一种分段式磁浮子液位计的校验方法与流程

1.本发明涉及仪器仪表技术领域，尤其涉及一种分段式磁浮子液位计的校验方法。


背景技术：

2.磁浮子液位计可以作为核电站安全壳内淹没液位的测量仪表，用于在核电站事故工况下测量安全壳内的淹没水位，为运行人员提供事故后监视功能。由于单段式液位计监测液位变化的能力受限于浮筒高度，而浮筒高度又受到制作工艺的限制，因此现有技术引入了分段式磁浮子液位计。为保证分段式磁浮子液位计的测量效果，有必要对其进行校验。
3.现有的校验方法为逐段向液位计的浮筒中充水，改变浮筒内磁浮子的位置，通过测量变送器输出的电流，完成仪表校验。但现有的校验方法存在如下问题：
4.1)浮筒充水和排水操作复杂，校验效率低；并且浮筒包括底部进水口和顶部出水口，二者难以封堵进行水位保持，校验期间容易发生液体渗漏甚至跑水，会带来安全隐患。
5.2)湿式校验法需要向每个浮筒连接一个旁通液位板，用于确定浮筒内的水位，因此校验成本较高，且校验前的准备步骤涉及多个管接件和多个旁通液位板的安装，校验过程繁琐。以及该方法在实际应用场景(空间狭小、总高度达十多米)中的可操作性不强，无法做到基于实际安装场景的校验。
6.因此，现有的校验方法存在校验成本高、操作复杂、效率低的问题。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种分段式磁浮子液位计的校验方法，以实现对分段式磁浮子液位计简捷高效的校验，并降低校验成本。
8.本发明实施例提供了一种分段式磁浮子液位计的校验方法，包括：
9.提供托杆；所述托杆的数量与所述分段式磁浮子液位计中的浮筒的数量相同，且所述托杆与所述浮筒一一对应；
10.借助所述托杆依次将所述浮筒内的磁浮子由所述浮筒底部的进水口托举至所述浮筒的顶部，并保持所述磁浮子的位置；记录在托举过程中至少一个所述磁浮子位于第一预设位置时，获取到的变送器的第一输出信号；
11.将所述第一输出信号与第一标准电信号进行比较，校验所述分段式磁浮子液位计是否正常；其中，所述第一标准电信号为所述磁浮子在所述浮筒中的第一预设位置时的预设标准电信号值。
12.可选地，所述第一预设位置为所述浮筒的顶部。
13.可选地，所述浮筒的数量为n个，每个所述浮筒对应一个所述第一标准电信号；第i个第一标准电信号小于第i+1个第一标准电信号；i为小于n的正整数。
14.可选地，记录在托举过程中所有所述磁浮子位于第一预设位置时，获取到的变送器的第一输出信号。
15.可选地，在所有所述磁浮子均被托举至所述浮筒的顶部之后，还包括：
16.借助所述托杆倒序依次控制所述浮筒内的磁浮子由所述浮筒的顶部降落至所述浮筒的底部，并保持所述磁浮子的位置；记录在降落过程中至少一个所述磁浮子位于第二预设位置时，获取到的变送器的第二输出信号；
17.将所述第二输出信号与第二标准电信号进行比较，校验所述分段式磁浮子液位计是否正常；其中，所述第二标准电信号为所述磁浮子在所述浮筒中的第二预设位置时的预设标准电信号值。
18.可选地，所述浮筒的数量为至少两个，每个所述浮筒对应一个所述第二标准电信号；
19.所述第二预设位置低于所述第一预设位置；相应地，对于同一所述浮筒，所述第二标准电信号小于所述第一标准电信号。
20.可选地，所述第二预设位置为所述浮筒的底部。
21.可选地，所述托杆包括：托杆套筒、内杆、托爪和把手；
22.所述内杆可活动的设置于所述托杆套筒中；所述托爪连接在所述内杆的顶端，所述把手连接在所述内杆的底端；
23.所述把手用于在所述托杆套筒的位置不变时，带动所述内杆向下移动，将所述托爪收入所述托杆套筒的顶部；或者带动所述内杆向上移动，释放所述托爪。
24.可选地，在借助所述托杆将所述浮筒内的磁浮子由所述浮筒底部的进水口托举至所述浮筒的顶部之前，还包括：
25.保持所述托爪收入所述托杆套筒中的状态，将所述托杆套筒伸入对应的所述浮筒底部的进水口；
26.释放所述托爪，使所述托爪托举所述磁浮子的底部。
27.可选地，所述分段式磁浮子液位计的校验方法还包括：
28.根据所述磁浮子在所述浮筒中的有效移动距离，对所述托杆套筒进行刻度标记；所述刻度用于表征所述磁浮子在所述浮筒中的移动距离。
29.本发明实施例提供的分段式磁浮子液位计的校验方法中，全程不需要使用液体，而是通过托杆托举磁浮子来实现校验，从根本上解决了湿式校验方法涉及的充水排水困难的问题。具体地，通过托举式校验方法，从技术上规避了湿式校验方法涉及的跑冒滴漏对校验人员及设备造成的风险；且从技术上避免使用充水、排水及密封等相关工具，可有效简化校验步骤、提高校验效率，同时降低成本。并且，通过将托杆伸入浮筒底部的进水口来实现对磁浮子的移动，可以避免拆装浮筒底部法兰等操作，进一步简化校验步骤，提高校验效率。因此，相比于现有技术，本发明实施例可以实现对分段式磁浮子液位计简捷高效的校验，并降低校验成本。
30.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
32.图1是本发明实施例提供的一种分段式磁浮子液位计的结构示意图；
33.图2是本发明实施例提供的一种测量组件的结构示意图；
34.图3是本发明实施例提供的一种出水口的结构示意图；
35.图4是本发明实施例提供的一种分段式磁浮子液位计的校验方法的流程示意图；
36.图5是本发明实施例提供的另一种分段式磁浮子液位计的校验方法的流程示意图；
37.图6是本发明实施例提供的一种托杆的结构示意图；
38.图7-图10是本发明实施例提供的校验过程中托杆的移动过程示意图。
具体实施方式
39.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
40.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤的过程或方法不必限于清楚地列出的那些步骤，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程或方法固有的其它步骤。
41.正如背景技术所述，现有的校验方法存在校验成本高、操作复杂、效率低的问题。下面首先结合图1-图3，对分段式磁浮子液位计的结构和工作方式进行说明。
42.参见图1-图3，分段式液位计包括多个测量组件和一个变送器40。多个测量组件通过线缆依次连接，且最后一个测量组件通过线缆与变送器40连接。每个测量组件均包括浮筒10，设置于浮筒10中的磁浮子20(其上配有磁性部件)，以及固定于浮筒20外侧的干簧管电阻组件30，干簧管电阻组件30为磁敏感元件。具体地，参见图2，浮筒10顶部开设有出水口12、底部开设有进水口11，且浮筒10底部配备有底部法兰13。其中，进水口11和出水口12均可以设置成如图3所示的网状。并且，浮筒10底部还可以固定设置一段弹簧14，作为磁浮子20下落时的缓冲装置。单个测量组件的测量原理为：液体自进水口11进入浮筒10内部，将磁浮子20浮起；磁浮子20所携带的磁性部件通过磁耦合控制干簧管电阻组件30的通断，以改变与干簧管电阻组件30的电阻值。
43.以图1中液位计包括五个测量组件为例，该液位计在实际使用时，将五个测量组件分别安装在液体容器内高度不同的位置。安装时，对于相邻的两个浮筒10，下方浮筒10的顶部与上方浮筒10的底部的高度差在允许范围内即可。定义从低至高依次为第1-5个测量组件。一个测量组件中的干簧管电阻组件30的顶部通过线材与后一个测量组件中的干簧管电阻组件30的底部电连接；第5个测量组件中的干簧管电阻组件30的顶部连接变送器40。变送器40根据各段干簧管电阻组件30的电阻输出电流信号iout，以表征液位高度。具体地，液体
由最低点的浮筒10底部开始进入浮筒10，液位由低至高依次没过5段测量组件。示例性地，在一个测量组件中，磁浮子20的位置越低，干簧管电阻组件30的电阻越大；干簧管电阻组件30的电阻跟随磁浮子20的位置线性变化。那么，自第1个测量组件中的磁浮子20位于浮筒10底部开始，至度5个测量组件中的磁浮子20位于浮筒10顶部为止，变送器40输出的电流信号iout逐渐增大；变送器40输出的电流信号iout的范围例如为4-20ma。
44.现有技术中，对这种液位计的校验通常采用湿式校验法，通过为每一个测量组件配备一个旁通液位板来实现校验，这样校验存在以下问题：
45.1、由于浮筒10结构原因，浮筒10的进水口11及出水口12难以封堵，试验期间易发生渗漏甚至跑水，对下方人员及设备带来安全隐患。
46.2、由于进水口11和出水口12均为网状，校验期间，浮筒10充水及排水难度较大，效率低。
47.3、现有技术涉及数十个管接件的安装以及玻璃液位板的安装，在实际应用场景中可操作性不强，难度大。
48.4、经发明人分析，现有技术仅可支持所有浮筒10放置于同一平面开展液位计校验(即仪表安装前的校验)，无法适用于仪表按高度依次安装后的校验场景。
49.基于以上研究，本发明实施例提供了一种分段式磁浮子液位计的校验方法，该方法采用干式校验方法，操作简便，易于实现。图4是本发明实施例提供的一种分段式磁浮子液位计的校验方法的流程示意图。参见图4，该校验方法包括以下步骤：
50.s110、提供托杆；托杆的数量与分段式磁浮子液位计中的浮筒的数量相同，且托杆与浮筒一一对应。
51.其中，托杆的长度大于或等于磁浮子在浮筒中的移动距离，以保证对液位计整个量程范围内的校验。
52.s120、借助托杆依次将浮筒内的磁浮子由浮筒底部的进水口托举至浮筒的顶部，并保持磁浮子的位置；记录在托举过程中至少一个磁浮子位于第一预设位置时，获取到的变送器的第一输出信号。
53.其中，当前一个磁浮子被托杆托举到浮筒顶部后，再使用下一个托杆托举下一个磁浮子；同时，需保持前一个磁浮子位于浮筒顶部。这样，相当于模拟了液位上升过程。
54.s130、将第一输出信号与第一标准电信号进行比较，校验分段式磁浮子液位计是否正常；其中，第一标准电信号为磁浮子在浮筒中的第一预设位置时的预设标准电信号值。
55.其中，浮筒的数量为n个，n为大于等于2的整数；每个浮筒对应一个第一标准电信号；沿靠近变送器的方向(从低至高)依次为第1个至第i个浮筒。第i个第一标准电信号小于第i+1个第一标准电信号；i为小于n的正整数。当第一输出信号与对应的第一标准电信号相等时，或者第一输出信号与对应的第一标准电信号的差值在允许范围内时，可认为第一输出信号与对应的第一标准电信号匹配。当s120中记录下来的所有第一输出信号均与对应的第一标准电信号匹配时，可认为分段式磁浮子液位计正常。只要存在一对第一输出信号与对应的第一标准电信号不匹配，就可判定分段式磁浮子液位计异常。示例性地，可以每记录一个第一输出信号就进行一次比较；或者，在记录完所有第一输出信号后再统一进行比较；此处对具体比较时机不做限定。
56.本发明实施例提供的分段式磁浮子液位计的校验方法中，全程不需要使用液体，
而是通过托杆托举磁浮子来实现校验，从根本上解决了湿式校验方法涉及的充水排水困难的问题。具体地，通过托举式校验方法，从技术上规避了湿式校验方法涉及的跑冒滴漏对校验人员及设备造成的风险；且从技术上避免使用充水、排水及密封等相关工具，可有效简化校验步骤、提高校验效率，同时降低成本。并且，通过将托杆伸入浮筒底部的进水口来实现对磁浮子的移动，可以避免拆装浮筒底部法兰等操作，进一步简化校验步骤，提高校验效率。因此，相比于现有技术，本发明实施例可以实现对分段式磁浮子液位计简捷高效的校验，并降低校验成本。
57.在上述各实施方式的基础上，可选地，在s120中，可以记录在托举过程中所有磁浮子位于第一预设位置时，获取到的变送器的第一输出信号，以实现对所有测量组件的校验，提高校验准确度。
58.在上述各实施方式的基础上，可选地，第一预设位置为浮筒的顶部，相应的，第i个第一标准电信号的值为：imin+(i/n)*(imax-imin)；其中，imin为第1个测量组件中磁浮子位于浮筒底部时，变送器的预设输出电流，即变送器输出的电流信号的量程范围的最小值。imax为第n个测量组件中磁浮子位于浮筒顶部时，变送器的预设输出电流，即变送器输出的电流信号的量程范围的最大值。
59.上述各实施方式示例性地给出了模拟液位上升情况下对液位计的校验过程，但不作为对本发明的限定，在其他实施方式中，还可以模拟液位下降的情况，对液位计进行校验。
60.图5是本发明实施例提供的另一种分段式磁浮子液位计的校验方法的流程示意图。参见图5，在一种实施方式中，可选地，该校验方法包括：
61.s210、提供托杆。
62.其中，托杆的结构可参见图6，示例性地，托杆100包括：中空的托杆套筒110、内杆120、托爪130和把手140。内杆120可活动的设置于托杆套筒110中；托爪130连接在内杆120的顶端，把手140连接在内杆120的底端。把手140通过上下移动内杆120，作为将托爪130收入托杆套筒110和将托爪130从托杆套筒110中释放的开关。具体地，在托杆套筒110的位置不变时，把手140带动内杆110向下移动，将托爪130收入托杆套筒110的顶部(可以完全收入或部分收入)。图6即为托爪130完全收入托杆套筒110时的示意图。或者，在托杆套筒110的位置不变时，把手140带动内杆120向上移动，释放托爪130。示例性地，内杆120的长度大于或等于托杆套筒110的长度，以保证托爪130的有效释放。需要说明的是，在图6中，托爪130和部分内杆120位于托杆套筒110内部，实际在托杆套筒110外部并不能观察到。但图6中为了清晰说明托杆100的结构，对托杆套筒110内部的托爪130和内杆120进行了展示。
63.s220、借助托杆依次将浮筒内的磁浮子由浮筒底部的进水口托举至浮筒的顶部，并保持磁浮子的位置；记录在托举过程中至少一个磁浮子位于第一预设位置时，获取到的变送器的第一输出信号。
64.其中，对于一个测量组件，借助托杆将磁浮子由浮筒的进水口托举至浮筒的顶部的过程可参见图7-图9。示例性地，该过程包括：首先如图7所示，保持托爪130收入托杆套筒110中的状态，将托杆套筒110伸入对应的浮筒10底部的进水口11。然后如图8所示，释放托爪130，使托爪130托举磁浮子20的底部。向上移动托杆100，通过托杆100向上的推力和磁浮子20的重力相互关系来实现磁浮子20在量程范围内的移动，直至磁浮子20移动到如图9所
示的位置，即浮筒10的顶部。
65.s230、判断第一输出信号与第一标准电信号是否全部匹配；若是，则执行s240；若否，则执行s270。
66.其中，当第一输出信号与第一标准电信号全部匹配时，可以进行下一步的校验工作；当第一输出信号与第一标准电信号并非全部匹配时，可直接判定液位计异常。
67.s240、借助托杆倒序依次控制浮筒内的磁浮子由浮筒的顶部降落至浮筒的底部，并保持磁浮子的位置；记录在降落过程中至少一个磁浮子位于第二预设位置时，获取到的变送器的第二输出信号。
68.其中，当第i个磁浮子降落到浮筒10底部后，再控制第i-1个磁浮子下降；同时，需保持第i个磁浮子位于浮筒底部。这样，相当于模拟了液位下降过程。
69.示例性地，对于一个测量组件，借助托杆控制磁浮子由浮筒的顶部降落至浮筒的底部的过程可参见图9-图10。示例性地，该过程包括：自磁浮子20位于如图9所示的位置时开始，如图10所示，下移托杆100，使磁浮子20随托杆100下落，直至托杆套筒110的顶部与浮筒10底部平齐时，收回托爪130，使磁浮子20降落至如图7所示的位置，即浮筒10的底部。
70.s250、判断第二输出信号与第二标准电信号是否全部匹配；若是，则执行s260；若否，则执行s270。
71.该步骤相当于将第二输出信号与第二标准电信号进行比较，校验分段式磁浮子液位计是否正常；其中，第二标准电信号为磁浮子在浮筒中的第二预设位置时的预设标准电信号值。每个浮筒对应一个第二标准电信号。匹配条件可参考s130中第一输出信号与第一标准电信号的匹配条件，此处不再赘述。
72.可选地，第二预设位置低于第一预设位置；相应地，对于同一浮筒，第二标准电信号小于第一标准电信号。示例性地，当第一预设位置为浮筒顶部，第二预设位置为浮筒底部时，可以设置第i个第一标准电信号的值与第i+1个第二标准电信号的值相等；或者考虑浮筒的安装高度差，设置第i+1个第二标准电信号略大于第i个第一标准电信号，差值根据安装高度差确定。
73.s260、分段式磁浮子液位计正常。
74.s270、分段式磁浮子液位计异常。
75.综上所述，本实施例通过s210-s270实现了对分段式磁浮子液位计的校验，全程无需用水，可从根本上解决充排水带来的困难及跑冒滴漏带来的风险，并且可提高试验效率，进而提高核电厂的安全效益和经济效益。
76.在上述各所述方式的基础上，可选地，该校验方法还包括：对托杆套筒进行刻度标记，标记后如图6所述，托杆套筒110上标记的刻度111用于表征磁浮子在浮筒中的移动距离。该刻度111可根据磁浮子在浮筒中的有效移动距离(有效量程)和磁浮子的固定方法等来确定。示例性地，该步骤可以在提供托杆时进行。
77.这样设置，通过读取刻度111，即可确定磁浮子的移动距离，以及磁浮子在浮筒中的位置，从而使得该校验方法支持磁浮子在各种位置时的校验。例如，将0刻度线标记在磁浮子20位于浮筒10底部时，托杆套筒110与底部法兰底面平齐的位置。那么，移动过程中，通过读取托杆套筒110与底部法兰底面平齐位置处的刻度111，即可得知磁浮子20在浮筒中的位置，从而查找到变送器的输出信号对应该位置时的标准值，对变送器的实际输出信号进
行校验。
78.下面以图1中的液位计为例，设定自下而上分别为第1个至第5个测量组件，对其具体校验过程进行说明。校验过程包括：
79.1、确认仪表初始实数为0％。
80.其中，仪表实数可以理解为根据以下公式计算出的数值的百分数形式：(ireal-imin)/(imax-imin)，式中，ireal表示变送器40输出的电流信号iout的实际值。
81.2、保持托爪收入托杆套筒中，将第1个托杆自第1个浮筒底部进水口伸入，打开托爪支撑第1个磁浮子，随后根据托杆刻度向上移动托杆，使磁浮子缓慢到浮筒顶部，检查仪表实数是否为20％。
82.3、保持托爪收入托杆套筒中，将第2个托杆自第2个浮筒底部进水口伸入，打开托爪支撑第2个磁浮子，随后根据托杆刻度向上移动托杆，使磁浮子缓慢到浮筒顶部，检查仪表实数是否为40％。
83.4、保持托爪收入托杆套筒中，将第3个托杆自第3个浮筒底部进水口伸入，打开托爪支撑第3个磁浮子，随后根据托杆刻度向上移动托杆，使磁浮子缓慢到浮筒顶部，检查仪表实数是否为60％。
84.5、保持托爪收入托杆套筒中，将第4个托杆自第4个浮筒底部进水口伸入，打开托爪支撑第4个磁浮子，随后根据托杆刻度向上移动托杆，使磁浮子缓慢到浮筒顶部，检查仪表实数是否为80％。
85.6、保持托爪收入托杆套筒中，将第5个托杆自第5个浮筒底部进水口伸入，打开托爪支撑第5个磁浮子，随后根据托杆刻度向上移动托杆，使磁浮子缓慢到浮筒顶部，检查仪表实数是否为100％。
86.7、根据托杆刻度将第5个托杆缓慢降低直至第5个磁浮子降落到第5个浮筒底部，检查仪表实数是否为80％。
87.8、根据托杆刻度将第4个托杆缓慢降低直至第4个磁浮子降落到第4个浮筒底部，检查仪表实数是否为60％。
88.9、根据托杆刻度将第3个托杆缓慢降低直至第3个磁浮子降落到第3个浮筒底部，检查仪表实数是否为40％。
89.10、根据托杆刻度将第2个托杆缓慢降低直至第2个磁浮子降落到第2个浮筒底部，检查仪表实数是否为20％。
90.11、根据托杆刻度将第1个托杆缓慢降低直至第1个磁浮子降落到第1个浮筒底部，检查仪表实数是否为0％。
91.其中，在校验过程中，对各段测量组件的位置不做限定，既可以是并排放置，也可以是按照实际应用时的排列位置放置。
92.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
93.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。