一种钠液位传感器及钠液位检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液位测量技术领域，尤其是涉及一种钠液位传感器及钠液位检测装置。
【背景技术】
[0002]快中子反应堆(简称“快堆”)是世界上第四代先进核能系统的主力堆型，液态金属钠以其优良的热工特性成为快堆的冷却剂，用于将热量从堆芯带走。工作过程中，必须准确实时地知道液态钠在诸多容器(如主容器、缓冲罐、膨胀罐等)中的液位，从而保证反应堆的正常运行。
[0003]当前，国内外普遍利用电磁感应的原理采用两线圈(初级线圈、感应线圈)的传感器结构用于在线检测钠液位，其缺点是背景信号大、灵敏度低、稳定性差。目前还有一种三线圈的传感器，用于在线检测钠液位，该三线圈的传感器包括激励线圈(初级线圈)覆盖满测程、感应线圈设置在测程上部以及补偿线圈设置在测程下部。虽然这种技术方案的背景信号、灵敏度和稳定性相比两线圈的有较大改善，但缺点是存在测量盲区即不能测量位于补偿线圈区间的钠液位，从而具有安全隐患。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种钠液位传感器及钠液位检测装置，以解决现有技术中存在的测量钠液位的传感器的背景信号大、灵敏度低、稳定性差和安全性差的技术问题。
[0005]本发明提供了一种钠液位传感器，包括保护套管、第一线圈架和第二线圈架;所述第一线圈架套设在所述第二线圈架的外部，所述保护套管套设在所述第一线圈架的外部；所述第一线圈架上设置有感应线圈，所述第二线圈架上设置有初级线圈和补偿线圈；所述感应线圈的轴向长度等于所述第一线圈架的轴向有效长度;所述初级线圈的轴向长度等于所述第二线圈架的轴向有效长度;所述补偿线圈的轴向长度等于所述第二线圈架的轴向有效长度。。
[0006]可选地，所述感应线圈螺旋缠绕在所述第一线圈架的外表面的轴向方向上;所述初级线圈和所述补偿线圈分别螺旋缠绕在所述第二线圈架的外表面的轴向方向上;所述初级线圈和所述补偿线圈交错设置;所述初级线圈的螺旋角与所述补偿线圈的螺旋角相同。
[0007]可选地，所述感应线圈螺旋缠绕在所述第一线圈架的外表面的轴向方向上;所述第二线圈架包括第一子线圈骨架和第二子线圈骨架;所述第一子线圈骨架套设在所述第二子线圈骨架的外部；所述初级线圈螺旋缠绕在所述第一子线圈骨架的外表面的轴向方向上，所述补偿线圈螺旋缠绕在所述第二子线圈骨架的外表面的轴向方向上;所述第一线圈架的轴线、所述第一子线圈骨架的轴线和所述第二子线圈骨架的轴线共线。
[0008]进一步地，所述补偿线圈与所述初级线圈的径向间距小于所述感应线圈与所述初级线圈的径向间距。
[0009 ] 进一步地，所述补偿线圈的匝数小于所述感应线圈的匝数。
[0010]进一步地，还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述保护套管内。
[0011]进一步地，所述温度传感器为热电偶。
[0012]进一步地，还包括金属探针，用于检测钠液是否泄漏到所述保护套管内。
[0013]进一步地，所述保护套管的材质为不锈钢。
[0014]本发明还提供了一种钠液位检测装置，包括信号处理机以及所述的钠液位传感器;所述感应线圈、所述初级线圈和所述补偿线圈分别与所述信号处理机电连接。
[0015]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0016]本发明提供的钠液位传感器，包括保护套管、第一线圈架和第二线圈架;第一线圈架套设在第二线圈架的外部，保护套管套设在第一线圈架的外部;第一线圈架上设置有感应线圈，第二线圈架上设置有初级线圈和补偿线圈；感应线圈的轴向长度等于第一线圈架的轴向有效长度;初级线圈的轴向长度等于第二线圈架的轴向有效长度;补偿线圈的轴向长度等于第二线圈架的轴向有效长度。本发明降低了背景信号低、提高了灵敏度高，并且具有良好的稳定性，不存在测量盲区，安全性高。
[0017]本发明提供的钠液位检测装置，包括信号处理机以及本发明提供的钠液位传感器;感应线圈、初级线圈和补偿线圈分别与信号处理机电连接。由前述分析可知，本发明提供的钠液位检测装置，降低了背景信号低、提高了灵敏度高，并且具有良好的稳定性，不存在测量盲区，安全性高。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本发明实施例一提供的钠液位传感器的局部结构示意图；
[0020]图2为本发明实施例二提供的钠液位传感器的局部结构示意图；
[0021]图3为本发明实施例三提供的钠液位检测装置的结构示意图。
[0022]附图标记:
[0023]101-保护套管；102-第一线圈架；103-第二线圈架；
[0024]104-感应线圈；105-初级线圈；106-补偿线圈；
[0025]108-钠液；109-温度传感器;110-金属探针；
[0026]111-第一子线圈骨架;112-第二子线圈骨架;113-信号处理机。
[0027]需要说明的是，图1和图2中，并未示出温度传感器和金属探针，这两个零部件在图3中示出，另外，本发明实施例一至实施例三中，相同的零部件使用相同的附图标记，在此参照具体实施例方式中的描述。
【具体实施方式】
[0028]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0031 ] 实施例一
[0032]参见图1所示，本发明实施例一提供了一种钠液位传感器，包括保护套管101、第一线圈架102和第二线圈架103;第一线圈架102套设在第二线圈架103的外部，保护套管套设在第一线圈架102的外部;第一线圈架上设置有感应线圈104，第二线圈架上设置有初级线圈105和补偿线圈106;感应线圈的轴向长度等于第一线圈架的轴向有效长度L;初级线圈的轴向长度等于第二线圈架的轴向有效长度;补偿线圈的轴向长度等于第二线圈架的轴向有效长度。第一线圈架和第二线圈架均呈管状。本发明实施例一提供的钠液位传感器通过采用保护套管可以保护第一线圈架和第二线圈架，通过使感应线圈的轴向长度等于第一线圈架的轴向有效长度;初级线圈的轴向长度等于第二线圈架的轴向有效长度;补偿线圈的轴向长度等于第二线圈架的轴向有效长度，从而不存在测量盲区，安全性高。初级线圈105、感应线圈104和补偿线圈106的这种空间布局，降低了背景信号低、提高了灵敏度高，并且具有良好的稳定性。
[0033]本实施例一中，感应线圈104螺旋缠绕在第一线圈架102的外表面的轴向方向上；初级线圈105和补偿线圈106分别螺旋缠绕在第二线圈架103的外表面的轴向方向上;初级线圈和补偿线圈交错设置;初级线圈的螺旋角与补偿线圈的螺旋角相同，也就是说，第二线圈架上初级线圈的长度延伸方向与补偿线圈的长度延伸方向保持一致，即保持平行。具体的说，第一线圈架的轴向有效长度和第二线圈架的轴向有效长度指的是钠液位传感器的测量区间长度;第一线圈架的轴线和第二线圈架的轴线共线;感应线圈的轴向起始端、初级线圈的轴向起始端、补偿线圈的轴向起始端齐平。
[0034]本实施例一中，补偿线圈的匝数小于感应线圈的匝数。这样，匝数较少的补偿线圈就可以抵消初级线圈在匝数较多的感应线圈中产生的背景信号。另外，由于补偿线圈106到钠液108的径向距离大于感应线圈104到钠液108的径向距离，使初级线圈在钠液中产生的涡电流在匝数较少的补偿线圈中产生的电磁信号远小于该涡电流在匝数较多的感应线圈中产生的电磁信号。补偿线圈在抵消初级线圈在感应线圈中产生的背景信号的同时，对钠液中的涡电流在感应线圈中产生的有用信号的减弱甚微。
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