一种超声液位测量装置及高盐放射性废水微波处理桶制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种超声液位测量装置及高盐放射性废水微波处理桶，属于测量设备技术领域，超声液位测量装置包括超声液位探头、微波隔离组件，超声液位探头用于发射和接收超声波，微波隔离组件位于超声液位探头下方，其包括外筒及位于外筒内的若干个慢波结构盘片，以形成微波加速腔的盘荷慢波结构，本发明专利技术采用微波隔离组件形成微波加速腔的盘荷慢波结构，利用盘荷慢波结构的禁带阻止微波通过的特性，同时，中心通道是空心的，不影响超声波的传播，实现有微波场、放射性和大量水蒸气环境下非接触式液位测量。

A kind of ultrasonic liquid level measuring device and microwave treatment barrel of high salt radioactive waste water

The invention relates to an ultrasonic liquid level measuring device and a high salt radioactive waste water microwave treatment barrel, belonging to the technical field of measuring equipment. The ultrasonic liquid level measuring device includes an ultrasonic liquid level probe and a microwave isolation component, which are used for transmitting and receiving ultrasonic waves. The microwave isolation component is located under the ultrasonic liquid level probe, and comprises an outer cylinder and several slow wave junctions in the outer cylinder The invention adopts the microwave isolation module to form the disk loaded slow wave structure of the microwave acceleration cavity, and uses the band gap of the disk loaded slow wave structure to prevent the microwave from passing through. At the same time, the central channel is hollow, which does not affect the propagation of the ultrasonic, and realizes the non-contact liquid level measurement in the environment of microwave field, radioactivity and a large amount of water vapor \u3002

【技术实现步骤摘要】
一种超声液位测量装置及高盐放射性废水微波处理桶
本专利技术属于高盐放射性废水处理
，具体地说涉及一种超声液位测量装置及高盐放射性废水微波处理桶。
技术介绍
在我国，核废物处理面临极大的压力与难题，主要表现在：1)传统处理工艺废物产量偏高，所有电厂均无法达到50m3的要求；2)暂存库容量有限，部分核电厂暂存库趋于饱和，运行压力很大；处置场建设进展缓慢，以省为单位的区域处置尚在选址与论证阶段；3)放射性废油有机溶剂等暂存时间长，无有效处理办法，存在燃爆风险；4)长时间暂存的固化体风化、包装容器生锈等问题。以核电机组产生的低放废液为例，一个1000MW的机组每年产生的高盐放射性废水(即核电堆芯废水)是100吨(一个常规核电站一般有近5个运行机组)，该废水用200公斤的桶来装，需要50桶，目前的处理费用10万元/桶，一个1000MW机组是5千万元/年，对于一个常规核电站(10个机组)的费用就是2.5亿元/年，这不仅对环境造成巨大压力，而且处理费用也极高。目前，像堆芯废水这样高盐放射性废水的处理采用成熟的水泥固化急速，由于水泥固化的增容和处理费用高的原因，行内在寻求更好的处理方式，即：电加热、热风、常规微波及微波新技术等桶内处理技术。高盐放射性废水在标准干燥桶的桶内液位监测是桶内处理技术中的一个关键因素，尤其是高盐放射性废水的桶内微波处理。
技术实现思路
针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种超声液位测量装置及高盐放射性废水微波处理桶，适用于有微波场、放射性和大量水蒸气环境下非接触式使用。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种超声液位测量装置，包括：超声液位探头，其用于发射和接收超声波；位于超声液位探头下方的微波隔离组件，用于隔离微波，所述微波隔离组件包括外筒及位于外筒内的若干个慢波结构盘片，所述若干个慢波结构盘片与外筒同轴设置，且若干个慢波结构盘片沿着竖直方向等间距排布，所述微波的工作频率位于慢波结构的禁带内。进一步，所述慢波结构盘片上设有通孔，若干个慢波结构盘片的通孔形成中心通道，所述中心通道的半径为Rb，第一个慢波结构盘片至最末一个慢波结构盘片的间距作为慢波结构高度，所述慢波结构的高度为L，则Rb＝0.26L。进一步，相邻两个慢波结构盘片的间距为2cm，慢波结构盘片的厚度为2mm，慢波结构盘片的外半径为4cm，慢波结构盘片的内半径为2.6cm，慢波结构盘片的周期数为3，慢波结构的高度为8-10cm。进一步，所述微波的工作频率为2.45GHz。进一步，所述外筒处设有冷却装置。另，本专利技术还提供一种高盐放射性废水微波处理桶，包含所述的超声液位测量装置，且超声液位测量装置位于处理桶的桶盖外侧。进一步，所述桶盖上设有与中心通道同轴的圆孔，圆孔的半径大于中心通道的半径且圆孔的半径小于慢波结构盘片的外半径。进一步，所述桶盖由上至下包括微波金属屏蔽层和陶瓷层。本专利技术的有益效果是：采用微波隔离组件形成微波加速腔的盘荷慢波结构，利用盘荷慢波结构的禁带阻止微波通过的特性，同时，中心通道是空心的，不影响超声波的传播，实现有微波场、放射性和大量水蒸气环境下非接触式液位测量。附图说明图1是超声液位测量装置的整体结构示意图；图2是高盐放射性废水微波处理桶的结构示意图；图3是微波隔离组件的微波传输频率响应曲线图。附图中：1-超声液位探头、2-外筒、3-慢波结构盘片、4-中心通道、5-桶盖、6-圆孔；图3中横坐标表示工作频率，单位为GHz，纵坐标表示传输效率。具体实施方式为了使本领域的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本专利技术创造。实施例一：如图1所示，一种超声液位测量装置，包括超声液位探头1、微波隔离组件。具体的，超声液位探头1用于发射和接收超声波，实现液位的非接触式测量，避免放射性物质对超声液位探头1的影响。微波隔离组件位于超声液位探头1下方，其包括外筒2及位于外筒2内的若干个慢波结构盘片3，以形成微波加速腔的盘荷慢波结构。所述若干个慢波结构盘片3与外筒2同轴设置，且若干个慢波结构盘片3沿着竖直方向等间距排布。超声波的波束呈圆锥状,角度一般为6°～15°，即小于15°。所述慢波结构盘片3上设有通孔，若干个慢波结构盘片3的通孔形成中心通道4，所述中心通道4的半径为Rb，第一个慢波结构盘片至最末一个慢波结构盘片的间距作为慢波结构高度，所述慢波结构的高度为L，则Rb＝0.26L。也就是说，根据中心通道4的半径Rb，调节慢波结构盘片3的周期数和慢波结构盘片3的外半径，使微波的工作频率处于慢波结构的禁带内。如图2所示，一种高盐放射性废水微波处理桶，包含所述的超声液位测量装置，且超声液位测量装置位于处理桶的桶盖5外侧。所述桶盖5上设有与中心通道4同轴的圆孔6，圆孔6的半径大于中心通道4的半径且圆孔6的半径小于慢波结构盘片3的外半径。所述桶盖5由上至下包括微波金属屏蔽层和陶瓷层，微波金属屏蔽层用于屏蔽微波，避免微波逸出处理桶，陶瓷层对微波透明，同时避免水蒸气同微波金属屏蔽层接触变成水滴。工作时，超声液位测量装置配合微波加热结构使用，超声液位测量装置、微波馈入机构、高盐放射性补充接口均位于处理桶的桶盖5上，超声液位探头1发出的超声波进入处理桶，测得处理桶桶内废水液位，从而显示处理桶桶内废水液位、以及由此来对控制外部对处理桶桶内的废水补充和外部馈入微波的功率控制。专利技术人利用盘荷慢波结构的禁带阻止微波通过的特性，同时中心通道4是空心的，对超声波的传播不影响，以实现这种有微波场、放射性和大量水蒸气环境下非接触式液位测量。同时，所述外筒2处设有冷却装置，使得进入中心通道4的水蒸气在微波隔离组件内冷却变成水，降低水蒸气对超声液位探头1的影响，其冷却方式有水冷和风冷两种。实施例二：本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：相邻两个慢波结构盘片3的间距为2cm，慢波结构盘片3的厚度为2mm，慢波结构盘片3的外半径为4cm，慢波结构盘片3的内半径为2.6cm，慢波结构盘片3的周期数为3，慢波结构的高度为8-10cm，所述超声波的工作频率为2.45GHz。由图3可以看出：工作频率2.45GHz的微波几乎不能通过微波隔离组件。以上已将本专利技术做一详细说明，以上所述，仅为本专利技术之较佳实施例而已，当不能限定本专利技术实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本专利技术涵盖范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声液位测量装置，其特征在于，包括：/n超声液位探头，其用于发射和接收超声波；/n位于超声液位探头下方的微波隔离组件，用于隔离微波，所述微波隔离组件包括外筒及位于外筒内的若干个慢波结构盘片，所述若干个慢波结构盘片与外筒同轴设置，且若干个慢波结构盘片沿着竖直方向等间距排布，所述微波的工作频率位于慢波结构的禁带内。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声液位测量装置，其特征在于，包括：
超声液位探头，其用于发射和接收超声波；
位于超声液位探头下方的微波隔离组件，用于隔离微波，所述微波隔离组件包括外筒及位于外筒内的若干个慢波结构盘片，所述若干个慢波结构盘片与外筒同轴设置，且若干个慢波结构盘片沿着竖直方向等间距排布，所述微波的工作频率位于慢波结构的禁带内。


2.根据权利要求1所述的超声液位测量装置，其特征在于，所述慢波结构盘片上设有通孔，若干个慢波结构盘片的通孔形成中心通道，所述中心通道的半径为Rb，第一个慢波结构盘片至最末一个慢波结构盘片的间距作为慢波结构高度，所述慢波结构的高度为L，则Rb＝0.26L。


3.根据权利要求2所述的超声液位测量装置，其特征在于，相邻两个慢波结构盘片的间距为2cm，慢波结构盘片的厚度为2mm，慢波结构盘片的外半径为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正红，赵剑衡，邓德荣，吴洋，王冬，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51