背景: 71700承擔著核反應堆廠房內各系統(tǒng)正常疏水、異常泄漏放射性水的收集、處理和排放功能。 各類水首先收集到相應區(qū)域的基坑中，達到一定量后，基坑內液位開關啟動，啟動疏水泵排水。 71700系統(tǒng)使用Q*型浮球液位開關，通過自重懸掛在底坑壁附近，一個開關對應于液位控制點，當水位上升到此高度時，開關浮起并翻轉，中央觸點動作。 單個坑多為低/低、低、高、高/高、超高級控制/警報5個浮球，懸掛在不同的高度。 由于71700系統(tǒng)的基坑收集的水質污染，浮動開關的工作環(huán)境不好，故障率高。 據(jù)不完全統(tǒng)計，20002007年秦三廠兩臺機組71700系統(tǒng)發(fā)生浮動開關故障132次，現(xiàn)場和設備浸水33次，更換浮動105個。

浮球開關的故障原因是球體和導線的結合部無法密封，球體浸水，內部開關機構浸水，有可能污損的不同高度水平的開關導線纏繞在一起，球體無法反轉的球體被導線和凹坑壁夾持，無法反轉的球體內的開關機構發(fā)生故障，無法觸發(fā)和復位的開關端子箱位于地面 FQ300型浮球級開關可靠性低，影響71700系統(tǒng)的功能，需要改造。

2選擇方案

2.1靜壓投入式液位計

工作原理如圖1所示。 靜壓式也稱為投入式，將測量元件放入容器的底部后，來自介質的靜壓會引起測量元件

圖1

靜壓投入式液位計動作回路圖2

超聲波液位工作原理內的電容變化將電容值傳遞給主體(振蕩器)，變換為4-20mA. 0-SVdc等的輸出信號。

可行性分析。 靜壓投入式液位計容易設置，不受設置空間大小的影響，但由于測量元件長期埋入底部，因此要求密封性和耐腐蝕性，測量膜必須清潔，埋入砂土后不能正確測量靜壓。 71700系統(tǒng)的大部分坑水中堆積了放射性或酸堿性砂土，測量元件易于填埋，同時坑水浸水和排水中測量元件在水中晃動時，連接電纜磨損或膜片破裂。

結論:靜壓式液位計較清潔，適用于整體平穩(wěn)的介質水平測量，不適合71700系統(tǒng)。

2.2超聲波液位計

工作原理如圖2所示。

在非接觸式中，探頭從被測定介質的上部發(fā)出超聲波脈沖( 35 )，到達被測定介質的表面后被反射回來，探頭被接收。 超聲波脈沖的傳播速度一定，從發(fā)送到接收回波的時間與從探頭到被測定介質表面的距離成比例，從被處理的液位計輸出電信號。

可行性分析。 超聲波液位計采用非接觸測量，設置/調整簡單，維護方便，但聲波以一定的波束角度發(fā)射，不影響傳導發(fā)射區(qū)域內的內需。 71700系統(tǒng)的基坑有金屬柵板、排水管、潛水泵和電纜，基坑邊/直徑通常不大，基坑壁回波干擾正常測量。 超聲波探頭具有如果氣溫、濕度變化，水蒸氣在探頭表面凝結，聲波正常發(fā)射，不能接收，影響測定的共通性。

結論超聲液位計適用于開放池、水處理等水平測量，不適用于71700系統(tǒng)。

2.3波導雷達液位計

工作原理如圖3所示。

從探頭發(fā)射的電磁脈沖以光速在包括鋼絲繩、棒或棒的同軸套筒中傳播，接觸被測量介質時，脈沖的一部分被反射，回波沿著原來的路徑返回發(fā)射探頭。 電磁脈沖的傳播速度一定，從發(fā)射到接收回波的時間與從探頭到被測定介質表面的距離成比例，從被處理的液位計輸出電信號。

圖3波導雷達液位計工程圖4波導雷達液位計的安裝圖

做原理可行性分析。 波導雷達液位計的發(fā)射、測量、傳感器元件都在報頭中，電纜只是作為天線傳導雷達波，靜壓式液位計那樣的具有用砂土埋入破損元件和計量器的問題的優(yōu)點的微波沿著鋼絲繩發(fā)射，精度為5mm 超聲波液位計等不產生虛假回波測量錯誤的鋼絲繩均采用不銹鋼316L材質，耐腐蝕的電磁波具有良好的透過性，鋼絲繩上附著的泥沙、垃圾不影響測量。

結論:導波

雷達液位計測量原理成熟，適應性廣，無材料調整，安裝、調整成本低，適用于71700系統(tǒng)。

3儀表選型

選擇的波導雷達液位計必須滿足現(xiàn)場控制需要。 同時，工作的電源、安裝方式在當?shù)夭稍L，盡量不要改變原來的設計和配置。 具體要求是實現(xiàn)五級設置點的測量和報警。 開關信號直接進入原電路的儀表動作電源為110Vac，使用凹坑蓋上的現(xiàn)有安裝孔，儀表性能的維護容易，可靠性高。 相比之下，蕞終選擇某品牌的智能儀表，通過液位測量探針、信號處理器(帶顯示，輸出低/低/高/高液位開關量)和警報模塊(輸出超高液位警報)，安裝意見圖40

4安裝和調試

4.1安裝

探針:設置在原來的浮動開關電纜的貫通孔位置的凹坑蓋中央(參照圖5 )用法蘭固定。 為了穩(wěn)定探針下的波導電纜，將原來的懸掛錘更換為不銹鋼制的接線板。 感測頭輸出電纜采用不銹鋼密封接頭，提高了防水性。 探針的動作電源由信號處理器供給，輸出4-20mA的電流信號。

信號處理器:如果定位儀表箱有空間，沒有設置信號處理器的空間，請安裝其他儀表箱，取出電纜并行走保護套。 110Vac操作電源由控制電路引入，并且沒有額外增加。 所述處理器可以接收探測器的測量信號，并且，所輸出的四路開關信號可以訪問控制電路的相應位置。

報警模塊:與信號處理器串聯(lián)設置在同一計量箱中(參照圖6 )，將探針的輸出信號轉換為開關量，送至控制臺室實現(xiàn)超高等級報警功能。

4.2調試

探針如圖7所示。 探針安裝在坑前端的蓋板上，距底部的高度h (已知常數(shù))通過測定探針與水面的距離d，換算積水深度L=h-D，s為液面水平的深度，已知常數(shù)的探針測定距離d:0液位時，L=0，D (0)=h； 液面水平滿時，L=s，D (100%) =h-s。 將D (0)和D (100% )這兩個數(shù)值通過硬件通信器設置在探針上，可以確認從探針輸出了4^-20mA信號。 圖7測量液位計算

信號處理器帶顯示和四路開關輸出功能:顯示設定。 輸入4^-20mA信號后，顯示設定為對應坑液位的深度，例如0^-5米的開關設定。 將原來的液位警報值換算成30%0等對應的百分比

以上設定可以是處理器上的鍵操作。

報警模塊:模擬輸入與超高報警等級對應的電流信號，調節(jié)設定值旋鈕。

5效果評價

波導雷達液位計集成化、模塊化程度高、設置、設置簡單的探針外殼可用于不銹鋼、全密封設計、防腐蝕、防潮防水、廢水、海水等惡劣水質。 71700系統(tǒng)浮球水平開關于2008年完成改造，迄今波導雷達液位計沒有因自身問題發(fā)生故障，大大降低了維護人員的工作量和維護材料成本。

由于坑內環(huán)境不好，排水泵停電、故障、進水過多，坑的積水溢出/探頭、探頭附著異物等，發(fā)生后清理探頭即可。 另外，探針可以與計算機連接，通過設定軟件檢查反射波曲線，為噪聲源的判斷提供了有效的手段。 在日常維護中，搭載設定軟件的PC可以遠距離觀察反射波的圖表，定期檢查反射波是否受到干擾。 如果存在，檢查探針的安裝位置附近是否有金屬物和固體雜質。 由于設備可靠、免維修等特點，波導雷達液位計在方家山、三門、大亞灣等核電站得到廣泛應用。

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