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1、(10)申请公布号 CN 103903662 A (43)申请公布日 2014.07.02 CN 103903662 A (21)申请号 201210571659.3 (22)申请日 2012.12.25 G21C 17/035(2006.01) (71)申请人 中国核动力研究设计院 地址 610041 四川省成都市武侯区一环路南 三段 28 号 (72)发明人 何鹏 何正熙 余俊辉 李小芬 苟拓 王华金 李红霞 陈静 霍雨佳 朱加良 (74)专利代理机构 核工业专利中心 11007 代理人 高尚梅 (54) 发明名称 一种热扩散式水位探测器在水位探测中测点 的判断方法 (57) 摘要 本发明。
2、涉及核电厂水位检测技术， 具体公开 了一种热扩散式水位探测器在水位探测中测点的 判断方法。通过试验方法确定脉冲电流的幅值和 脉冲电流的周期和脉宽范围， 进而对探测器探测 水位测点的判断， 由于测点判断， 因而并能减小探 测器水位计算的响应时间。同时通过对脉冲电流 的参数进行灵活的调节， 延长探测器的使用时间， 可适用于多种应用工况。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103903662 A CN 103903662 A 1/1 页 。
3、2 1. 一种热扩散式水位探测器在水位探测中测点的判断方法， 其特征在于， 该方法包括 如下步骤 ： 1） 确定脉冲电流的幅值 IA， 方法如下 ： a. 将探测器置于容器中， 测量记录探测器主动端表面的温度 T0； b. 对探测器的主动端使用恒定的电流进行加热， 加热电流值从 0 开始增加， 并每隔 0.1A 取 1 个电流值 ； c. 在使用每个恒定电流值进行加热时， 记录下探测器主动端表面的温度变化曲线， 并 标示出该曲线中达到稳态温度 63.2% 的时间 以及其对应的温度值 T； d. 计算每条曲线所对应的 （T-T0） 的值， 当该值首次超过 20时， 此时的电流值即为 所需确定的 。
4、IA； 2） 确定脉冲电流的周期 T 和脉宽范围 a， b 其中， b=100%， a 由以下步骤确定 ： a. 将探测器置于容器中， 测量探测器主动端表面的温度 TA和参考端表面的 温度 TR； b. 使用周期为 T 的脉冲电流对探测器主动端进行加热， 脉冲电流的功率 P 为 0100%， 并从 0 开始以 5% 的步长递增 ； c. 使用温度采集设备持续采集 TA和 TR， 记录下 T 时刻的 （TA-TR） 值 ； d. 当 （TA-TR） 首次超过 20时， 此时的 P 即为需要确定的 a ； 3） 探测器探测水位测点的判断 当 (TA-TRTTH时， 其中 TTH为温差判断的阈值， 。
5、TTH (5,10) ； 当 (TA,t+1-TR， t+1)-(TA,t-TR， t)vTH时， 其中 （TA,t+1-TR， t+1）为在 （t+1）时刻主动端与参考 端的温差， (TA,t-TR， t) 为在 t 时刻主动端与参考端的温差， vTH为温差变化率判断的阈值， vTH (0.1,2) /s。 2. 如权利要求 1 所述的一种热扩散式水位探测器在水位探测中测点的判断方法， 其特 征在于 ： 所述的步骤 3） 中温差判断的阈值 TTH的值取 8， 温差变化率判断的阈值 vTH的值取 1。 权 利 要 求 书 CN 103903662 A 2 1/3 页 3 一种热扩散式水位探测器。
6、在水位探测中测点的判断方法 技术领域 0001 本发明属于核电厂水位检测技术， 具体涉及一种水位探测中测点的判断方法。 背景技术 0002 在先进压水堆中， 多采用热扩散式的水位探测器， 通过判断主动端和参考端温度 敏感元件的温差来判断测点是否被冷却剂淹没， 以此来测量压力容器中的水位。 0003 热扩散式的水位探测器， 以 EPR（欧洲先进压水堆） 中使用的 RPVL 探测器为例， 其 示意图如图 1 所示。 0004 对应于每一个水位测点， 在探测器的相同轴向位置分别布置 1 支主动端温度敏感 元件和1支被动端敏感元件， 并使用1支电加热器对主动端进行加热， 利用水汽传热性能的 显著差异，。
7、 即可通过计算主动端和参考端的温差来判定水位测点是否被水淹没。 0005 不同的探测器具体结构和布置形式有所不同， 但其基本原理类似， 并都具有主动 端、 参考端和加热器这些部件。 0006 这种水位探测器需要使用电源对主动端探头进行加热控制， 目前主要采用的是恒 定电流的控制方法。 恒定电流的控制方法， 在探测器投入使用后， 就对探测器使用恒定的电 流进行加热， 在探测器的主动段可得到恒定的线功率密度， 易于后续水位信息的处理， 但这 种方式由于对探测器的持续加热， 会降低探测器的使用寿命， 并且难以进行灵活调节。 而如 果使用脉冲式电流， 将可灵活控制主动端和参考端的温差， 并可通过对脉冲。
8、幅值、 脉宽等的 调节， 能广泛应用于不同的测量场合。 发明内容 0007 本发明的目的在于提供一种热扩散式水位探测器在水位探测中测点的判断方法。 0008 实现本发明的技术方案如下 ： 0009 一种热扩散式水位探测器在水位探测中测点的判断方法， 该方法包括如下步骤 ： 0010 1） 确定脉冲电流的幅值 IA， 方法如下 ： 0011 a. 将探测器置于容器中， 测量记录探测器主动端表面的温度 T0； 0012 b. 对探测器的主动端使用恒定的电流进行加热， 加热电流值从 0 开始增加， 并每 隔 0.1A 取 1 个电流值 ； 0013 c. 在使用每个恒定电流值进行加热时， 记录下探测。
9、器主动端表面的温度变化曲 线， 并标示出该曲线中达到稳态温度 63.2% 的时间 T 以及其对应的温度值 TT； 0014 d. 计算每条曲线所对应的 （TT-T0） 的值， 当该值首次超过 20时， 此时的电流值即 为所需确定的 IA； 0015 2） 确定脉冲电流的周期 T 和脉宽范围 a， b 0016 其中， b=100%， a 由以下步骤确定 ： 0017 a. 将探测器置于容器中， 测量探测器主动端表面的温度 TA和参考端表面的温度 TR； 说 明 书 CN 103903662 A 3 2/3 页 4 0018 b. 使用周期为 T 的脉冲电流对探测器主动端进行加热， 脉冲电流的功。
10、率 P 为 0100%， 并从 0 开始以 5% 的步长递增 ； 0019 c. 使用温度采集设备持续采集 TA和 TR， 记录下 T 时刻的 （TA-TR） 值 ； 0020 d. 当 （TA-TR） 首次超过 20时， 此时的 P 即为需要确定的 a ； 0021 3） 探测器探测水位测点的判断 0022 当 (TA-TR)TTH时， 其中 TTH为温差判断的阈值， TTH (5,10) ； 0023 当 (TA,t+1-TR， t+1)-(TA,t-TR， t)vTH时， 其中 （TA,t+1-TR， t+1） 为在 （t+1） 时刻主动端与参 考端的温差， (TA,t-TR， t) 为。
11、在 t 时刻主动端与参考端的温差， vTH为温差变化率判断的阈值， vTH (0.1,2) /s。 0024 在上述一种热扩散式水位探测器在水位探测中测点的判断方法中 ： 所述的步骤 3） 中温差判断的阈值 TTH的值取 8， 温差变化率判断的阈值 vTH的值取 1。 0025 本发明所取得的有益效果如下 ： 通过试验方法确定脉冲电流的幅值和脉冲电流的 周期和脉宽范围， 进而对探测器探测水位测点的判断， 由于测点判断， 因而并能减小探测器 水位计算的响应时间。同时通过对脉冲电流的参数进行灵活的调节， 延长探测器的使用时 间， 可适用于多种应用工况， 附图说明 0026 图 1 为 EPR 的 。
12、RPVL 探测器示意图 ； 0027 图 2 为脉冲电流示意图 ； 0028 图中， IA为脉冲电流的幅值， 单位为 A ； 0029 T 为脉冲电流的周期， 单位为 s ； 0030 W 为脉冲电流的脉宽， 单位为 s， 占空比 P=W/T， 单位为 %。 具体实施方式 0031 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的描述。 0032 在本发明中选用的脉冲电流形式为方波脉冲， 如图 2 所示。方波的幅值、 频率和频 宽均可灵活调节， 这就使得使用本控制方法的水位探测器可在多种场合以及多种工况下广 泛使用。 0033 1） 确定脉冲电流的幅值 0034 脉冲电流的幅值 IA， 其取值范围为。
13、 02A。 0035 e. 将探测器置于容器中， 只要能满足探测器整根插入的容器即可， 容器中保持常 温常压的环境， 使用温度探测元件测量探测器主动端表面的温度， 记录下探测器未加热时 主动端表面的温度 T0； 0036 f. 对探测器的主动端使用恒定的电流进行加热， 加热电流值从 0 开始增加， 并每 隔 0.1A 取 1 个电流值， 并使输入电流保持在该电流值上 ； 0037 g. 在使用每个恒定电流值进行加热时， 记录下探测器主动端表面的温度变化曲 线， 并标示出该曲线中达到稳态温度 63.2% 的时间 以及其对应的温度值 T； 0038 h. 计算每条曲线所对应的 （T-T0） 的值，。
14、 当该值首次超过 20时， 此时的电流值 即为所需确定的 IA。 说 明 书 CN 103903662 A 4 3/3 页 5 0039 2） 确定脉冲电流的周期和脉宽 0040 设脉冲电流的周期 T， 其取值为 30s。对应于不同的运行工况， 加热电流的脉宽不 同， 以达到灵活应用探测器的目的。在正常运行工况下， 脉宽 W 的取值范围是 a， b， 其中 b=100%。a 的确定方法为 ： 0041 a. 将探测器置于容器中， 只要能满足探测器整根插入的容器即可， 容器中保持常 温常压的环境， 使用温度探测元件测量探测器主动端表面的温度 TA和参考端表面的温度 TR； 0042 b. 使用周。
15、期为 T 的脉冲电流对探测器主动端进行加热， 脉冲电流的功率 P 为 0100%， 并从 0 开始以 5% 的步长递增， 对应每个固定的占空比， 进行一次试验 ； 0043 c. 使用温度采集设备持续采集 TA和 TR， 记录下 T 时刻的 （TA-TR） 值 ； 0044 d. 当 （TA-TR） 首次超过 20时， 此时的 P 即为需要确定的 a。 0045 在 （a， b） 范围内， 可由用户对 P 进行灵活调节， 以适应不同工况、 不同温度条件下 的应用。 0046 3） 探测器探测水位测点的判断 0047 利用步骤 1） 和步骤 2） 中确定的脉冲电流对水位探测器的主动端进行供电， 。
16、并持 续对主动端和参考端的温差 （TA-TR） 进行数据采集， 采集频率大于 1Hz 即可。 0048 a. 当 (TA-TR)TTH时， 其中 TTH为温差判断的阈值， TTH (5,10)， TTH的具体取值 在该范围内由实际应用情况确定 ； 0049 b. 当 (TA,t+1-TR， t+1)-(TA,t-TR， t)vTH时， 其中 （TA,t+1-TR， t+1） 为在 （t+1） 时刻主动端与 参考端的温差， (TA,t-TR， t) 为在 t 时刻主动端与参考端的温差， vTH为温差变化率判断的阈 值， vTH (0.1,2) /s。 0050 显然， 本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内， 则本发明 也意图包含这些改动和变型在内。 说 明 书 CN 103903662 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103903662 A 6 。