核电厂中两种液位计的比较（上）

以往，核电厂核岛液位测量多采用差压变送器、电容式液位仪表等，这些仪表均为接触式仪表。而超声波和雷达液位计主要采用非接触式液位测量。非接触式测量，不受容器内液体密度的影响，适用于腐蚀性、高粘度、颗粒杂质等场合的液位测量，安装维护方便。因此，核电站在某些适用场合可以考虑超声波和雷达液位计。今天我们分上下篇，从不同角度一起看看在核电厂中，雷达液位计与超声波液位计有什么不同。

影响超声波和微波回波强度的因素是不同的，超声波是一种机械波，机械波在传播过程中受传播介质稳定性的影响。粉尘、蒸汽等都会引起空气波动，降低回波的质量和强度，影响液位测量效果。雷达微波是电磁波，电磁波在传播过程中不受传播介质稳定性的影响，只与其介电常数有关，介电常数越稳定，越有利于电磁波的传播，介电常数太小的介质很难测量。当空气中含有铁合金等高介电粉尘时，会影响液位测量效果。由于微波传播的波速几乎不受环境影响，雷达液位计的测量精度高于超声波液位计，能适应一些超声波技术无法胜任的工况，如高温度、高压、湍流、蒸汽、泡沫、挥发物等。对于核电站来说，容器内一般不会有高介电粉尘，所以对测量精度要求高的测点可以考虑雷达液位计。以核电站安全注水箱液位测量为例，安全注水箱的中压注水主要用于某些事故工况。当事故发生时，安全注入罐中的硼水会在几分钟内被排空，测量精度非常高，所以单从精度上来说，可以考虑雷达液位计。

压力影响和应用也是不同的，由于超声波液位计采用机械波传播和测距原理，声波需要空气作为传播介质，因此只能在常压下使用，不建议在工作条件下使用压力超过0.2MPa。当压力过大时，传感器的辐射面会产生很大的压力，阻碍发射面的振动，降低传感器的发射效率;负压低于-0.03MPa也不推荐，因为超声波是通过介质传播的，不能在真空中传播。当空气减少时，传声损失会增加。雷达液位计的最大工作压力可达40MPa，微波在真空中可以传播，因此雷达液位计可用于测量密封负压罐内的液位。核电站压力容器较多，不能使用超声波液位计，可以考虑雷达液位计。

温度的影响和适用范围不同，声波在气体中的传播速度与温度有关，一般只能在80℃以内使用。虽然超声波液位计一般在传感器内装有热敏元件，可以测量环境温度进行补偿，但传感器一般安装在罐体顶部，当被测材料的温度较高时，从上到下会出现温度梯度。在传感器安装点测量的温度代表行程的平均温度会引入测量误差。温度对雷达液位计的测量影响不大，但其适用温度范围与传感器天线的材料、密封结构等有关。核电站中，设计温度较高的液位测量场合较多，不宜采用超声波液位计，可考虑雷达液位计，超声波液位计主要考虑在常温常压条件下使用。