RU2559117C2 - Conductometric method to measure liquid level - Google Patents

Conductometric method to measure liquid level Download PDF

Info

Publication number
RU2559117C2
RU2559117C2 RU2013140331/28A RU2013140331A RU2559117C2 RU 2559117 C2 RU2559117 C2 RU 2559117C2 RU 2013140331/28 A RU2013140331/28 A RU 2013140331/28A RU 2013140331 A RU2013140331 A RU 2013140331A RU 2559117 C2 RU2559117 C2 RU 2559117C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
level
wall
tank
reservoir
Prior art date
Application number
RU2013140331/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013140331A (en
Inventor
Иван Дмитриевич Вельт
Сергей Иванович Кузнецов
Юлия Владимировна Михайлова
Original Assignee
Открытое акционерное общество научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения "НИИТеплоприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения "НИИТеплоприбор" filed Critical Открытое акционерное общество научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения "НИИТеплоприбор"
Priority to RU2013140331/28A priority Critical patent/RU2559117C2/en
Publication of RU2013140331A publication Critical patent/RU2013140331A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2559117C2 publication Critical patent/RU2559117C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of control of level of electroconductive media, preferably liquid metals in nuclear power industry. The conductometric method makes it possible to measure level of liquid metal without introduction of any elements of the level indicator structure inside the reservoir, where the liquid metal is placed. The method consists in the fact that in the area of possible position or displacement of the level of liquid sodium in the reservoir, electric field is developed on the external surface of the reservoir wall. Then on the selected local area arranged on the external wall of the reservoir with the help of two electrodes and a measurement device, they measure intensity of electric field, using which, they calculate presence of one of media on this section behind the reservoir wall, electric conductivity of which corresponds to either liquid sodium or air. Electrodes via certain gaps are installed on the entire area of the possible level position. By serial or simultaneous probing of a wall at different sections of the reservoir by a discrete-analogue method they determine a place, where there is an interface between air and liquid sodium, i.e. position of liquid metal level is determined in the reservoir. Electric field is developed with the help of current supplied to two electrodes, contacting at the outer side of the reservoir wall, besides, one of electrodes is located on the highest part of the reservoir, where the level of liquid sodium may reach, and the other electrode is on the lowest part of the reservoir. Electric field intensity on the outer surface of the reservoir wall is determined by measurement of ratio of the potential difference between two probing electrodes arranged along the vertical line on a certain selected local area of the outer surface of the reservoir, to the distance between these electrodes.
EFFECT: reliable monitoring of a liquid medium level with provision of specified metrological characteristics in wide range of temperatures, as well as continuity of control and moderate cost.
6 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области контроля уровня электропроводных жидкостей и может быть использовано преимущественно для измерения уровня жидких металлов в атомной энергетике.The present invention relates to the field of monitoring the level of electrically conductive liquids and can be used primarily for measuring the level of liquid metals in nuclear energy.

Известен кондуктометрический способ измерения уровня электропроводной жидкости, предусматривающий подведение электрического тока к жидкости с помощью электродов, расположенных на различной высоте, измерение потенциалов электродов с помощью измерительного устройства и вычисление дискретно-аналоговым способом положения уровня жидкости [1]. Способ измерения уровня основывается на выявлении разницы, существующей между электропроводностью воздуха и различных жидкостей - щелочей, кислот или водопроводной воды. Электропроводность жидкости или воздуха фиксируется измерительным устройством. Уровнемеры встречаются различной модификаций: с двумя, тремя и большим количеством электродов. Многоэлектродные уровнемеры используются для контроля уровня, изменяющегося в широких пределах, или для контроля нескольких фиксированных положений уровня электропроводной жидкости.A known conductometric method for measuring the level of an electrically conductive liquid, comprising applying an electric current to a liquid using electrodes located at different heights, measuring the potentials of the electrodes using a measuring device and calculating the position of the liquid level in a discrete-analog way [1]. The level measurement method is based on identifying the difference that exists between the electrical conductivity of air and various liquids - alkalis, acids or tap water. The electrical conductivity of the liquid or air is fixed by a measuring device. Level gauges are found in various modifications: with two, three and a large number of electrodes. Multi-electrode level gauges are used to control a level that varies over a wide range, or to control several fixed positions of the level of an electrically conductive liquid.

Недостатком известного способа является необходимость введения электродов внутрь резервуара для обеспечения их контактов с измеряемой жидкостью.The disadvantage of this method is the need to introduce electrodes into the tank to ensure their contact with the measured liquid.

В атомной промышленности возникла задача измерения уровня жидкого натрия, находящегося в резервуаре, внутрь которого не допускается проникновение каких-либо элементов конструкции уровнемера. Это связано с необходимостью обеспечения особо высокой надежности резервуара.In the nuclear industry, the problem arose of measuring the level of liquid sodium in a tank, into which no penetration of any structural elements of the level gauge is allowed. This is due to the need to ensure particularly high reliability of the tank.

Жидкие металлы, в том числе и натрий, также являются электропроводными жидкостями, однако отличаются от щелочей, кислот и водопроводной воды тем, что их электропроводность на несколько порядков больше. Электропроводность жидкого натрия составляет приблизительно 0,6×107 См/м, а электропроводность водопроводной воды, кислот и щелочей находится в пределах от 10-4 до 10-1 См/м.Liquid metals, including sodium, are also electrically conductive fluids, however, they differ from alkalis, acids, and tap water in that their electrical conductivity is several orders of magnitude greater. The electrical conductivity of liquid sodium is approximately 0.6 × 10 7 S / m, and the electrical conductivity of tap water, acids and alkalis ranges from 10 -4 to 10 -1 S / m.

Высокая температура (до 300-525°C), сложная радиационная обстановка, а также чрезвычайно высокие требования к надежности существенно ограничивают возможности в выборе способа измерения уровня.High temperatures (up to 300-525 ° C), difficult radiation conditions, and extremely high reliability requirements significantly limit the ability to choose a level measurement method.

Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы измерить уровень жидкого натрия без проникновения в резервуар каких-либо элементов конструкции уровнемера, если резервуар выполнен из нержавеющей стали.The technical task of the invention is to measure the level of liquid sodium without penetrating into the tank any structural elements of the level gauge, if the tank is made of stainless steel.

Предлагаемый кондуктометрический способ позволяет зондировать сквозь металлическую стенку резервуара и определять присутствие или отсутствие в резервуаре среды с высокой электропроводностью.The proposed conductometric method allows to probe through the metal wall of the tank and to determine the presence or absence in the tank of a medium with high electrical conductivity.

Предлагаемый способ состоит в том, что в зоне возможного положения или перемещения уровня жидкого натрия в резервуаре на внешней поверхности стенки резервуара создается электрическое поле. При этом зондирование наличия жидкого металла за стенкой резервуара производится следующим образом. На выбранной локальной области, расположенной на внешней стенке резервуара, с помощью двух электродов и измерительного устройства измеряется напряженность электрического поля, по которой вычисляется присутствие на данном участке за стенкой резервуара одной из сред, электропроводность которой соответствует либо жидкому натрию, либо воздуху. Электроды через определенные промежутки устанавливаются на всей зоне возможного положения уровня. Последовательным или одновременным зондированием стенки на различных участках резервуара дискретно-аналоговым способом определяется место, где находится граница раздела между воздухом и жидким натрием, т.е. определяется положение уровня жидкого металла в резервуаре.The proposed method consists in the fact that in the zone of a possible position or movement of the liquid sodium level in the tank, an electric field is created on the outer surface of the tank wall. While sensing the presence of liquid metal behind the wall of the tank is as follows. In a selected local region located on the outer wall of the tank, two electrodes and a measuring device measure the electric field strength, which calculates the presence of one of the media in the given section behind the tank wall, the electrical conductivity of which corresponds to either liquid sodium or air. Electrodes at certain intervals are installed on the entire area of the possible position of the level. By sequential or simultaneous sounding of the wall in different parts of the reservoir, the place where the interface between air and liquid sodium is located is determined by a discrete-analogue method, i.e. the position of the liquid metal level in the tank is determined.

Электрическое поле образуется с помощью тока, подводимого к двум электродам, контактирующим с внешней стороной стенки резервуара, причем один из электродов находится на самой верхней части резервуара, куда может подняться уровень жидкого натрия, а другой электрод находится на самой нижней части резервуара. Напряженность электрического поля на внешней поверхности стенки резервуара определяется путем измерения отношения разности потенциалов между двумя зондирующими электродами, расположенными по вертикали на некоторой выбранной локальной области внешней поверхности резервуара, к расстоянию между этими электродами.An electric field is generated by the current supplied to two electrodes in contact with the outer side of the tank wall, one of the electrodes being on the very top of the tank, where the level of liquid sodium can rise, and the other electrode is on the lowest part of the tank. The electric field strength on the outer surface of the tank wall is determined by measuring the ratio of the potential difference between two probing electrodes located vertically on some selected local area of the outer surface of the tank to the distance between these electrodes.

Суть изобретения состоит в следующем.The essence of the invention is as follows.

Ток, создающий электрическое поле в стенке резервуара, всегда имеет одни и те же параметры, обеспечиваемые стабильным источником. Если резервуар пустой, т.е. в нем нет жидкого натрия, то ток протекает только по стенке резервуара, в этом случае напряженность электрического поля на внешней стенке определяется электропроводностью нержавеющей стали и толщиной стенки резервуара. При заданном значении подводимого тока, чем тоньше стенка резервуара и чем меньше электропроводность стали, из которой выполнен резервуар, тем больше напряженность электрического поля на его стенке.The current creating an electric field in the tank wall always has the same parameters provided by a stable source. If the tank is empty, i.e. there is no liquid sodium in it, then the current flows only along the wall of the tank, in this case the electric field on the outer wall is determined by the electrical conductivity of stainless steel and the wall thickness of the tank. For a given value of the input current, the thinner the wall of the tank and the lower the electrical conductivity of the steel from which the tank is made, the greater the electric field strength on its wall.

Если резервуар заполнен жидким натрием, то благодаря шунтирующему действию значительного слоя жидкого натрия, обладающего высокой электропроводностью, напряженность на внешней стенке резервуара становится существенно ниже по сравнению с тем, когда резервуар был пустым. Чем выше электропроводность жидкого металла и чем толще его слой, контактирующий со стенкой, тем разительнее уменьшение напряженности электрического поля на стенке резервуара. Электропроводность жидкого натрия приблизительно в три раза выше электропроводности нержавеющей стали, а толщина слоя, прилегающего к стенке жидкого металла во много раз больше размера стенки.If the tank is filled with liquid sodium, then due to the shunting effect of a significant layer of liquid sodium having high electrical conductivity, the tension on the outer wall of the tank becomes significantly lower compared to when the tank was empty. The higher the electrical conductivity of the liquid metal and the thicker its layer in contact with the wall, the more striking the decrease in the electric field strength on the tank wall. The electrical conductivity of liquid sodium is approximately three times higher than the electrical conductivity of stainless steel, and the thickness of the layer adjacent to the liquid metal wall is many times larger than the wall size.

Таким образом, предлагаемый кондуктометрический способ позволяет зондировать сквозь металлическую стенку резервуара присутствие или отсутствие за стенкой среды, обладающей высокой электропроводностью.Thus, the proposed conductometric method allows to probe through the metal wall of the tank the presence or absence of a medium with high electrical conductivity behind the wall of the tank.

Определение уровня жидкого металла в широком диапазоне его изменения производится известным дискретно-аналоговым способом по результатам измерения потенциалов на внешней поверхности резервуара с помощью нескольких электродов, расположенных на разной высоте по внешней поверхности стенки резервуара, и многоканального измерительного устройства.The determination of the level of liquid metal in a wide range of its changes is made by a well-known discrete-analogue method based on the results of measuring potentials on the outer surface of the tank using several electrodes located at different heights on the outer surface of the tank wall, and a multi-channel measuring device.

Рис.1, 2 и 3 поясняют предлагаемый кондуктометрический способ измерения уровня. На рис.1 изображен цилиндрический резервуар 1 высотой, например, порядка 6-7 метров, выполненный из нержавеющей стали, в котором находится жидкий натрий 2 при рабочей температуре 300-525°C. К внешней стороне резервуара 1 приварены электроды 3, изготовленные из нержавеющей стали. Два крайних электрода - токовые, а остальные предназначены для зондирования стенки резервуара. Все электроды расположены по вертикальной линии (по образующей цилиндра резервуара) на равном расстоянии друг от друга, например, приблизительно через 400-500 мм. Источник стабильного импульсного, биполярного низкочастотного (0,5-5 Гц) тока подводится к двум токовым электродам, один из которых находится выше всех электродов, а другой - ниже всех электродов. Ток протекает по стенке резервуара, создавая на стеке электрическое поле, напряженность которого имеет вертикально направленную компоненту. Достаточной величиной тока является такой ток, при котором минимальная разность потенциалов между любыми двумя смежными зондовыми электродами при условии, что в резервуаре отсутствует натрий, составляет не менее 100-150 мкВ. Когда натрий заполняет резервуар до уровня, полностью замыкающего рассматриваемую смежную пару зондовых электродов, разность потенциалов этой пары электродов уменьшается в несколько раз. Электропроводность нержавеющей стали, из которой изготовлен резервуар, составляет приблизительно 0,2×107 См/м. Натрий при температуре более 300°C обеспечивает хороший электрический контакт с нержавеющей сталью. Высокая электропроводность натрия и большой его слой (выражаемый в долях от толщины стенки резервуара) оказывают значительное шунтирующее действие, которое резко снижает напряженность электрического поля на внешней поверхности резервуара, где расположена пара зондирующих электродов.Figs. 1, 2, and 3 explain the proposed conductometric method for measuring the level. Figure 1 shows a cylindrical tank 1 with a height, for example, of the order of 6-7 meters, made of stainless steel, in which there is liquid sodium 2 at an operating temperature of 300-525 ° C. Electrodes 3 made of stainless steel are welded to the outside of the tank 1. The two extreme electrodes are current, and the rest are designed to probe the tank wall. All electrodes are located in a vertical line (along the generatrix of the cylinder of the tank) at an equal distance from each other, for example, after about 400-500 mm. A source of stable pulsed, bipolar low-frequency (0.5-5 Hz) current is supplied to two current electrodes, one of which is above all electrodes, and the other is below all electrodes. Current flows through the tank wall, creating an electric field on the stack, the intensity of which has a vertically directed component. A sufficient current is such a current at which the minimum potential difference between any two adjacent probe electrodes, provided that there is no sodium in the tank, is at least 100-150 μV. When sodium fills the reservoir to a level that completely closes the adjacent adjacent pair of probe electrodes, the potential difference of this pair of electrodes decreases several times. The electrical conductivity of the stainless steel of which the tank is made is approximately 0.2 × 10 7 S / m. Sodium at temperatures above 300 ° C provides good electrical contact with stainless steel. The high electrical conductivity of sodium and its large layer (expressed in fractions of the wall thickness of the tank) have a significant shunting effect, which dramatically reduces the electric field on the outer surface of the tank, where a pair of probe electrodes is located.

Применение импульсного электрического поля позволяет отделить информативную компоненту сигнала от всех помех электромагнитного происхождения, изменение которых во времени не кратно частоте изменения электрического поля. Обработка сигнала с электродов производится следующим образом. В период переходного процесса, соответствующего времени переключения полярности тока и, следовательно, электрического поля, сигналы с зондовых электродов не измеряются, сигналы с электродов измеряются только в те моменты времени, когда электрическое поле устанавливается постоянным. Суммирование сигналов, измеренных при положительном и отрицательном значениях полярности электрического поля, обеспечивает устранение всех паразитных сигналов, происхождение которых не связано с электрическим полем, создаваемым током.The use of a pulsed electric field allows you to separate the informative component of the signal from all interference of electromagnetic origin, the change of which in time is not a multiple of the frequency of change of the electric field. The signal processing from the electrodes is as follows. During the transient period corresponding to the time of switching the polarity of the current and, consequently, the electric field, the signals from the probe electrodes are not measured, the signals from the electrodes are measured only at those times when the electric field is set constant. The summation of the signals measured with positive and negative values of the polarity of the electric field, eliminates all spurious signals whose origin is not connected with the electric field created by the current.

Таким образом, помехи, вызванные промышленной частотой и термо-эдс, полностью устраняются. Благодаря этому достигается высокая точность измерения уровня. При этом мощность источника тока не превышает 0,5-1,0 Вт.Thus, interference caused by industrial frequency and thermal emf are completely eliminated. Due to this, high level measurement accuracy is achieved. The power of the current source does not exceed 0.5-1.0 watts.

Когда положение уровня жидкого металла оказывается между двумя смежными зондирующими электродами, вычисляется поправка Δγ к результату дискретного измерения уровня с помощью нескольких зондовых электродов, расположенных ниже рассматриваемой пары. Поправка Δγ определяется по формулеWhen the liquid metal level position is between two adjacent probing electrodes, the correction Δγ to the result of a discrete level measurement using several probe electrodes located below the pair under consideration is calculated. The correction Δγ is determined by the formula

Δ y = λ ( U U n ) U ν U n ( 1 )

Figure 00000001
Δ y = λ ( U - U n ) U ν - U n ( one )
Figure 00000001

где Δγ - расстояние уровня до нижнего из двух электродов, между которыми он оказался, λ - расстояние между этими электродами, U - текущая разность потенциалов между этими электродами, Uν - разность потенциалов между этими электродами, когда на обратной стороне стенки находится воздух на всем расстоянии λ, Un - разность потенциалов между этими электродами, когда на обратной стороне стенки находится натрий на всем расстоянии λ.where Δγ is the distance of the level to the lower of the two electrodes between which it turned out, λ is the distance between these electrodes, U is the current potential difference between these electrodes, U ν is the potential difference between these electrodes, when there is air on the whole side of the wall the distance λ, U n is the potential difference between these electrodes when sodium is located on the back of the wall over the entire distance λ.

Чем чаще по вертикали резервуара расположены электроды, тем ниже предъявляются требования к точности вычисления поправки.The more often the electrodes are located vertically in the tank, the lower are the requirements for the accuracy of the correction calculation.

Уровнемер работает следующим образом. Источник стабильного импульсного, биполярного низкочастотного (0,5-5 Гц) тока подводится к двум токовым электродам. Ток протекает по стенке резервуара, создавая на его стенке электрическое поле, напряженность которого имеет вертикально направленную компоненту. Многоканальное измерительное устройство последовательно или одновременно измеряет потенциалы на зондовых электродах и известным дискретно-аналоговым способом вычисляет положение уровня жидкого металла в резервуаре.The level gauge works as follows. A source of stable pulsed, bipolar low-frequency (0.5-5 Hz) current is supplied to two current electrodes. Current flows along the wall of the tank, creating an electric field on its wall, the intensity of which has a vertically directed component. A multichannel measuring device sequentially or simultaneously measures the potentials on the probe electrodes and calculates the position of the level of liquid metal in the tank in a known discrete-analog way.

На рис.2 приведена схема уровнемера, применяемая в случае, если имеется возможность ввести внутрь резервуара элементы конструкции уровнемера. Уровнемер имеет полый цилиндрический корпус 4, на внутренней стенке которого по вертикали расположены токовые и зондовые электроды 3. Корпус уровнемера установлен вертикально внутри резервуара 1, который наполнен жидким натрием 2.Fig. 2 shows the level gauge circuitry used if it is possible to introduce the level gauge construction elements into the tank. The level gauge has a hollow cylindrical body 4, on the inner wall of which the current and probe electrodes 3 are located vertically. The level gauge body is mounted vertically inside the tank 1, which is filled with liquid sodium 2.

Источник стабильного импульсного, биполярного низкочастотного (0,5-5 Гц) тока подводится к двум токовым электродам, один из которых находится выше всех электродов, а другой - ниже всех электродов. Ток протекает по стенке корпуса, создавая на его стенке электрическое поле, напряженность которого имеет вертикально направленную компоненту. Достаточной величиной тока является такой ток, при котором минимальная разность потенциалов между любыми двумя смежными зондовыми электродами при условии, что в резервуаре отсутствует натрий, составляет не менее 100-150 мкВ. Когда натрий заполняет резервуар до уровня, полностью замыкающего рассматриваемую смежную пару зондовых электродов, разность потенциалов этой пары электродов уменьшается в несколько раз. Уровнемер, изображенный на рис.2 работает таким же образом, как и уровнемер, изображенный на рис.1.A source of stable pulsed, bipolar low-frequency (0.5-5 Hz) current is supplied to two current electrodes, one of which is above all electrodes, and the other is below all electrodes. Current flows along the wall of the housing, creating an electric field on its wall, the intensity of which has a vertically directed component. A sufficient current is such a current at which the minimum potential difference between any two adjacent probe electrodes, provided that there is no sodium in the tank, is at least 100-150 μV. When sodium fills the reservoir to a level that completely closes the adjacent adjacent pair of probe electrodes, the potential difference of this pair of electrodes decreases several times. The level gauge shown in Fig. 2 works in the same way as the level gauge shown in Fig. 1.

Рис.3 поясняет способ, обеспечивающий измерение уровня в узкой зоне. Такой случай обычно возникает, когда требуется сигнализация о достижении уровня наперед заданного значения. На внешней стороне резервуара 1, в котором находится жидкий металл (натрий) 2, размещаются две пары электродов 3, приваренных к наружной стенке резервуара в двух точках, расположенных по вертикали на некотором расстоянии друг от друга. Причем в каждой точке приварен один токовый электрод и один зондовый электрод. Источник стабильного импульсного, биполярного низкочастотного (0,5-5 Гц) тока подводится к двум токовым электродам, а измерение напряженности электрического поля производится двумя зондовыми электродами.Fig. 3 illustrates a method for level measurement in a narrow zone. Such a case usually occurs when an alarm is required to reach a level ahead of the set value. On the outer side of the tank 1, in which the liquid metal (sodium) 2 is located, two pairs of electrodes 3 are placed, welded to the outer wall of the tank at two points located vertically at some distance from each other. Moreover, at each point one current electrode and one probe electrode are welded. A source of stable pulsed, bipolar low-frequency (0.5-5 Hz) current is supplied to two current electrodes, and electric field strength is measured by two probe electrodes.

Для того чтобы напряженность электрического поля была бы чувствительной к жидкому металлу, минимальное расстояние между токовыми электродами должно быть не менее 8-12 толщин стенки резервуара. Достаточной величиной тока является такой ток, при котором минимальная разность потенциалов между любыми двумя электродами при условии, что в резервуаре отсутствует натрий, составляет не менее 100-150 мкВ.In order for the electric field strength to be sensitive to liquid metal, the minimum distance between current electrodes should be at least 8-12 tank wall thicknesses. A sufficient current is such a current at which the minimum potential difference between any two electrodes, provided that there is no sodium in the tank, is at least 100-150 μV.

Сигнализатор уровня работает следующим образом. Необходимое значение биполярного импульсного низкочастотного тока пропускается через токовые электроды. Ток протекает по стенке резервуара, создавая на стеке электрическое поле, напряженность которого имеет вертикально направленную компоненту. Разность потенциалов между зондовыми электродами измеряется измерительным устройством, которое вычисляет напряженность электрического поля в промежутке, между двумя точками, к которым приварены электроды. Если напряженность электрического поля высокая, то жидкий натрий находится ниже нижнего электрода, если напряженность электрического поля низкая, то уровень достиг верхнего электрода. Если уровень находится где-то между электродами, то положение уровня определяется по формуле (1).The level switch operates as follows. The required value of the bipolar pulsed low-frequency current is passed through the current electrodes. Current flows through the tank wall, creating an electric field on the stack, the intensity of which has a vertically directed component. The potential difference between the probe electrodes is measured by a measuring device that calculates the electric field strength in the gap between the two points to which the electrodes are welded. If the electric field is high, then liquid sodium is below the lower electrode, if the electric field is low, then the level has reached the upper electrode. If the level is somewhere between the electrodes, then the position of the level is determined by the formula (1).

Технический результат: надежный контроль уровня жидкого металла при обеспечении заданных метрологических характеристик в широком диапазоне температур, а также непрерывность контроля и умеренная стоимость. Предлагаемый кондуктометрический способ измерения уровня жидких металлов найдет применение в атомно-энергетической промышленности.Technical result: reliable control of the level of liquid metal while ensuring the specified metrological characteristics in a wide temperature range, as well as the continuity of control and moderate cost. The proposed conductometric method for measuring the level of liquid metals will find application in the nuclear energy industry.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство №473057, G01F 23/24, бюллетень №21, 1975 г.1. Copyright Certificate No. 473057, G01F 23/24, Bulletin No. 21, 1975

Claims (6)

1. Кондуктометрический способ измерения уровня электропроводной жидкости, находящейся в резервуаре с металлической стенкой, предусматривающий подведение тока к жидкости с помощью нескольких электродов, расположенных на различной высоте, измерение потенциалов электродов с помощью многоканального измерительного устройства и вычисление положения уровня жидкости, отличающийся тем, что на внешней поверхности резервуара создается электрическое поле с вектором напряженности, направленным вдоль вертикали, с помощью тока, подводимого двумя электродами, контактирующими с внешней стороной стенки резервуара, один из которых находится выше всех других электродов, а другой находится ниже всех других электродов, а определение уровня электропроводной жидкости производится по результатам измерения потенциалов на внешней поверхности резервуара с помощью остальных электродов и многоканального измерительного устройства.1. A conductometric method for measuring the level of an electrically conductive liquid located in a tank with a metal wall, comprising applying current to the liquid using several electrodes located at different heights, measuring the potentials of the electrodes using a multi-channel measuring device and calculating the position of the liquid level, characterized in that an external surface of the tank creates an electric field with a tension vector directed along the vertical, using the current supplied to two I have electrodes in contact with the outer side of the tank wall, one of which is above all other electrodes, and the other is below all other electrodes, and the level of conductive liquid is determined by measuring the potentials on the outer surface of the tank using the remaining electrodes and a multi-channel measuring device. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что уровень электропроводной жидкости, находящийся между двумя смежными электродами, вычисляется как расстояние Δγ уровня до нижнего из этих двух электродов по формуле
Δ γ = λ ( U U n ) U ν U n
Figure 00000002

где λ - расстояние между этими электродами, U - текущая разность потенциалов между этими электродами, Uν - разность потенциалов между этими электродами, когда против них на обратной стороне стенки находится воздух на всем расстоянии λ, Un - разность потенциалов между этими электродами, когда против них на обратной стороне стенки находится электропроводная жидкость на всем расстоянии λ.
2. The method according to claim 1, characterized in that the level of the electrically conductive liquid located between the two adjacent electrodes is calculated as the distance Δγ of the level to the lower of the two electrodes according to the formula
Δ γ = λ ( U - U n ) U ν - U n
Figure 00000002

where λ is the distance between these electrodes, U is the current potential difference between these electrodes, U ν is the potential difference between these electrodes when there is air at the entire side of the wall opposite them on the back side of the wall λ, U n is the potential difference between these electrodes, when against them on the reverse side of the wall is an electrically conductive liquid over the entire distance λ.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что минимальное расстояние между двумя электродами по вертикали, к которым подводится ток, обеспечивающий электрическое поле, должно быть не менее 10-12 толщин стенки резервуара.3. The method according to claim 1, characterized in that the minimum distance between the two electrodes in the vertical direction, to which the current supplying the electric field is applied, must be at least 10-12 of the wall thickness of the tank. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрический ток, пропускаемый по стенке резервуара, является импульсным биполярным, частотой не более 0,5-5,0 Гц.4. The method according to claim 1, characterized in that the electric current passed through the wall of the tank is a pulse bipolar, frequency of not more than 0.5-5.0 Hz. 5. Способ по п.1, у резервуара, имеющего внутри полый цилиндрический корпус, расположенный вертикально, отличающийся тем, что создается электрическое поле и производится измерение потенциалов на той поверхности корпуса, которая не касается электропроводной жидкости.5. The method according to claim 1, in a tank having inside a hollow cylindrical body located vertically, characterized in that an electric field is created and potentials are measured on that surface of the body that does not touch the electrically conductive liquid. 6. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что создание электрического поля и измерение потенциалов может быть выполнено с помощью совмещения токовых электродов и электродов, которыми измеряются потенциалы. 6. The method according to claim 1 or 5, characterized in that the creation of an electric field and the measurement of potentials can be performed by combining current electrodes and electrodes that measure potentials.
RU2013140331/28A 2013-08-30 2013-08-30 Conductometric method to measure liquid level RU2559117C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013140331/28A RU2559117C2 (en) 2013-08-30 2013-08-30 Conductometric method to measure liquid level

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013140331/28A RU2559117C2 (en) 2013-08-30 2013-08-30 Conductometric method to measure liquid level

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013140331A RU2013140331A (en) 2015-03-10
RU2559117C2 true RU2559117C2 (en) 2015-08-10

Family

ID=53279629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013140331/28A RU2559117C2 (en) 2013-08-30 2013-08-30 Conductometric method to measure liquid level

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2559117C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2716601C2 (en) * 2018-03-20 2020-03-13 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения" АО "НИИТеплоприбор" Electromagnetic method of measuring flow rate of liquid metal

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1000769A1 (en) * 1981-10-02 1983-02-28 Смоленский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Электрификации Сельского Хозяйства Level indicator for electroconductive liquids
US20070204690A1 (en) * 2004-07-28 2007-09-06 Vertex Pharmaceuticals, Inc. Method for sensing levels of conductive liquids
US20110048126A1 (en) * 2009-08-27 2011-03-03 Adler Sebastian Arrangement for fill-level measurement
RU2460972C1 (en) * 2011-04-22 2012-09-10 Закрытое акционерное общество "МЕТТЭМ-технологии" Method of determining amount of electroconductive liquid and equipment system for realising said method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1000769A1 (en) * 1981-10-02 1983-02-28 Смоленский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Электрификации Сельского Хозяйства Level indicator for electroconductive liquids
US20070204690A1 (en) * 2004-07-28 2007-09-06 Vertex Pharmaceuticals, Inc. Method for sensing levels of conductive liquids
US20110048126A1 (en) * 2009-08-27 2011-03-03 Adler Sebastian Arrangement for fill-level measurement
RU2460972C1 (en) * 2011-04-22 2012-09-10 Закрытое акционерное общество "МЕТТЭМ-технологии" Method of determining amount of electroconductive liquid and equipment system for realising said method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2716601C2 (en) * 2018-03-20 2020-03-13 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения" АО "НИИТеплоприбор" Electromagnetic method of measuring flow rate of liquid metal

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013140331A (en) 2015-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6804613B2 (en) Electromagnetic flowmeter
US7546212B2 (en) Method and device for operating a flow meter
EP2800963B1 (en) Monitoring a conductive fluid conduit
US8963562B2 (en) Transducer configurations and methods for transducer positioning in electrical impedance tomography
RU2299399C2 (en) Method for determining object surface profile
US9383330B2 (en) Arrangement for determining the phase distribution in multiphase media having at least one highly conductive phase
US12098995B2 (en) Method and measuring arrangement for determining the internal corrosion rate of steel structures
JP4424511B2 (en) Electromagnetic flow meter and electromagnetic flow meter system
JP2012132794A (en) Soil moisture measuring device and method for measuring soil moisture
EP4165378B1 (en) Flow meter for measuring flow velocity in oil continuous flows
RU2559117C2 (en) Conductometric method to measure liquid level
RU2707396C2 (en) Contact sensor of specific electric conductivity of liquid
CN106441500A (en) Electric-conductive liquid level sensor applied to severe environments
RU2491538C1 (en) Contact sensor of specific electric conductivity of liquid
JP5565288B2 (en) Current density estimation method, apparatus, and anticorrosion management method, apparatus for coating damage part of underground pipe
RU2708682C1 (en) Contact sensor of specific electric conductivity of liquid
RU2392613C1 (en) Contact sensor of liquid specific electrical conductivity
US20130265063A1 (en) Method and apparatus for detecting the presence of water in a current of liquid hydrocarbons
CN103616057A (en) Method and device for measuring level of water in non-metal container or pipeline
RU2695588C1 (en) Method of measuring liquid level and device for its implementation (versions)
JP2018048830A5 (en)
RU2679042C2 (en) Method and device for defectic sciences of internal protective-insulating coatings of operating fishing pipelines
RU123525U1 (en) CORROSION SPEED SENSOR
CN209979464U (en) Corrosion-resistant detection device of metal product
JP6864843B2 (en) Electromagnetic induction type electric conductivity meter