专利名称：基于提升装置的放射性废树脂界面测量装置及其应用方法
技术领域：
本发明涉及一种测量装置及其应用方法，具体是涉及一种基于提升装置的放射性废树脂界面测量装置及其应用方法。
背景技术：
放射性废树脂是一种半衰期很长的固体核废料，密度为I. 07 I. 12 g/cm3,与水的密度差非常小，个体平均直径为O. 7mm，长期贮存在水中，待进一步衰变后进行固化处理，因在工艺要求上，无论是贮存还是处理，都必须对树脂量和水量做出精确测量，以确保安
全。现阶段公开文献中的测量装置是通过将密度传感器穿过测量杆，使密度传感器浮在放射性废树脂界面上，将两个不同的界面加以识别，然后用位置传感器将密度传感器的位置显示出来，实现对树脂界面的测量。而现阶段公开的文献中，该测量装置中测量杆必须与进料口相对应，距离(300mm,因此对进料管和测量杆在罐内的安装位置要求严格，若测量杆在罐体内的位置无法满足要求，容易导致测量杆上的密度传感器在各种工况下不能借进料压力与树脂同步升降，无法精确测量出树脂界面，使其测量出的误差超过范围值；而树脂贮存罐的结构又不尽相同，对于不同的树脂贮存罐必须分别安装测量杆和密度传感器，保证测量精度稳定一致。这样导致安装麻烦，并且容易造成测量误差，使其不能满足要求。

发明内容
本发明的目的在于克服测量杆的安装位置与进料口无法直对时造成测量出的放射性废树脂界面高度存在误差超值的缺陷，提供一种与进料状态无关、测量精确且对测量杆安装位置无要求的基于提升装置的放射性废树脂界面测量装置及其应用方法。本发明采用的技术方案如下
基于提升装置的放射性废树脂界面测量装置，包括树脂贮存罐，位于树脂贮存罐内的密度传感器，设置于树脂贮存罐上的进料管，还包括竖直深入树脂贮存罐且与密度传感器滑动连接的测量仪，中心穿过测量仪并与测量仪滑动连接的承载体、与承载体两端相连接的提升装置，其中所述承载体位于密度传感器下方且密度大于密度传感器。为了使密度传感器浮在放射性废树脂界面，所述密度传感器的密度为I. (Tl. 12g/
3
cm ο为了精确测量放射性废树脂界面高度，所述测量仪为磁致伸缩位移传感器。作为一种优选，所述承载体为重锤。进一步的，还包括固定有提升装置且位于测量仪上方的平台，其中所述提升装置包括均设置于平台上的第一电机和传动架，通过转轴与第一电机相连的绳轮，缠绕于绳轮上并与传动架转动连接的两条钢缆。再进一步的，所述传动架为偶数且至少有两个，位于绳轮的下方且平均分配地与两条钢缆转动连接。基于提升装置的放射性废树脂界面测量装置，本发明还提供了其应用方法，包括以下步骤
Ca)通过进料管向树脂贮存罐内注入放射性废树脂和水的混合物，同时承载体通过提升装置向上升，此时密度传感器被承载体向上抬； (b)承载体和密度传感器向上升后停止；
(C)停止注入放射性废树脂和水的混合物，由于废树脂密度大于水，因此放射性废树脂将沉入树脂贮存罐底，形成水和放射性废树脂两层；
(d)提升装置控制承载体以平均lm/s以上的速度下落，密度传感器受到重力同时进行下落，并且与承载体分开，由于密度传感器的密度大于水且小于放射性废树脂，因此密度传感器下落到放射性废树脂界面便停止；
(e)测量仪通过密度传感器的位置测量出放射性废树脂界面高度。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果
(1)本发明中采用密度传感器，该密度传感器适用于树脂贮存罐内的各种环境，不仅测量方便并且不会受到树脂贮存罐内的环境变化的影响；
(2)本发明通过使用测量仪取代测量杆和位置传感器，测量杆并不具备传感功能，而测量仪即为磁致伸缩位移传感器，通过与密度传感器相互作用测量出放射性废树脂界面高度，提高了效率的同时减少了装置中的模块；并且由于该磁致伸缩位移传感器本身为高精度传感器，性价比高的同时使用寿命长，并且由于其自身环境适应性强，在恶劣环境下也能正常工作而被广泛应用于各个领域，其可靠性非常高；
(3)本发明提升装置主要用于升降承载体，实现了对密度传感器的可控性提升以及自由下落，使其对放射性废树脂界面高度的测量与通过进料管注入水和放射性废树脂混合物的状态无关，从而完全避免了外界干扰，实现了废树脂界面高度的高精度测量；同时，进料管与测量仪的安装位置无须对直，不必因为贮存罐结构的不同而对测量仪进行分别安装，大大简化了安装程序，降低了安装难度；
(4)本发明中的提升装置包括电机、绳轮、传动架、钢缆，这样电机可通过控制绳轮的转动使承载体的上升和下降，因为承载体可以是重锤，重锤的材料为不锈钢或者其他金属，在电机的控制下可以忽略水和放射性废树脂对重锤下落的影响，使其的下落速度能够精确到具体值，从而保证重锤与密度传感器分开，使密度传感器在下落到放射性废树脂界面上便停止，操作简易的同时可实现程度高；
(5)本发明中传动架为偶数且至少有两个，这样传动架通过平均分配的与钢缆转动连接支撑两条钢缆带动重锤的上下运动，由于两条钢缆分别系于重锤的两端，当绳轮转动控制重锤的升降时，两条钢缆同时拉长或收缩避免了重锤重心不稳使密度传感器不能平衡浮在放射性废树脂界面上，从而测量仪不能精确测量出放射性废树脂界面的缺陷。


图I为本发明一实施例I的结构示意图。图2为本发明一实施例2的结构示意图。图3为本发明一实施例3的结构示意图。
图4为本发明一实施例I的流程图。其中附图标记对应的部件名称为
I一水，2—放射性废树脂，3—承载体，4一密度传感器，5—测量仪，6—进料管，7—钢缆，8—平台，9 一第一电机，10—绳轮，11 一传动架，12—树脂贮存罐，13—支撑杆，14 一平衡板，15一伸缩轴，16一第二电机，17一滑动销，18—电磁铁，19—线圈,20—弹簧。
具体实施例方式下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例I
如图I所示的基于提升装置的放射性废树脂界面测量装置中，所述提升装置包括均设置于平台上的电机和传动架，通过转轴与电机相连的绳轮，缠绕于绳轮上并与传动架转动连接的两条钢缆。其中所述测量装置的应用方法，主要通过以下步骤完成
(1)如图I所示的树脂贮存罐，其中将测量仪5从上往下依次活动接入密度为7.9g/cm3承载体3和密度传感器4，并穿过承载体和密度传感器的中心，然后将测量仪竖直深入树脂贮存罐；其中该承载体为由外表涂有防腐材料的矩形铁块做成的重锤，此测量仪为磁致伸缩位移传感器；
(2)将重锤上表面的两端分别系上两条长度相同的钢缆，并且将每一条钢缆分别与固定在平台上的两个传动架转动连接，并且缠绕于传动架上端的绳轮，由于绳轮通过转动轴与第一电机连接，因此绳轮可以通过第一电机的控制从而转动使钢缆伸长或者收短来提升重锤或使重锤下落。其中钢缆、传动架、绳轮与第一电机组成提升装置；
(3)通过进料管向树脂贮存罐注入放射性废树脂I和水2的混合物，同时启动第一电机，通过转轴带动绳轮转动，收缩钢缆，将重锤向上提，此时重锤将密度传感器向上抬；
(4)重锤将密度传感器抬高到接近测量仪顶部的位置停止；持续注入放射性废树脂和水的混合物；
(5)由于放射性废树脂密度大于水的密度，待停止注入放射性废树脂和水的混合物后，根据注入量决定放射性废树脂沉入水底的时间，待放射性废树脂已全部沉入水底并稳定后，第一电机再次控制绳轮的转动，释放钢缆，使重锤以2m/s的速度下落；
(6)经试验得知，由于重力和水的浮力两个共同原因，密度传感器的下落速度将小于重锤的下落速度，因此密度传感器下落缓慢，并且在下降到放射性废树脂界面时停止，浮在放射性废树脂界面上；
(7)待密度传感器停止下落后，测量仪通过密度传感器的位置测量出放射性废树脂界面的高度。实施例2
与实施例I的区别在于，如图2所示的提升装置包括系于承载体上表面两端的弹簧20、设置于承载体正下方并固定在树脂贮存罐底内的电磁铁18以及电磁铁上的线圈19，因此实现对放射性废树脂界面高度的测量包括以下步骤
(I)如图2所示的树脂贮存罐，其中将测量仪5从上往下依次活动接入密度为7. 9g/cm3承载体3和密度传感器4，并穿过承载体和密度传感器的中心，然后将测量仪竖直深入树脂贮存罐；其中该承载体为由外表涂有防腐材料的矩形滑动销17做成，所述测量仪磁致伸缩位移传感器；
(2)滑动销上表面的两端分别系上两条长度相同的弹簧，并且将每一根弹簧分别与树脂贮存罐的顶部相连接，在不对弹簧进行施力时，承载体仅受重力影响；承载体的正下方树脂贮存罐内的底部还固定有与滑动销相配合的电磁铁；电磁铁下面、树脂贮存罐外部固定有线圈，通过进料管向树脂贮存罐注入放射性废树脂和水的混合物。不给线圈通电时，由于电磁铁周围不产生磁场，因此同时弹簧将滑动销提升到接近树脂贮存罐顶部的位置，且承载体抬高密度传感器；
(3)滑动销将密度传感器抬高到接近测量仪顶部的位置停止，此时持续注入放射性废树脂和水的混合物；
(4)由于放射性废树脂密度大于水的密度，待停止注入放射性废树脂和水的混合物后，根据注入量决定放射性废树脂沉入水底的时间；待放射性废树脂已全部沉入水底并稳定后，给线圈供电，电磁铁通过线圈电流而产生磁场，此时电磁铁将吸引滑动销沿着磁致伸缩位移传感器向下以5m/s的速度滑动；
(5)经试验得知，由于重力和水的浮力两个共同原因，密度传感器的下落速度将小于滑动销的下落速度，因此密度传感器下落缓慢，并且在下降到放射性废树脂界面时停止，浮在放射性废树脂界面上；
(6)待密度传感器停止下落后，测量仪通过密度传感器的位置测量出放射性废树脂界面的高度。 实施例3
与实施例I的区别在于，所述提升装置设于树脂贮存罐下方，因此实现对放射性废树脂界面高度的测量包括以下步骤
(1)如图3所示的树脂贮存罐，其中将测量仪5从上往下依次活动接入密度为7.9g/cm3承载体3和密度传感器4，并穿过承载体和密度传感器的中心，然后将测量仪竖直深入树脂贮存罐；其中该承载体为由不锈钢做成的支撑板，，所述测量仪磁致伸缩位移传感器；
(2)支撑板下表面的两端分别固定有一个支撑杆，且两个支撑杆长度相同，另一端固定于平衡板的两端，平衡板的下表面连接有伸缩轴，该伸缩轴另一端与第二电机相连，其中所述两个支撑杆、平衡板、伸缩轴和第二电机组成提升装置；
(3)通过进料管向树脂贮存罐注入放射性废树脂和水的混合物，同时启动第二电机，带动伸缩轴使其伸长，从而拖动支撑板沿着磁致伸缩位移传感器向上滑动，此时支撑板将密度传感器向上抬；
(4)支撑板将传感器抬高到接近磁致伸缩位移测量仪顶部的位置停止；此时持续注入放射性废树脂和水的混合物；
(5)由于放射性废树脂密度大于水的密度，待停止注入放射性废树脂和水的混合物后，根据注入量决定放射性废树脂沉入水底的时间，待放射性废树脂已全部沉入水底并稳定后，第二电机再次控制伸缩轴缩短，使支撑板以4m/s的速度下落；
(6)经试验得知，由于重力和水的浮力两个共同原因，密度传感器的下落速度将小于重锤的下落速度，因此密度传感器下落缓慢，并且在下降到放射性废树脂界面时停止，浮在放射性废树脂界面上；、(7)待密度传感器停止下落后，测量仪通过密度传感器的位置测量出放射性废树脂界面的高度。按照上述实施例，便 可很好地实现本发明。
权利要求
1.基于提升装置的放射性废树脂界面测量装置，包括树脂贮存罐(12)，位于树脂贮存罐(12)内的密度传感器(4)，设置于树脂贮存罐(12)上的进料管(6)，其特征在于还包括竖直深入树脂贮存罐(12)且与密度传感器(4)滑动连接的测量仪(5)，中心穿过测量仪(5)并与测量仪(5)滑动连接的承载体(3)、与承载体(3)两端相连接的提升装置，其中所述承载体(3)位于密度传感器(4)下方且密度大于密度传感器(4)。
2.根据权利要求I所述的基于提升装置的放射性废树脂界面测量装置，其特征在于，所述密度传感器(4)的密度为I. (Tl. 12g/cm3。
3.根据权利要求2所述的基于提升装置的放射性废树脂界面测量装置，其特征在于，所述测量仪(5)为磁致伸缩位移传感器。
4.根据权利要求3所述的基于提升装置的放射性废树脂界面测量装置，其特征在于， 所述承载体(3)为重锤。
5.根据权利要求I所述的基于提升装置的放射性废树脂界面测量装置，其特征在于，还包括固定有提升装置且位于测量仪(5)上方的平台，其中所述提升装置包括均设置于平台(8 )上的第一电机(9 )和传动架(11)，通过转轴与第一电机(9 )相连的绳轮(10 )，缠绕于绳轮(10)上并与传动架(11)转动连接的两条钢缆(7)。
6.根据权利要求5所述的基于提升装置的放射性废树脂界面测量装置，其特征在于，所述传动架(11)为偶数且至少有两个，位于绳轮(10)的下方且平均分配地与两条钢缆(7)转动连接。
7.基于提升装置的放射性废树脂界面测量装置的应用方法，其特征在于，包括以下步骤 Ca)通过进料管向树脂贮存罐内注入放射性废树脂和水的混合物，同时承载体通过提升装置向上升，此时密度传感器被承载体向上抬； (b)承载体和密度传感器向上升后停止； (C)停止注入放射性废树脂和水的混合物，由于废树脂密度大于水，因此放射性废树脂将沉入树脂贮存罐底，形成水和放射性废树脂两层； (d)提升装置控制承载体以平均lm/s以上的速度下落，密度传感器受到重力同时进行下落，并且与承载体分开，由于密度传感器的密度大于水且小于放射性废树脂，因此密度传感器下落到放射性废树脂界面便停止； (e)测量仪通过密度传感器的位置测量出放射性废树脂界面高度。
全文摘要
本发明公开了一种基于提升装置的放射性废树脂界面测量装置及其应用方法，其中该测量装置包括树脂贮存罐，位于树脂贮存罐内的密度传感器，设置于树脂贮存罐上的进料管，还包括竖直深入树脂贮存罐且与密度传感器上下转动连接的测量仪，位于测量仪上方的平台以及提升装置。本发明克服了测量杆的安装位置与进料口无法直对时造成测量出的放射性废树脂界面高度存在误差超值的缺陷，使其测量仪和密度传感器的位置与进料管位置、状态均无关，测量精准。
文档编号G01F23/00GK102749123SQ20121025905
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者孙琳, 孙益晖 申请人:成都中核鑫星应用技术研究所