Сборник тезисов докладов X Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2007

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Безопасность реакторов и установок ЯТЦ»

Все доклады секции


ДАТЧИК ДЛЯ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА УРОВНЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ И СТОКОВ НА ОБЪЕКТЕ ЯДЕРНО-ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА

Сыромятников И.Ю., Горелов С.А.

Снежинская государственная физико-техническая академия

В технологических процессах радиохимического производства широко используются жидкие среды с радиоактивными отходами. Точное определение уровня этих жидкостей в различных технологических емкостях является одним из основных требований к безопасности процесса переработки радиоактивных отходов.

В настоящее время для этих целей используют резонансные уровнемеры, обеспечивающие погрешность измерения в пределах 4%. Более точными и надежными для таких измерений являются акустические датчики уровня жидкости, основанные на явлении активной звуколокации. К преимуществам акустических датчиков можно отнести относительную дешевизну, высокую устойчивость при любых погодных условиях простоту обслуживания, длительный срок службы и т.д. Погрешность измерения в диапазоне до 2 м не превышает 0,2 %. При этом величина погрешности зависит от изменения скорости звука в среде, которая в свою очередь является функцией температуры, относительной влажности, ветрового воздействия, атмосферного давления и т.д. [1]. Поскольку большинство этих факторов в условиях производства ЯТЦ являются стабильными, можно прогнозировать погрешность измерения в пределах десятых долей процента. Кроме того, использование современной микропроцессорной техники позволяет выполнить весь комплекс оборудования для контроля уровня максимально компактным, удобным для регистрации и надежным.

В СГФТА разработаны два типа акустических датчиков уровня жидкости, отличительной особенностью которых является применение звукопровода (металлической трубы) [2]. Испытание датчиков на ФГУП ПО «Маяк» показало как высокую точность измерения, так и проблемы, которые необходимо решать для дальнейшего развития метода. В частности, необходимо достаточно точно рассчитать резонансную частоту мембраны датчика, определить декремент затухания колебаний мембраны поджатой резиновым шнуром и допустимое давление на мембрану, поджатой шайбой уплотнителя.

В работе решались вопросы, связанные с расчетом вышеназванных характеристик датчика и последующей экспериментальной проверкой результатов расчета. Получены полуэмпирические зависимости, позволяющие с необходимой точностью определять существенно важные характеристики датчика по его размерам и используемым материалам. Это дает возможность проектировать акустические датчики подобной конструкции для различных условий работы, в частности в различных диапазонах измеряемых расстояний, рабочих температур и т.д.

Литература

1. Горбатов А.А., Рудашевский Г.Е. Акустические методы и средства измерения расстояний в воздушной среде. М.: Энергия, 1973.

2. Бродягин В.С., Марков Е.А., Мялицин Л.А., Платонов Н.Н. Акустические датчики уровня для химически агрессивных и радиоактивных жидкостей. Шестая международная студенческая научная конференция «Полярное сияние - 2003». Ядерное будущее: безопасность, экономика и право: Сборник тезисов докладов/ Отв. редактор проф. В.В. Харитонов; редколлегия А.В. Мезенцев, А.И.Солдатов – М.: МИФИ, 2003. с.71- 72.