專利名稱：放射性廢樹脂界面測(cè)量裝置的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及料位測(cè)量裝置，尤其是對(duì)放射性廢樹脂在水中的界面進(jìn)行測(cè)量的裝置。
二背景技術(shù)：
放射性廢樹脂是一種半衰期很長(zhǎng)的固體核廢料，密度為1.07～1.12，與水的密度差非常小。個(gè)體顆粒平均直徑0.7mm，長(zhǎng)期貯存在水中，待進(jìn)一步衰變后進(jìn)行固化處理(如，采用水泥固化混合器將放射性廢液或廢樹脂用水泥固化法進(jìn)行處理，在工藝要求方面，無(wú)論是貯存還是處理，都必須對(duì)樹脂量和水量作出精確測(cè)量，以確保安全。目前國(guó)內(nèi)國(guó)外均沒有合用的測(cè)量?jī)x器能夠解決這個(gè)問題。中國(guó)核動(dòng)力院引進(jìn)過德國(guó)的VEGALOT 369型測(cè)試儀進(jìn)行放射性廢樹脂界面測(cè)量，沒有取得成功。
VEGALOT 369說明書載稱測(cè)量原理是，位于電纜下端系有重錘傳感器，進(jìn)行測(cè)量時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)重錘下落，當(dāng)它接觸到被測(cè)物的表面后，自動(dòng)停止降落，并被電機(jī)反轉(zhuǎn)即刻提起，返回初始位置，從其放纜的長(zhǎng)度便可測(cè)得被測(cè)物的界面高度。它所能測(cè)量的典型物質(zhì)有礦砂、煤、水泥、石頭、粉末、膠泥、污水等(見德國(guó)VEGA公司VEGALOT 369安裝使用說明書)。
在實(shí)際應(yīng)用中，這種儀器探測(cè)不到樹脂界面，沒有起到樹脂界面儀的作用。且機(jī)械故障率高，已被棄之不用。
VEGALOT 369不適用的原因是1、機(jī)電結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械故障率高；2、測(cè)量錘不能識(shí)別樹脂與水的不同界面；3、測(cè)量不連續(xù)。
此外，中國(guó)專利文獻(xiàn)專利公開了一種“超聲波油水界面檢測(cè)儀”(CN2413273)，它采用由兩個(gè)水平測(cè)管和一個(gè)垂直測(cè)管構(gòu)成的三通探頭，用超聲方法來分別測(cè)量上、下兩個(gè)水平測(cè)管內(nèi)實(shí)時(shí)溫度下的聲時(shí)(油和水的聲速)及垂直測(cè)管內(nèi)的聲時(shí)(油水混合聲速)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償并計(jì)算出垂直測(cè)管內(nèi)油水分界面的高度。這一類超聲波液(料)位計(jì)以及目前先進(jìn)雷達(dá)液(料)位計(jì)均不能使用，這是由于廢樹脂的密度與水的非常接近，再加上廢樹脂以微粒形式存在于水中，超聲波和雷達(dá)波只能測(cè)量一個(gè)介質(zhì)的界面，無(wú)法識(shí)別不同介質(zhì)的上、下兩個(gè)界面，其次，由于核工業(yè)中的廢樹脂和廢水是不斷排出、裝入容器的，容器內(nèi)的水面高度是隨生產(chǎn)過程而變化的，因此，不能確定此類液位計(jì)的安裝位置(它必須安裝在水面以下、樹脂界面以上)；同時(shí)，由于廢樹脂的放射性(干擾電子儀器)和腐蝕性，也決定了此類料位計(jì)液不能安裝在水下，因此，現(xiàn)有超聲波液位計(jì)和雷達(dá)液位計(jì)均不能用于廢樹脂界面的測(cè)量。
三、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種能跟蹤廢樹脂界面的變化而進(jìn)行連續(xù)測(cè)量的放射性廢樹脂界面測(cè)量裝置。
本新型的任務(wù)由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種放射性廢樹脂界面測(cè)量裝置，包括位置傳感器，傳感信號(hào)變送器以及傳感信號(hào)處理裝備，還具有測(cè)量桿；所述位置傳感器設(shè)置在測(cè)量桿上；測(cè)量桿上還活動(dòng)地設(shè)有其密度大于水而小于廢樹脂的密度傳感器，其結(jié)構(gòu)為用作與測(cè)量桿套合的導(dǎo)管上固聯(lián)有環(huán)盒，環(huán)盒內(nèi)的導(dǎo)管外壁面上固定有用作發(fā)生磁致效用、與位置傳感器相匹配的磁環(huán)；上述位置傳感器以及傳感信號(hào)變送器均設(shè)置在測(cè)量桿上部。
本新型的基本原理是可識(shí)別水和樹脂間的微小密度差的密度傳感器，在進(jìn)行工作時(shí)，其位置能夠處于水界面之下的樹脂界面上，將兩個(gè)不同的界面加以識(shí)別，然后用位置傳感器將密度傳感器的位置顯示出來，實(shí)現(xiàn)對(duì)樹脂界面的連續(xù)測(cè)量。
使用時(shí)，將套有密度傳感器的測(cè)量桿置入容器內(nèi)，由于密度傳感器的密度大于水而小于廢樹脂，因而，密度傳感器由于浮力原因而位于廢樹脂與水的分界面上，即位于廢樹脂的界面上，并隨樹脂界面的升高而升高，或隨樹脂界面的下降而下降，即實(shí)時(shí)跟蹤樹脂界面的變化；此時(shí)，位于密度傳感器密閉內(nèi)腔中的磁環(huán)的磁致效用使位置傳感器得到該界面位置的信號(hào)，該傳感信號(hào)由變送器處理后用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(例如4～20mA)傳輸出來，最后由現(xiàn)有傳感信號(hào)處理器或進(jìn)行顯示，或與計(jì)算機(jī)通訊等等。
本測(cè)量裝置能將水和樹脂的密度差探測(cè)出來，正確識(shí)別水界面和樹脂界面，并且能夠跟蹤樹脂界面的變化，進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，適合樹脂貯存和處理的工藝要求。
本新型的有益效果是1、解決了水下廢樹脂界面測(cè)量的難題利用密度介于水和廢樹脂之間的密度傳感器實(shí)時(shí)跟蹤廢樹脂界面，并由位于位置傳感器環(huán)盒內(nèi)的磁環(huán)標(biāo)示廢樹脂界面的位置，再由與磁環(huán)發(fā)生磁致效用的位置傳感器得到該界面的位置信號(hào)，以及由傳感信號(hào)變送器處理和送出廢樹脂界面的位置信號(hào)，最終由傳感信號(hào)處理器將廢樹脂界面位置加以顯示或輸出。
2、實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢樹脂界面的連續(xù)測(cè)量由于位置傳感器的密度大于水而小于廢樹脂，它漂浮在廢樹脂料界面上，隨廢樹脂界面的升降而升降，因而，其測(cè)量值是連續(xù)變化的。而前述德國(guó)VEGALOT369的測(cè)量是由錘的物理接觸來完成的，因而該測(cè)量是斷續(xù)的，不連貫的。
3、測(cè)量精度高，完全能滿足廢樹脂監(jiān)測(cè)和處理的技術(shù)要求本新型的樣機(jī)經(jīng)中國(guó)核動(dòng)力院(2004年2月26日中國(guó)核動(dòng)力院第一研究所)和部隊(duì)(2004年2月26日海軍92330部隊(duì)裝備部)的試用證明，“可對(duì)容器內(nèi)水中樹脂界面進(jìn)行跟蹤測(cè)量，可實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量樹脂界面的位置，誤差為±5mm”。
本新型為放射性廢樹脂的貯存和固化處理提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)創(chuàng)造了有利條件。
四

圖1是本新型使用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示密度傳感器的結(jié)構(gòu)圖。
五具體實(shí)施方式
圖1示出，本測(cè)量裝置主要由密度傳感器1，位置傳感器2，傳感信號(hào)變送器21以及傳感信號(hào)處理器(現(xiàn)有技術(shù))等組成，其結(jié)構(gòu)如下測(cè)量桿3的上部固定設(shè)置有位置傳感器2以及傳感信號(hào)變送器21，位置傳感器可在現(xiàn)有位置傳感器中選用(如，KYCM-L磁致伸縮位移傳感器)。測(cè)量桿上活動(dòng)地設(shè)有其密度大于水而小于廢樹脂的密度傳感器。密度傳感器1的結(jié)構(gòu)為用作與測(cè)量桿套合的導(dǎo)管1b上固聯(lián)有環(huán)盒1a，環(huán)盒內(nèi)的導(dǎo)管1b外壁面上固定有用作發(fā)生磁致效用與位置傳感器2相匹配的磁環(huán)1c；使用時(shí)，位置傳感器2以及傳感信號(hào)變送器21安裝在廢樹脂容器4(容器中盛裝水和廢樹脂)頂板上，傳感信號(hào)變速器21位于容器外，以免變速器的電子元器件受到廢樹脂放射的干擾和腐蝕，測(cè)量桿3插入容器中，密度傳感器1由于比重原因，漂浮和停留在廢樹脂界面位置，隨著由進(jìn)料管4a的進(jìn)料或由出料管4b的出料，廢樹脂的料位隨之升高或下降，同時(shí)，密度傳感器實(shí)時(shí)地跟蹤廢樹脂料位的升降，即隨料位的升降而升降。因而，密度傳感器中的磁環(huán)始終對(duì)料位的升降進(jìn)行示蹤，最后，位置傳感器接收來自磁環(huán)的位置信號(hào)，完成對(duì)廢樹脂界面的連續(xù)跟蹤測(cè)量。
權(quán)利要求1.一種放射性廢樹脂界面測(cè)量裝置，包括位置傳感器，傳感信號(hào)變送器以及傳感信號(hào)處理器，其特征是還具有測(cè)量桿(3)；所述位置傳感器(2)設(shè)置在測(cè)量桿上；測(cè)量桿上活動(dòng)地設(shè)有其密度大于水而小于廢樹脂的密度傳感器(1)，密度傳感器的結(jié)構(gòu)為用作與測(cè)量桿套合的導(dǎo)管(1b)上固聯(lián)有環(huán)盒(1a)，環(huán)盒內(nèi)的導(dǎo)管(1b)外壁面上固定有用作發(fā)生磁致效用、與位置傳感器(2)相匹配的磁環(huán)(1c)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性廢樹脂界面測(cè)量裝置，其特征是所述位置傳感器(2)以及傳感信號(hào)變送器(21)均設(shè)置在測(cè)量桿(3)上部。
專利摘要一種放射性廢樹脂界面測(cè)量裝置，包括位置傳感器，傳感信號(hào)變送器以及傳感信號(hào)處理器，還具有測(cè)量桿；測(cè)量桿上還活動(dòng)地設(shè)有其密度大于水而小于廢樹脂的密度傳感器，其結(jié)構(gòu)為用作與測(cè)量桿套合的導(dǎo)管上固聯(lián)有環(huán)盒，環(huán)盒內(nèi)的導(dǎo)管外壁面上固定有用作發(fā)生磁致效用、與位置傳感器相匹配的磁環(huán)。它能實(shí)時(shí)跟蹤廢樹脂界面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)樹脂界面的連續(xù)測(cè)量，且測(cè)量精度高。為放射性廢樹脂的貯存和固化處理創(chuàng)造了有利條件。
文檔編號(hào)G01F23/00GK2911661SQ200620034410
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2006年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者孫益暉, 孫琳 申請(qǐng)人:孫益暉