10.10.2015
216.013.8058

БЕСКОНТАКТНЫЙ РАДАРНЫЙ УРОВНЕМЕР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ В РЕЗЕРВУАРАХ АЭС

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области контрольно-измерительной аппаратуры объектов атомной энергетики и может быть использовано в составе АСУ ТП АЭС для бесконтактного измерения уровня жидких радиоактивных отходов в резервуарах. Техническим результат - возможность бесконтактного измерения уровня жидких радиоактивных отходов в резервуарах АЭС с высокой точностью, надежностью и достоверностью. Бесконтактный радарный уровнемер для измерения уровня жидких радиоактивных отходов, построенный на принципе импульсной сверхширокополосной радиолокации, содержащий антенну, генератор сигналов, приемник с компаратором, блок обработки с время-цифровым преобразователем и интерфейсом, выполнен с разделением на приемопередающий СВЧ-модуль и цифровой блок обработки. Приемопередающий СВЧ-модуль выполнен на радиационно-стойкой электронно-компонентной базе, состоит из генератора короткоимпульсных сигналов и приемника отраженных сигналов и расположен вместе с антенной на резервуаре. Цифровой блок обработки подключен к СВЧ-модулю с помощью кабеля и расположен вне зоны действия радиации. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области контрольно-измерительной аппаратуры объектов атомной энергетики и может быть использовано в составе АСУ ТП АЭС для бесконтактного измерения уровня жидких радиоактивных отходов в резервуарах.

Известен бесконтактный ультразвуковой уровнемер для измерения уровня радиоактивных жидкостей АЭС, принцип действия которого основан на локации уровня звуковыми импульсами, проходящими через газовую среду и отражающимися от границы раздела «газ - измеряемая среда» [1]. Уровнемер [1] состоит из датчика и соединяемого с ним экранированным кабелем контроллера. Датчик устанавливается в верхней части резервуара, а контроллер - на щите управления вне зоны действия радиации. Данный уровнемер имеет следующие недостатки:

- большое расхождение конуса излучения, вызывающее отражения от стационарных и нестационарных препятствий, приводит к ошибкам измерения;

- применим только в резервуарах с нормальным давлением и температурой;

- на характеристики сигнала влияют пыль, пар, пена и газовые смеси.

Известен бесконтактный радарный уровнемер, принцип действия которого основан на непрерывной частотно-модулированной (ЧМ) радиолокации в КВЧ-диапазоне [2], обеспечивающей наиболее высокую точность измерения дальности. Уровнемер представляет собой ЧМ-радиолокатор в диапазоне частот 94 ГГц с девиацией частоты 4 ГГц и максимальной ошибкой измерения уровня ±1 мм, выполненный в виде моноблока, и лишен недостатков, присущих ультразвуковому уровнемеру. Однако данный уровнемер имеет следующие недостатки:

- повышенная сложность схемы построения, обусловленная использованием КВЧ-диапазона, приводит к пониженной надежности;

- принцип непрерывной ЧМ-радиолокации приводит к постоянному энергопотреблению, сокращающему время наработки на отказ;

- моноблочное исполнение не обеспечивает работоспособность в условиях радиационного воздействия.

Известен бесконтактный радарный уровнемер, использующий принцип импульсной СШП-радиолокации [3], выбранный за прототип. Уровнемер представляет собой радиолокатор с импульсными СШП-сигналами длительностью 2 нс при частоте повторения 5 МГц со среднеквадратической ошибкой измерения уровня ±5 мм, приемопередающая часть которого отличается функциональной и схемотехнической простотой. Данный уровнемер лишен недостатков, присущих ультразвуковым и ЧМ-уровнемерам, однако, выполненный в виде размещаемого на антенне моноблока, отличается низкой надежностью и временем наработки на отказ, обусловленными действием радиации на его электронно-компонентную базу, а также имеет более высокую ошибку измерения уровня по сравнению с предыдущим аналогом [2].

Техническим результатом предложенного изобретения является возможность бесконтактного измерения уровня жидких радиоактивных отходов в резервуарах АЭС с высокой точностью, надежностью и достоверностью.

Технический результат достигается тем, что бесконтактный радарный уровнемер для измерения уровня жидких радиоактивных отходов, построенный на принципе импульсной сверхширокополосной радиолокации, содержащий антенну, генератор сигналов, приемник с компаратором, блок обработки с время-цифровым преобразователем и интерфейсом, выполнен с разделением на приемопередающий СВЧ-модуль и цифровой блок обработки. Приемопередающий СВЧ-модуль выполнен на радиационно-стойкой электронно-компонентной базе, состоит из генератора короткоимпульсных сигналов и приемника отраженных сигналов и расположен вместе с антенной на резервуаре. Цифровой блок обработки подключен к СВЧ-модулю с помощью кабеля и расположен вне зоны действия радиации.

Для защиты СВЧ-модуля от действия радиации с поверхности жидкости, конденсированных паров и капель от брызг антенна интегрирована в состав СВЧ-модуля, выполнена в виде плоского рупора с несмачиваемой жидкостью поверхностью раскрыва, размеры и материал которого обеспечивают защиту СВЧ-модуля от радиации с поверхности жидкости.

Для устойчивости к действию электромагнитных наводок и помех от работы технологического электрооборудования АЭС кабель выполнен на оптическом волокне.

Для повышения точности измерения уровня жидкости в цифровом блоке обработки измерение задержки между излучаемым и отраженным сигналами проводится по частоте биений сигналов двух идентичных друг другу ЧМ-генераторов ждущего режима, один из которых запускается опорным сигналом, совпадающим по времени с излучаемым импульсом, второй ЧМ-генератор - импульсом дальности, совпадающим по времени с отраженным импульсом.

Бесконтактный радарный уровнемер для измерения уровня жидких радиоактивных отходов в резервуарах АЭС поясняется следующими чертежами.

На фигуре 1 приведена структурная схема уровнемера. На ней показаны: 1 - сверхширокополосная антенна; 2 - приемопередающий СВЧ-модуль; 3 - кабель связи; 4 - цифровой блок обработки.

На фигуре 2 приведена функциональная схема приемопередающего СВЧ-модуля. На ней показаны: 5 - генератор сверхкоротких импульсов; 6 - направленный ответвитель; 7 - амплитудный детектор; 8 - компаратор.

На фигуре 3 приведены эпюры основных сигналов, характеризующих работу СВЧ-модуля. На фигуре 3а показан видеоимпульс, генерируемый генератором 5; на фигуре 3б показан сигнал на выходе направленного ответвителя 6 в виде моноцикла Гаусса; на фигуре 3в - огибающие сигнала генератора 5 (А) и отраженного сигнала (Б) на выходе амплитудного детектора 7; на фигуре 3г - опорный импульс (А) и импульс дальности (Б) на выходе компаратора 8.

На фигуре 4 приведена функциональная схема цифрового блока обработки. На ней показаны: 9 - время-цифровой преобразователь; 10 - интерфейс связи с АСУ ТП АЭС.

На фигуре 5 приведена функциональная схема время-цифрового преобразователя. На ней показаны: 11 - переключатель; 12 - первый ЧМ-генератор; 13 - второй ЧМ-генератор; 14 - смеситель; 15 - частотомер.

На фигуре 6 приведены эпюры основных сигналов, характеризующих работу цифрового блока обработки. На фигуре 6а показаны опорный импульс (А) и импульс дальности (Б) на входе блока обработки; на фигуре 6б - модуляционные характеристики f(t) ЧМ-генераторов 12, 13; на фигуре 6в - сигнал биений VБ на выходе смесителя 14.

Устройство работает следующим образом.

В СВЧ-модуле генератор 5 генерирует сверхкороткие видеоимпульсы, которые через направленный ответвитель 6 поступают в антенну 1 и излучаются в виде моноцикла Гаусса. Ослабленная в направленном ответвителе 6 до допустимого уровня часть сигнала поступает на вход амплитудного детектора 7, с выхода которого огибающая сигнала генератора в виде видеоимпульса поступает на компаратор 8, формирующий опорный (стартовый) импульс для блока обработки 4. Отраженный от поверхности жидкости сигнал через антенну 1 и направленный ответвитель 6 поступает в амплитудный детектор 7, с выхода которого огибающая отраженного сигнала в виде видеоимпульса поступает на компаратор 8 с регулируемым порогом, формирующий импульс дальности для блока обработки 4.

С выхода СВЧ-модуля опорный импульс и импульс дальности подаются на вход время-цифрового преобразователя 9, на входе которого установлен переключатель 11, подключающий при поступлении на его вход опорного импульса ЧМ-генератор 12, находящийся в ждущем режиме, при поступлении импульса дальности - подключающий точно такой же ЧМ-генератор 13, находящийся в ждущем режиме; с выходов ЧМ-генераторов 12, 13 линейно частотно-модулированные сигналы, сдвинутые по времени на величину задержки импульса дальности относительно опорного импульса, поступают на входы смесителя 14, с выхода которого сигнал биений подается на частотомер 15, где его частота измеряется и пересчитывается в коды уровня для передачи через интерфейс 10 в АСУ.

Построение бесконтактного радарного уровнемера, использующего импульсный метод СШП-радиолокации с малым энергопотреблением, и введение конструктивно-функционального разделения на СВЧ-модуль и цифровой блок обработки позволят повысить его надежность и время наработки на отказ при функционировании в составе АСУ ТП АЭС.

Литература

1. Уровнемер УРАН-ДУУ. http://www.niiis.nnov.ru/wps/wcm/connect/niiis/site/production/produkcia/ptsAscTpNps/izdeliya/uran_duu/dec7278040dcac228c679e224b65266e.

2. Уровнемер УЛМ-11. http://www.limaco.ru/ru/production.

3. И.Я. Иммореев. Практическое использование сверхширокополосных радаров. / Сборник докладов III Всероссийской конференции «Радиолокация и радиосвязь». Стр. 172-173. ПРИЛОЖЕНИЕ. Электронное издание (Tested for Acrobat Reader 9 Windows & Unix versions) 1035 стр. Москва: Изд. ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН, 2009.


БЕСКОНТАКТНЫЙ РАДАРНЫЙ УРОВНЕМЕР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ В РЕЗЕРВУАРАХ АЭС
БЕСКОНТАКТНЫЙ РАДАРНЫЙ УРОВНЕМЕР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ В РЕЗЕРВУАРАХ АЭС
БЕСКОНТАКТНЫЙ РАДАРНЫЙ УРОВНЕМЕР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ В РЕЗЕРВУАРАХ АЭС
БЕСКОНТАКТНЫЙ РАДАРНЫЙ УРОВНЕМЕР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ В РЕЗЕРВУАРАХ АЭС
БЕСКОНТАКТНЫЙ РАДАРНЫЙ УРОВНЕМЕР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ В РЕЗЕРВУАРАХ АЭС
БЕСКОНТАКТНЫЙ РАДАРНЫЙ УРОВНЕМЕР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ В РЕЗЕРВУАРАХ АЭС
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 88.
20.01.2013
№216.012.1cd2

Гальванопластический способ изготовления сложно-рельефных элементов антенно-фидерных устройств

Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано для изготовления элементов антенно-фидерных устройств повышенной сложности. Гальванопластический способ включает использование форм из алюминия или его сплавов и гальваническое нанесение на формы никеля с последующим их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472872
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.2137

Способ изготовления многоуровневых тонкопленочных микросхем

Изобретение относится к области изготовления микросхем и может быть использовано для изготовления многоуровневых тонкопленочных гибридных интегральных схем и анизотропных магниторезистивных преобразователей. Технический результат - упрощение технологии изготовления микросхем и повышение их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474004
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.218e

Способ герметизации трубчатых электронагревателей

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении трубчатых электронагревателей. Технический результат изобретения заключается в увеличении надежности герметизации и срока службы ТЭН, а также снижении трудоемкости и ускорении процесса герметизации. В способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474091
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.02.2013
№216.012.288d

Способ герметизации волноводных свч-устройств

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для герметизации антенных, волноводных, невзаимных и прочих СВЧ-систем. В способе герметизации волноводных СВЧ-устройств весь внутренний объем устройств после монтажа внутренних элементов заполняют гранулами пенополистирола,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475901
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.03.2013
№216.012.3171

Способ оперативного определения коэффициента сжимаемости газов и их смесей

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на замерных узлах газодобывающих и газотранспортных предприятий, при проведении исследований физических свойств газов и их смесей (в частности, топливных природных и попутных нефтяных) и в других случаях, где необходимо...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478195
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.04.2013
№216.012.3bc4

Способ определения коэффициента относительной эффективности и эквивалентной дозы источника рентгеновского излучения

Изобретение относится к области измерительной техники. Технический результат - получение в реальном масштабе времени величины коэффициента относительной эффективности и эквивалентной дозы источника рентгеновского излучения, что позволяет по известной зависимости для транзисторов оценить...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480861
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e76

Способ навигации движущихся объектов

Изобретение относится к области навигации движущихся объектов (ДО) и может быть использовано при построении различных систем локации, предназначенных для уточнения местоположения любых ДО и управления их движением. Сущность: используют эталонную карту местности. Выбирают в ее пределах реперный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481557
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3eb4

Устройство резервирования

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении надежных вычислительно-управляющих систем. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, упрощении и повышении надежности устройства резервирования. Такой результат достигается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481619
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.06.2013
№216.012.4906

Способ снижения заброса частоты вращения вала нагнетателя газоперекачивающего агрегата при помпаже нагнетателя

Изобретение относится к области эксплуатации газоперекачивающих агрегатов на компрессорных станциях в системе магистральных газопроводов и может использоваться в системах автоматического управления газоперекачивающими агрегатами (САУ ГПА). Способ снижения заброса частоты вращения вала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484274
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e64

Высокотемпературный коаксиальный кабельный разъем

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в кабельных соединениях аппаратуры, подвергающейся воздействию повышенных температур. Разъем содержит узел подключения к прибору, промежуточный коаксиальный узел, узел присоединения кабеля, внутренний проводник и внешний проводник,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485650
Дата охранного документа: 20.06.2013
Показаны записи 1-10 из 75.
20.01.2013
№216.012.1cd2

Гальванопластический способ изготовления сложно-рельефных элементов антенно-фидерных устройств

Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано для изготовления элементов антенно-фидерных устройств повышенной сложности. Гальванопластический способ включает использование форм из алюминия или его сплавов и гальваническое нанесение на формы никеля с последующим их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472872
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.2137

Способ изготовления многоуровневых тонкопленочных микросхем

Изобретение относится к области изготовления микросхем и может быть использовано для изготовления многоуровневых тонкопленочных гибридных интегральных схем и анизотропных магниторезистивных преобразователей. Технический результат - упрощение технологии изготовления микросхем и повышение их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474004
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.218e

Способ герметизации трубчатых электронагревателей

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении трубчатых электронагревателей. Технический результат изобретения заключается в увеличении надежности герметизации и срока службы ТЭН, а также снижении трудоемкости и ускорении процесса герметизации. В способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474091
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.02.2013
№216.012.288d

Способ герметизации волноводных свч-устройств

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для герметизации антенных, волноводных, невзаимных и прочих СВЧ-систем. В способе герметизации волноводных СВЧ-устройств весь внутренний объем устройств после монтажа внутренних элементов заполняют гранулами пенополистирола,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475901
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.03.2013
№216.012.3171

Способ оперативного определения коэффициента сжимаемости газов и их смесей

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на замерных узлах газодобывающих и газотранспортных предприятий, при проведении исследований физических свойств газов и их смесей (в частности, топливных природных и попутных нефтяных) и в других случаях, где необходимо...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478195
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.04.2013
№216.012.3bc4

Способ определения коэффициента относительной эффективности и эквивалентной дозы источника рентгеновского излучения

Изобретение относится к области измерительной техники. Технический результат - получение в реальном масштабе времени величины коэффициента относительной эффективности и эквивалентной дозы источника рентгеновского излучения, что позволяет по известной зависимости для транзисторов оценить...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480861
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e76

Способ навигации движущихся объектов

Изобретение относится к области навигации движущихся объектов (ДО) и может быть использовано при построении различных систем локации, предназначенных для уточнения местоположения любых ДО и управления их движением. Сущность: используют эталонную карту местности. Выбирают в ее пределах реперный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481557
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3eb4

Устройство резервирования

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении надежных вычислительно-управляющих систем. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, упрощении и повышении надежности устройства резервирования. Такой результат достигается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481619
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.06.2013
№216.012.4906

Способ снижения заброса частоты вращения вала нагнетателя газоперекачивающего агрегата при помпаже нагнетателя

Изобретение относится к области эксплуатации газоперекачивающих агрегатов на компрессорных станциях в системе магистральных газопроводов и может использоваться в системах автоматического управления газоперекачивающими агрегатами (САУ ГПА). Способ снижения заброса частоты вращения вала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484274
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e64

Высокотемпературный коаксиальный кабельный разъем

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в кабельных соединениях аппаратуры, подвергающейся воздействию повышенных температур. Разъем содержит узел подключения к прибору, промежуточный коаксиальный узел, узел присоединения кабеля, внутренний проводник и внешний проводник,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485650
Дата охранного документа: 20.06.2013

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД