中，针对树脂储存容器1，由于树脂储存容器1底部位置确定，这样，通过所述液位传感器4，即可得到树脂储存容器1中的液面位置，以上液面位置可反映树脂储存容器1中底层树脂层与顶层水层的总高度；而后，通过界面传感器3测量树脂界面距界面传感器3测量端的距离，同时通过界面传感器3测量端相对于液面在竖直方向上的距离，即可获得树脂界面相对于树脂储存容器1底部的具体位置，从而获得已有树脂的存储量。即本方案中，不仅可获得树脂储存容器1中液面的位置，同时可获得树脂储存容器1已有树脂的存储量。

本方案中，由于树脂储存容器1中的液面位置是变化的，作为本领域技术人员，要获得准确的树脂界面位置，需要界面传感器3的超声波发射端及接收端均位于水体中，且需要位于树脂界面位置以上，同时，以上计算过程中，界面传感器3测量端，即超声波发射端及接收端嵌入水体的深度亦影响树脂储存容器1已有树脂的存储量计算，故设置所述升降装置2，这样，根据液位传感器4的测量值，如液面上升，通过所述升降装置2迫使界面传感器3测量端上升，当液面下降，通过所述升降装置2迫使界面传感器3测量端下降。如本树脂界面液位仪在使用时预设所述测量端深入水体的深度，以上深入水体的深度为已知值，后续测量中，如液面变化h，则通过所述升降装置2实现所述测量端在高度方向上位置变化h。如设置为所述测量端的端面位于液面上或液面以下特定位置，通过升降装置2来保证端面位于液面上或液面以下特定位置。

本方案中，由于其包括的界面传感器3位于树脂界面位置以上，故如将升降装置2设置在所述测量端的上方，且测量端连接在升降装置2的底部，这样，可使得本方案的工作完全不影响树脂界面位置，即可获得准确的测量值；亦不存在测量过程出现卡阻造成测量失败的情况，从而使得本方案可靠性更高。相较于现有技术，本方案结构简单，使用和安装方便；由于以上为超声波探测器的界面传感器量程可调，而树脂界面位置的波动范围位于树脂储存容器1底部与液面之间，故根据液位传感器4的测量值调整界面传感器3的量程，使得所述量程为液面与树脂储存容器1底部与液面之间的距离时，不仅可使得本方案能够满足树脂界面位置测量，同时，更小的量程可使得界面传感器3的测量精度更高。

实施例2：

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：

作为所述的新型树脂界面液位仪进一步的技术方案，所述液位传感器4为基于杆式波导管的导向微波传感器。采用本方案，亦可利用基于杆式波导管的导向微波传感器在测量液位时静止的特点，避免液位测量出现失败或出现不准确的情况。

作为升降装置2的具体实现方案，设置为：所述升降装置2包括多段式伸缩套筒及驱动机构，所述驱动机构的输出端与多段式伸缩套筒相连，所述驱动机构用于驱动多段式伸缩套筒伸缩，所述超声波发射端及接收端均连接在多段式伸缩套筒上。采用本方案，多段式伸缩套筒在长度固定后相当于为一根刚性杆，通过该刚性杆准确的完成界面传感器3的高度位置控制。

为使得本方案所得值能够实时显示，设置为：还包括显示装置，所述界面传感器3、液位传感器4的信号输出端均与显示装置的信号输入端相连，所述显示装置用于显示界面传感器3及液位传感器4的测量值。

为使得本方案所得值能够远程传送，设置为：还包括数据传送装置，所述界面传感器3、液位传感器4的信号输出端均与数据传送装置的信号输入端相连，所述数据传送装置用于传送界面传感器3及液位传感器4的测量值。

实施例3：

如图2所示，本实施例提供一种树脂界面测量方法，采用以上任意一个实施例所提供的新型树脂界面液位仪，对测量树脂储存容器1中树脂的界面位置和水的界面位置进行测量，包括顺序进行的以下步骤：

S1、通过液位传感器4获得树脂储存容器1中水的界面位置；

S2、升降装置2根据液位传感器4的测量值，调整超声波发射端及接收端在空间中的位置：使得超声波发射端及接收端始终位于液面上或液面以下特定深度位置；

S3、通过界面传感器3获得树脂储存容器1中树脂的界面位置。本方法为所述的新型树脂界面液位仪的使用方法，采用本方法，不仅可准确获得树脂储存容器1中树脂的界面位置和水的界面位置，同时工作或测量可靠性高。

实施例4：

如图2所示，本实施例在实施例3的基础上作进一步优化，在完成步骤S2后，在进行步骤S3之前，还包括界面传感器3量程调整步骤，所述量程调整步骤为调整界面传感器3的量程大小：使得界面传感器3的量程为树脂储存容器1中水的界面与树脂储存容器1底部之间的距离。采用本方案，可满足测量要求的前提下，可最大化提高界面传感器3的测量精度。

实施例5：

本实施例在实施例1的基础上作进一步细化：界面传感器3为可用于水下的超声波探测器，其包含集成超声波发生、接收的天线，信号采集、处理模块，转换输出模块和配电模块，及相关屏蔽线缆。超声波探测器天线采用喇叭型，材质为不锈钢，最大外型尺寸为DN80。

液位传感器4为基于基于杆式导波管的导向微波传感器，包含集成微波发生接收的导波管，信号采集、处理模块，转换输出模块和配电模块，及相关屏蔽线缆。导向微波传感器采用杆式导波管，材质为不锈钢，最大外型尺寸为长1m。

升降装置2用于实现界面传感器3沿垂直方向上、下移动，调整超声波探测器在水中的位置。升降装置2包括多段伸缩式套筒和驱动机构。驱动机构由伺服式直流电机和传动齿轮组成。以获得匹配液面传感器输出值的位置调整幅度。

使用控制模块对数据进行计算、修正和调整各部件之间的协调工作。

采用防盗技术。组成本方案的各部件采用铝制材料进行封装，针对封装体，预留有就地显示装置结构及数据传送接口。防护等级为IP45。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在对应发明的保护范围内。

Claims (9)

1.新型树脂界面液位仪，用于测量树脂储存容器(1)中树脂的界面位置和水的界面位置，其特征在于，包括界面传感器(3)、液位传感器(4)及升降装置(2)，所述界面传感器(3)用于测量树脂储存容器(1)中树脂的界面位置，所述液位传感器(4)用于测量树脂储存容器(1)中水的界面位置，所述界面传感器(3)为超声波探测器，所述升降装置(2)的信号输入端与液位传感器(4)的信号输出端相连，界面传感器(3)的超声波发射端及接收端均连接在升降装置(2)上，所述升降装置(2)用于调整所述超声波发射端及接收端在高度方向上的位置。

2.根据权利要求1所述的新型树脂界面液位仪，其特征在于，所述液位传感器(4)为基于杆式波导管的导向微波传感器。

3.根据权利要求1所述的新型树脂界面液位仪，其特征在于，所述升降装置(2)包括多段式伸缩套筒及驱动机构，所述驱动机构的输出端与多段式伸缩套筒相连，所述驱动机构用于驱动多段式伸缩套筒伸缩，所述超声波发射端及接收端均连接在多段式伸缩套筒上。

4.根据权利要求1所述的新型树脂界面液位仪，其特征在于，还包括显示装置，所述界面传感器(3)、液位传感器(4)的信号输出端均与显示装置的信号输入端相连，所述显示装置用于显示界面传感器(3)及液位传感器(4)的测量值。

5.根据权利要求1所述的新型树脂界面液位仪，其特征在于，还包括数据传送装置，所述界面传感器(3)、液位传感器(4)的信号输出端均与数据传送装置的信号输入端相连，所述数据传送装置用于传送界面传感器(3)及液位传感器(4)的测量值。

6.树脂界面测量方法，其特征在于，采用权利要求1至5中任意一项提供的新型树脂界面液位仪，对测量树脂储存容器(1)中树脂的界面位置和水的界面位置进行测量，包括顺序进行的以下步骤：

S1、通过液位传感器(4)获得树脂储存容器(1)中水的界面位置；

S2、升降装置(2)根据液位传感器(4)的测量值，调整超声波发射端及接收端在空间中的位置：使得超声波发射端及接收端始终位于液面上或液面以下特定深度位置；

S3、通过界面传感器(3)获得树脂储存容器(1)中树脂的界面位置。

7.根据权利要求6所述的树脂界面测量方法，其特征在于，在完成步骤S2后，在进行步骤S3之前，还包括界面传感器(3)量程调整步骤，所述量程调整步骤为调整界面传感器(3)的量程大小：使得界面传感器(3)的量程为树脂储存容器(1)中水的界面与树脂储存容器(1)底部之间的距离。

8.根据权利要求6所述的树脂界面测量方法，其特征在于，在完成步骤S3后，还包括显示液位传感器(4)测量数据步骤和显示界面传感器(3)测量数据步骤。

9.根据权利要求6所述的树脂界面测量方法，其特征在于，在完成步骤S3后，还包括传送液位传感器(4)测量数据步骤和传送界面传感器(3)测量数据步骤。