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背景：71700承擔(dān)著反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)各系統(tǒng)正常疏水,、異常泄漏放射性水的收集、處理和排放功能。各類(lèi)水先匯集到相應(yīng)區(qū)域的地坑,，到達(dá)一定量后坑內(nèi)的液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作啟動(dòng)疏水泵將水排出,。71700系統(tǒng)使用的是Q*型浮球液位開(kāi)關(guān)，靠自身重力懸掛于地坑壁附近,，一個(gè)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)一個(gè)液位控制點(diǎn),，當(dāng)水位上升到該高度，開(kāi)關(guān)浮起翻轉(zhuǎn),，里面的觸點(diǎn)動(dòng)作,。單個(gè)地坑多有低/低、低,、高,、高/高、超高液位控制/報(bào)警五個(gè)浮球,，吊放于不同高度,。因71700系統(tǒng)地坑收集的水質(zhì)較臟，浮球開(kāi)關(guān)工作環(huán)境惡劣,，故障率高,。據(jù)不*統(tǒng)計(jì)，20002007年間,，秦三廠兩臺(tái)機(jī)組71700系統(tǒng)共發(fā)生因浮球開(kāi)關(guān)故障引起的缺陷132次,，廠房和設(shè)備被水淹33次，更換浮球105個(gè),。  

　　 浮球開(kāi)關(guān)故障原因有:球體與導(dǎo)線結(jié)合處密封不好,，球體進(jìn)水，導(dǎo)致內(nèi)部開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)浸泡,、污損;不同高度液位開(kāi)關(guān)導(dǎo)線相互纏繞,，球體無(wú)法翻轉(zhuǎn);球體被導(dǎo)線與地坑壁夾住無(wú)法翻轉(zhuǎn);球體內(nèi)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)失效，無(wú)法觸發(fā)或復(fù)位;開(kāi)關(guān)接線盒位于地面上,，內(nèi)部端子易銹蝕,，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)虛假信號(hào)。FQ300型浮球液位開(kāi)關(guān)可靠性低,，影響了71700系統(tǒng)功能,，須進(jìn)行改造。

　　2方案選擇
　　2.1靜壓投入式液位計(jì)   
　　工作原理見(jiàn)圖1,。靜壓式也稱(chēng)為投入式,，將測(cè)量元件放入容器底部，介質(zhì)產(chǎn)生的靜壓造成測(cè)量元件

圖1靜壓投入式液位計(jì)工作原理圖2
超聲波液位工作原理內(nèi)的電容變化,，電容值傳輸?shù)街鳈C(jī)(變送器),，被轉(zhuǎn)換為4-20mA. 0-SVdc等輸出信號(hào)。   
　　可行性分析。靜壓投入式液位計(jì)  安裝方便,，不受安裝空間大小影響,，但由于測(cè)量元件長(zhǎng)期埋在底部，對(duì)其密封性和耐腐蝕性要求高,，且測(cè)量膜片要保持清潔,，如果被泥沙掩埋則無(wú)法正確測(cè)量靜壓。71700系統(tǒng)大部分地坑水中含有放射性或酸堿性泥沙淤積,，測(cè)量元件易被掩埋;同時(shí)在地坑進(jìn)水和排水過(guò)程中測(cè)量元件在水中搖晃,，會(huì)導(dǎo)致連接纜磨損或者膜片碎裂。   
　　結(jié)論:靜壓式液位計(jì)適合較干凈,、整體較平穩(wěn)的介質(zhì)液位測(cè)量,，不適合71700系統(tǒng)使用。

　　2.2超聲波液位計(jì) 
  
　　工作原理見(jiàn)圖2,。
非接觸式,，探頭從被測(cè)介質(zhì)頂部發(fā)射超聲波脈沖(35}70kHz),，達(dá)到被測(cè)介質(zhì)表面后被反射回來(lái),，探頭予以接收。超聲波脈沖傳播速度一定,，從發(fā)射到接收回波時(shí)間與探頭到被測(cè)介質(zhì)表面的距離成正比,，經(jīng)處理后液位計(jì)輸出相應(yīng)電信號(hào)。   
　　可行性分析,。超聲波液位計(jì)采用非接觸式測(cè)量,，安裝/調(diào)試簡(jiǎn)單、維修方便,，但聲波是以一定波束角發(fā)射,，傳導(dǎo)發(fā)射區(qū)域內(nèi)需沒(méi)有障礙。71700系統(tǒng)地坑中有金屬格柵板,、排水管,、潛水泵及線纜，且地坑邊/徑通常不大,，地坑壁的回波會(huì)干擾正常的測(cè)量,。超聲波探頭還有一共性不足:當(dāng)氣溫、濕度變化時(shí),，水汽會(huì)在探頭表面凝結(jié),，造成聲波無(wú)法正常發(fā)射、接收而影響測(cè)量,。   
　　結(jié)論:超聲波液位計(jì)適用于敞口池,、水處理等液位測(cè)量，不適合71700系統(tǒng)使用。

　　2.3導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)   

　　工作原理見(jiàn)圖3,。
探頭發(fā)射的電磁脈沖以光速沿鋼纜,、棒或包含一根棒的同軸套管傳播，接觸到被測(cè)介質(zhì)后,，部分脈沖被反射,，回波沿原路徑返到發(fā)射探頭。電磁脈沖傳播速度一定,，從發(fā)射到接收回波時(shí)間與探頭到被測(cè)介質(zhì)表面的距離成正比,，經(jīng)處理后液位計(jì)輸出相應(yīng)電信號(hào)。
圖3導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)工圖4導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)安裝示     
作原理可行性分析,。導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn):發(fā)射,、測(cè)量、傳感元件全都在表頭中,，鋼纜只作為天線傳導(dǎo)雷達(dá)波,，不存在如靜壓式液位計(jì)因泥沙掩埋損壞元件、儀表的問(wèn)題;微波沿著鋼纜發(fā)射,，精度可以達(dá)到5mm,，不會(huì)發(fā)生如超聲波液位計(jì)由于虛假回波引起測(cè)量錯(cuò)誤;鋼纜全部采用不銹鋼316L材質(zhì)，耐腐蝕;電磁波具有良好的穿透性,，鋼纜上勃附的泥沙,、雜物不影響測(cè)量。   
　　結(jié)論:導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量原理成熟,、適應(yīng)性廣,，且可以不帶料調(diào)整，安裝,、調(diào)試成本低,，適合71700系統(tǒng)使用。

　　3儀表選型   
　　擬選用的導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)須滿足現(xiàn)場(chǎng)控制需要,，同時(shí)工作電源,、安裝方式應(yīng)就地取材，盡可能不改變?cè)性O(shè)計(jì)和布置,，具體要求:實(shí)現(xiàn)五個(gè)液位設(shè)定點(diǎn)測(cè)量和報(bào)警;開(kāi)關(guān)信號(hào)直接接入原電路;儀表工作電源為110Vac;使用地坑蓋板上原有安裝孔;儀表性能維護(hù)方便,、可靠性高。經(jīng)對(duì)比,，終選用某品牌智能儀表,，由液位測(cè)量探頭、信號(hào)處理器(帶顯示,，輸出低/低,、低,、高、高/高液位開(kāi)關(guān)量)和報(bào)警模塊(輸出超高液位報(bào)警),，安裝示意見(jiàn)圖40

　　4安裝與調(diào)試

　　4.1安裝   
　　探頭:安裝于原浮球開(kāi)關(guān)線纜貫穿孔位置一地坑蓋板*(見(jiàn)圖5),，通過(guò)法蘭固定。為穩(wěn)定探頭下方的導(dǎo)波鋼纜,，將原配吊錘更換為不銹鋼配種盤(pán),。頭輸出接線套管均采用不銹鋼密封接頭，提高防水性,。探頭工作電源由信號(hào)處理器提供,，輸出4-20mA電流信號(hào)。

   
　　信號(hào)處理器:就地儀表箱如有空間,，則將信號(hào)處理器安裝其中;若沒(méi)有空間,，則加裝單獨(dú)的儀表箱，進(jìn)出線纜均走保護(hù)套管,。110Vac工作電源取自控制回路,，未額外增加。處理器接收探頭的測(cè)量信號(hào),，輸出的四路開(kāi)關(guān)信號(hào)接入控制回路的相應(yīng)位置,。   
　　報(bào)警模塊:與信號(hào)處理器串聯(lián)安裝在同一儀表箱里(見(jiàn)圖6)，將探頭的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)量,，送主控室實(shí)現(xiàn)超高液位報(bào)警功能,。
　　4.2調(diào)試   
　　探頭見(jiàn)圖7。探頭安裝在地坑頂端蓋板上,，距底部高度h(已知常數(shù))，通過(guò)測(cè)量探頭與水面距離D,換算出積水深度L=h-D ; s為滿液位深度,，已知常數(shù);就探頭測(cè)量距離D:當(dāng)0液位時(shí),，即L=0, D (0)=h;當(dāng)滿液位時(shí)，即L=s, D (100%) =h-s,。將D (0)和D (100%)兩個(gè)數(shù)值用HAR丁通訊器設(shè)置到探頭中即可,，確認(rèn)探頭輸出4^-20mA信號(hào)。圖7測(cè)量液位計(jì)算   
　　信號(hào)處理器帶顯示及四路開(kāi)關(guān)輸出功能:顯示設(shè)置,。輸入4^-20mA信號(hào),，將顯示設(shè)置為相應(yīng)的地坑液位深度，如0^-5米;開(kāi)關(guān)設(shè)置,。將原液位報(bào)警值折算成相應(yīng)百分比,，如30%0  
　　 以上設(shè)置通過(guò)處理器上按鍵操作即可。   
　　報(bào)警模塊:模擬輸入超高報(bào)警液位相應(yīng)的電流信號(hào),，調(diào)節(jié)設(shè)定值旋鈕,。
　　5效果評(píng)測(cè)   
　　導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)集成化,、模塊化程度高，安裝,、設(shè)定簡(jiǎn)單;探頭外殼為不銹鋼,，全密封設(shè)計(jì)，抗腐蝕,、防潮防水,，可以在廢水、海水等惡劣水質(zhì)下使用,。71700系統(tǒng)浮球液位開(kāi)關(guān)于2008年完成改造,，至今導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)未發(fā)生過(guò)因自身問(wèn)題導(dǎo)致的故障，大大減輕了維修人員工作量和維修材料成本,。   
　　因地坑內(nèi)環(huán)境惡劣,，排水泵停電/故障或進(jìn)水過(guò)多，地坑積水可能會(huì)漫到/過(guò)探頭,，探頭被掛上雜質(zhì),，發(fā)生后對(duì)探頭進(jìn)行清理即可。另,，探頭可連接計(jì)算機(jī),，通過(guò)組態(tài)軟件檢查反射波曲線，對(duì)判斷干擾源提供了有效手段,。在日常維護(hù)中,，可以用裝有組態(tài)軟件的PC機(jī)遠(yuǎn)程觀察反射波曲線圖，定期檢查反射波是否存在被干擾的現(xiàn)象,。如果存在,，檢查探頭安裝位置附近是否有金屬物或固體雜質(zhì)?；谠O(shè)備可靠性高,、免維護(hù)等特點(diǎn)，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)在方家山,、三門(mén),、大亞灣等核電機(jī)組中都有較廣泛應(yīng)用。