本发明涉及用超声波对反应堆控制棒棒位以及各种工况下液介质的 液位的测量技术。

超声波测量液位技术目前都是对被测液位的液体进行直接测量。中 国专利CN90100692.0虽然是把超声波换能器密封了，但也仍然是对反应 堆内的水进行测量，被测液位的液体就是超声波传播的介质。但在很多 情况下，各种被测液位的液体，对超声波传播的性能有很大区别，同一 种介质在不同温度下，其声波传播性质也会有很大变化，而当介质中出 现两相的时候(液、气两相或液固两相)如在沸腾状态下，用超声波技术 对液位的测量就无法准确进行。从目前在低温堆上进行的情况表明，当 反应堆压力表内的压力在等于或小于在该温度下饱和蒸汽压力时，压力 壳内的水就会出现呈游离状态的气泡，而使超声波棒位和液位指示系统 失效，另外，即使在过饱和状态下的反应堆水，在压力较接近饱和压力 时，压力波动较快时，因水中气体溶解度的变化，会产生少量游离气 泡，而集聚在超声波探头发射面上，而使得超声波系统失效。

本发明的目的是在于解决上述矛盾，提供一种运用于各种不同性质 的液体介质和不同工况下的液体介质的全密封磁力传动的超声波液位测 量装置。

本发明是由全密封超声波测量套管及超声波换能器组成，其特征在 于全密封超声波测量套管内设置一套内浮子，浮子上下两面间有导流孔 道相通，超声波测量套管外置一套外浮子，在其外套面上装有永久磁 体。

全密封超声波测量套管的一端与超声波换能器封焊。超声波换能器 也可采用中国专利CN87204877即高温全密封三晶片超声波换能器。

全密封超声波测量套管可为非导磁材料，且为耐被测液位介质腐蚀 的材料制成。

全密封超声波测量套管内设置的套内浮子中装有铁磁物质或由铁磁 物质制成，其密度和装在全密封超声波测量套管内超声波传播介质的密 度相接近，其制成的材料需耐超声波传播介质的腐蚀。

全密封超声波测量套管外设置的套外浮子的密度应小于被测液位介 质的密度并应耐被测液位介质的腐蚀。

把被测液位介质与超声波传播介质用全密封的超声波测量套管完全 密封隔离。把密封的超声波换能器封入全密封的超声波测量套管内的一 端，这样超声波的传播就不会受到被测液位介质的性质变化的影响。全 密封超声波测量套管内装的超声波传播介质为纯水或与水声学性质相近 粘度低的液体如汽油或酒精等。为反映液体的变化，在超声波测量套管 内和套管外分别设置两个浮子即套内浮子和套外浮子，通过磁力相联。 套管内浮子装有铁磁物质或由铁磁物质制成，其密度与超声波传播介质 的密度相近，这就保证用很小的磁力就可以跟随套外浮子运动。套外浮 子套在全密封超声波测量套管外，其内面装有永磁体，永磁体的磁场穿 过测量的管壁，吸引套内浮子。套外浮子的密度小于被测液位介质，使 它可以浮于液面之上，当套外浮子随液面上下移动时，套内浮子也随之 运动，并保持严格的相对位置，这样超声波探头到浮子表面之间的位置 变化，也就反映了液面的变化。

为了保证套内浮子的跟随特性，在套内浮子的上下面之间开有导流 孔，以平衡两面上的压差，减少移动过程中的流动阻力。

为得到最佳的超声波传导特性，避免气泡在超声波换能器下面集 聚和补偿液体随温度变化的体积变化，在全密封超声波测量套管内留有空 腔，并充以对超声波传播介质不溶性有压气体如空气、氮、氦等，超声 波传播介质液面高度应淹没超声波换能器的下面。

本发明的优点在于由于用全密封的超声波测量套管把被测液位介质 与超声波传播介质完全隔开，测量液位时与被测液位的介质工况无关， 完全解决了不同介质下使用超声波测量液位的系统对不同介质和不同工 况的不适应问题，本发明使得超声波测位系统可以应用于化工、石油等 系统，酸、碱、盐溶液，不同粘度液体介质，当使外浮子直接与控制棒 相联时，特别是可以应用于测反应堆控制棒的棒位测量。

附图说明

图1为本明结构示意图

图中  1超声波换能器           2全密封超声波套管           3套内浮子           4套外浮子           5超声波传播介质           6被测液位介质

实施例：全密封超声波测量套管用1Cr18Ni 19Ti不锈钢制成，套管 外径为60毫米，壁厚为4毫米。管内浮子为1Cr18Ni19Ti不锈钢，浮子 内装有钢环，浮子的总比重为1.05，浮子外径为50毫米。浮子中央开有 导流孔，孔径为8毫米。管内介质为水和酒精的混合液体，水和酒精的 体积比为1∶0.6。管的下端用钢片封焊，上端与全封闭超声波换能器外 壳封焊。管内液面高于换能器超声波发射面，其上面的气空间内充压力为 0.5兆帕的空气。

全密封超声波测量套管外设置套外浮子，浮子内装有永磁体，其总 密度为被测介质密度的0.6倍。用以上装置测量弱酸、碱、盐和石油的 液位效果很好。