CN102789823A - 基于4摄氏度水特性的驱动控制器及其控制方法 - Google Patents

基于4摄氏度水特性的驱动控制器及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于核电站安全控制技术领域的一种基于4摄氏度水特性的驱动控制器及其方法。该驱动控制器由在储水器的一个壁上固定压电转化层，压电活塞与压电转化层连接，压电活塞与信号放大器、驱动控制器、被控设备和连杆串联成回路构成。本发明利用4度的水在非正常运行时被加热或冷却而产生体积变化，采用电信号控制和连杆机械推动结合的两个途径控制被控设备的执行器，达到非能动的控制能力，可以有效的提高系统的安全性。

Description

基于4摄氏度水特性的驱动控制器及其控制方法
技术领域
本发明属于核电站安全控制设备领域。特别涉及一种基于4摄氏度水特性的驱动控制器及其控制方法。
背景技术
目前，常用的设备控制按其动力源的不同，可分为气动、液压传动和电动控制。随着机电一体化及自动化技术的发展，电动在工业生产中表现出巨大的优势，越来越多地应用到工业控制现场和民用自动控制系统中。自动控制指的是利用电动、气动、液动或电磁驱动等人力以外的方式，对设备进行控制。其特点是：使用方便、安全；可以现场控制，也可以远距离控制；可以对单一设备进行控制，也可以对多部设备进行集中控制；可以进行简单的开关控制，也可以实现调节控制；配合电子计算机，可以实现程序化控制。由于有远距离控制的需要，一般都会有设备信号反馈—灯信号或4~20mA信号反馈，用以进行设备控制。液压控制系统的特点是响应较高，由于液压控制系统额度压力可以很高，因而执行机构的尺寸小、质量也小；由于液体压缩性液压弹簧刚度高，因此液压谐振频率可以很高。液压控制的缺点是实时性不佳。汽控有结构小巧，安装方便，适应性强等特点。但适应的环境温度和介质温度不宜过高。电动控制与气动和液压传动相比较，它具有动作响应速度快、工作效率高、调速性能好和操作简便等优点。但其也存在不足：比如结构复杂，控制精度不足，缺乏完善的故障诊断、报警和处理装置。
本发明在一定程度上将液体和电动控制结合起来，是一种新型的自动化控制器。它是在系统异常情况下使用。因为这时系统或区域的外部动力失去，造成设备控制失效，不能驱动执行机构。可以根据事故的进展，通过此装置，利用储水箱内水的体积变化，进而控制设备，达到非能动的控制能力。该装置原理简单，结构简约，对正负偏差能够实现同样目标控制，能实现非能动特性，满足单一故障准则，灵敏性高，安全性高。
发明内容
本发明的目的是基于非能动驱动控制技术而提出一种基于4摄氏度水特性的驱动控制器及其控制方法，其特征在于，在储水器1的一个壁上固定压电转化层2，压电活塞3与压电转化层2连接， 压电活塞3与信号放大器4、.驱动控制器5、被控设备7和连杆6串联成回路；
所述信号放大器4、驱动控制器5及连杆6都置于一个暗箱内，进行整体化的处理，有利于标准化运用。
所述储水箱的材料为低热阻的热阻的材料，如传统的铜、铝或不锈钢都具有良好的导热性，另外新型材料导热硅脂、低热阻陶瓷、导热石墨片导热性也很好，在微型设备也用得较多，壁厚薄为1.5mm~6.5mm，这有利于液体感受外界的温度变化。
所述的压电转化层的尺寸与压电活塞的内壁面大小一致，紧密结合在一起。
所述的信号放大器位于储水箱的外部，用于将压电转化层产生的微弱电压信号放大，使信号成为合适的控制信号。
所述的驱动控制器连接于信号放大器的输出，其作用在于当接收到由于温度变化所引起的压电信号时则启动被控制设备，以保证系统的安全。
一种基于4摄氏度水特性的驱动控制器的核电站安全控制方法，其特征在于，当核电站系统非正常运行时，驱动控制器的储水器1的壁面感受到环境温度的变化，4度水密度变小并产生体积膨胀，导致压电转化层2产生电压信号和推动压电活塞3，此时，一方面压电活塞3将电压信号传输给信号放大器4，电压信号经过信号放大器4处理后. 传输给驱动控制器5，驱动控制器5驱动被控设备7的执行器，关闭或开启被控设备7，以此系统的安全得到保护；另一方面压电活塞3根据储水箱1内水的体积变化，推动连杆6，连杆6作用于被控设备7的执行器，产生力矩，进而控制设备，达到非能动的控制能力。
本发明的有益效果是利用4度的水在非正常运行时被加热或冷却而产生体积变化，采用电信号控制和连杆机械推动结合的两个途径控制被控设备的执行器，达到非能动的控制能力，可以有效的提高系统的安全性。
附图说明
图1为基于4摄氏度水特性的驱动控制器的结构示意图。
具体实施方式
本发明提出一种基于4摄氏度水特性的驱动控制器及其控制方法。下面结合附图予以说明。
在图1所示的基于4摄氏度水特性的驱动控制器的结构示意图中，在储水器1的一个壁上固定压电转化层2，压电活塞3与压电转化层2连接，压电转化层的尺寸与压电活塞的内壁面大小一致，紧密结合在一起。压电活塞3与信号放大器4、.驱动控制器5、被控设备7和连杆6串联成回路。
本发明是利用偏离4摄氏度体积水变大原理的驱动控制装置。在储水器1中装入高纯水，储水器的尺寸为：10cm3~1000cm3，储水箱的材料为低热阻的热阻的材料，如传统的铜、铝或不锈钢都具有良好的导热性，另外新型材料导热硅脂、低热阻陶瓷、导热石墨片导热性也很好，在微型设备也用得较多，壁厚薄为1.5mm~6.5mm，这有利于液体感受外界的温度变化。在系统正常运行时，4度水密度变小并产生体积膨胀，导致压电转化层2产生电压信号和推动压电活塞3此时，一方面压电活塞3将电压信号传输给信号放大器4，电压信号经过信号放大器4处理后. 传输给驱动控制器5，驱动控制器5驱动被控设备7的执行器，关闭或开启被控设备7，所述的信号放大器位于储水箱的外部，用于将压电转化层产生的微弱电压信号放大，使信号成为合适的控制信号，以使系统的安全得到保护；另一方面压电活塞3根据储水箱1内水的体积变化，推动连杆6，连杆6用于被控设备7的执行器，产生力矩，进而控制设备，达到非能动的控制能力可以有效的提高系统的安全性。

Claims (7)

1.一种基于4摄氏度水特性的驱动控制器，其特征在于，在储水器（1）的一个壁上固定压电转化层（2），压电活塞（3）与压电转化层（2）连接， 压电活塞（3）与信号放大器（4）、.驱动控制器（5）、被控设备（7）和连杆（6）串联成回路。
2.根据权利要求1所述基于4摄氏度水特性的驱动控制器，其特征在于，所述信号放大器（4）、驱动控制器（5）及连杆（6）都置于一个暗箱内，进行整体化的处理，有利于标准化运用。
3.根据权利要求1所述基于4摄氏度水特性的驱动控制器，其特征在于，所述储水箱的材料为低热阻材料，为铜、铝、不锈钢、导热硅脂、低热阻陶瓷或导热石墨片，壁厚薄为1.5mm~6.5mm，这有利于液体感受外界的温度变化。
4.根据权利要求1所述基于4摄氏度水特性的驱动控制器，其特征在于，所述的压电转化层的尺寸与压电活塞的内壁面大小一致，紧密结合在一起。
5.根据权利要求1所述基于4摄氏度水特性的驱动控制器，其特征在于，所述的信号放大器位于储水箱的外部，用于将压电转化层产生的微弱电压信号放大，使信号成为合适的控制信号。
6.根据权利要求1所述基于4摄氏度水特性的驱动控制器，其特征在于，所述的驱动控制器连接于信号放大器的输出，其作用在于当接收到由于温度变化所引起的压电信号时则启动被控制设备，以保证系统的安全。
7.一种基于4摄氏度水特性的驱动控制器的核电站安全控制方法，其特征在于，当核电站系统非正常运行时，驱动控制器的储水器（1）的壁面感受到环境温度的变化，4度水密度变小并产生体积膨胀，导致压电转化层（2）产生电压信号和推动压电活塞（3），此时，一方面压电活塞（3）将电压信号传输给信号放 大器（4），电压信号经过信号放大器（4）处理后. 传输给驱动控制器（5），驱动控制器（5）驱动被控设备（7）的执行器，关闭或开启被控设备（7），以此系统的安全得到保护；另一方面压电活塞（3）根据储水箱（1）内水的体积变化，推动连杆（6），连杆（6）作用于被控设备（7）的执行器，产生力矩，进而控制设备，达到非能动的控制能力。 
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