設計一種基于電荷信號的遠程在線自檢單元,為安裝于核電廠反應堆廠房的松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)（LPMS）的一次儀表提供快速有效的遠程在線自檢方法。介紹了該遠程在線自檢單元的設計原理和方法、硬件設計與實現(xiàn),以及軟件流程設計。對遠程在線自檢單元進行了實驗室測試,測試結(jié)果表明,在空載輸出5 V低電壓工作條件下可滿足250 m的遠程在線自檢要求,同時對集成了該遠程在線自檢單元的國產(chǎn)化LPMS樣機進行了鑒定試驗,試驗結(jié)果驗證其滿足工程應用環(huán)境。集成了遠程在線自檢單元的2套國產(chǎn)化LPMS產(chǎn)品已在巴基斯坦的恰希瑪核電廠C-3/C-4機組進行了成功應用,以低成本和高效率實現(xiàn)了反應堆裝料運行期間LPMS一次儀表的在線檢測。 

【文章來源】：核動力工程. 2020,41(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

LPMS中遠程在線自檢單元的方案設計框圖

210核動力工程Vol.41.No.2.2020圖3正弦信號發(fā)生器設計原理圖Fig.3SchematicDiagramforDesignofSinusoidalSignalGeneratorD1、D2—型號為1N4148的二極管；C1、C2—電容；R1~R7—電阻；U1—型號為AD8032AN的雙運算放大器（簡稱運放）；V+—正電源端；V-—負電源端；+IN1和+IN2—同相輸入端；-IN1和-IN2—反相輸入端；VOUT1和VOUT2—輸出端；VOUT—正弦電壓輸出信號；GND—包線接地端AF=1+R3/R1（2）式中，R1、R3分別為圖3中R1與R3的電阻值，k。將圖3中R1與R3的電阻值代入式（2），獲得運放的AF恰好為3，滿足振蕩器穩(wěn)定輸出條件。圖3中，R4、R6、C1、C2組成的RC串并聯(lián)正反饋網(wǎng)絡輸出到運放的同相輸入端，且RC串并聯(lián)正反饋網(wǎng)絡的諧振角頻率ω可根據(jù)式（3）計算[4]，即：6461210RRCC（3）式中，R4、R6分別為圖3中R4與R6的電阻值，k；C1、C2分別為圖3中C1、C2的電容值，nF；計算得出諧振角頻率ω約為31676rad/s。將計算獲得的諧振角頻率ω代入下式，即：2πf（4）計算獲得振蕩器的諧振頻率f為5.044kHz。通過Multisim仿真軟件，對振蕩器輸出信號進行頻率和波形的仿真測試，測試結(jié)果見圖4（波形底色已作反色處理）。輸出頻率仿真測試結(jié)果為5.006kHz，與計算獲得的輸出頻率5.044kHz的誤差僅為-0.75%。從輸出信號仿真測試可看出，正弦波形穩(wěn)定，波形良好，且波形峰值為4.866V，即有效值為3.440V，與計算獲得的輸出有效值3.536V的誤差為-2.7%。圖4振蕩器仿真測試結(jié)果Fig.4SimulationTestResultsofOscillator圖3中與V+和V-連接的理想正負供電電源雖然為+5V和-5V，但根據(jù)資料顯示，AD8032AN能夠在正負供電電源+2.7V和-2.7V的更低電壓的條件?

并通過指令傳輸及控制單元直接執(zhí)行。由于核電廠的LPMS具有n路監(jiān)測通道和n個遠程在線自檢單元，且按照圖1的方案進行連接，n個遠程在線自檢單元共用指令傳輸及控制單元。盡管第2節(jié)的硬件設計本身支持n個遠程在線自檢單元進行同步自檢，但是出于性價比考慮，LPMS信號處理柜中的指令傳輸及控制單元的負載能力不支持多個遠程在線自檢單元進行同步自檢，因此在LPMS的自檢控制軟件設計中，也不允許多個監(jiān)測通道同步進行遠程在線自檢，可以手動選擇單一監(jiān)測通道進行遠程在線自檢，或自動地逐一對監(jiān)測通道進行遠程在線自檢。圖6為圖6自動遠程在線自檢的軟件設計流程圖Fig.6FlowChartforDesignofAutomaticRemoteOnlineSelf-CheckingSoftware圖5電源及信號源切換控制電路設計框圖Fig.5BlockDiagramforDesignofPowerandSignalSourceSwitchingControlCircuit

【參考文獻】：
期刊論文
[1]RC文氏橋正弦波振蕩電路工作條件分析[J]. 楊玉強,騰香.  渤海大學學報(自然科學版). 2017(01)
[2]松脫部件檢測系統(tǒng)在核電站的應用研究[J]. 李坤.  核電子學與探測技術(shù). 2015(07)
[3]核電站松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)研制[J]. 劉才學,汪成元,鄭武元,李翔,鄧圣,胡建榮,簡捷.  核動力工程. 2010(01)
[4]基于虛擬儀器的核電站松脫部件監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 盤世標,劉才學,何紹群,胡建榮,李翔,鄭武元,汪成元.  核動力工程. 2008(06)



本文編號：3045302