CN103852781A - 可实现本底补偿的中子探测器小电流放大的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可实现本底补偿的中子探测器小电流放大的装置，包括自给能中子探测器、铠装信号电缆、屏蔽电缆；还包括用以将电流信号转化为电压信号的信号电流变换放大模块和补偿电流变换放大模块；还包括用以获取两个电压信号的幅度相减信号的“减法”处理模块和对电压信号幅度进行调整的幅度调整模块。本发明还涉及一种可实现本底补偿的中子探测器小电流放大的方法，包括1采集发射体及本底芯线的电流信号并转换为电压信号；2电压信号进行幅度相减；3获得最终的与中子通量对应的电压信号。本发明消除了γ射线照射产生的电流影响；可以实现自给能中子探测器的中子电流的宽量程准确测量；本发明中子电流准确测量范围可达到10-11A～10-5A。
Description
技术领域
本发明涉及核反应堆中子信号测量领域，具体涉及一种可实现本底补偿的中子探测器小电流放大的装置及其方法。
背景技术
通常在核反应堆堆内设置堆芯中子测量仪表，用于测量堆芯中子通量。多点测量得到的信号用于监测堆芯三维功率分布计算；在有试验孔道的反应堆进行试验孔道内的中子通量单点测量，以确定实验孔道内的某一点的中子通量。
不同的反应堆设置的测量仪表类型不同。现有堆内中子测量仪表有微型可移动裂变室、活化气动球、活化金属丝、自给能探测器等。自给能探测器是较常用的一种。自给能探测器一般体积小、灵敏度低，在反应堆内中子通量较高时，输出电流在10-5A左右。反应堆在低通量运行时，自给能探测器输出电流可能低至10-10A，甚至更低。由于探测器的部分连接电缆处于堆内，电缆受γ射线照射将产生一种叠加的电流，探测器输出电流与中子通量的对应关系将发生变化，堆内中子通量的测量精度将受到影响。当输出电流低于10-8A，影响犹为明显，目前所使用的测量仪表不能消除这种影响。能准确测量中子电流的范围约10-8A～10-5A。因此亟待一种能够实现将中子探测器小电流放大的装置。
发明内容
本发明的要解决的技术问题是提供一种通过调整自给能探测器的结构和改变二次仪表以可实现本底补偿的中子探测器小电流放大的装置及其方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种可实现本底补偿的中子探测器小电流放大的装置，包括自给能中子探测器、铠装信号电缆、屏蔽电缆；还包括用以将电流信号转化为电压信号的所述信号电流变换放大模块和所述补偿电流变换放大模块；还包括用以获取两个电压信号的幅度相减信号的“减法”处理模块和对电压信号幅度进行调整的幅度调整模块；
所述中子探测器包括发射体；所述铠装信号电缆包括信号芯线和本底芯线；所述信号芯线与所述发射体连接；
所述信号芯线和本底芯线经屏蔽电缆分别与所述信号电流变换放大模块和补偿信号变换放大模块的信号出入端连接；
所述信号电流变换放大模块和补偿信号变换放大模块的信号输出端分别连接到所述“减法”处理模块的信号输入端；
所述“减法”处理模块的信号输出端与所述幅度调整模块的信号输入端连接。
所述幅度调整模块的信号输出端连接有接收模块，由该接收模块存储记录输出信号。
一种可实现本底补偿的中子探测器小电流放大的方法，包括以下步骤：
步骤一、采集自给能中子探测器内的发射体受中子辐照产生的电流信号A，以及铠装电缆内的信号芯线受γ辐照产生的电流信号B，将所述电流信号A和电流信号B叠加后转化为1～10V的电压信号A；
步骤二、采集铠装电缆内的本底芯线受γ辐照产生的电流信号C，将所述电流信号C转化为1～10V的电压信号B；
步骤三、根据获取的电压信号A和电压信号B，将电压信号A和电压信号B的幅度相减，得到电压信号C；
步骤四、对所述电压信号C进行幅度调整，调整为1～10V的电压信号 D。
本发明的有益效果：
（1）本发明对中子探测器进行了补偿电流处理，消除了γ射线照射产生的电流影响；
（2）本发明可以实现自给能中子探测器的中子电流的宽量程准确测量；
（3）本发明中子电流准确测量范围可达到10-11A～10-5A。
附图说明
图1为本发明一种可实现本底补偿的中子探测器小电流放大的装置的示意图；
图中：1-自给能中子探测器，101-发射体，102-绝缘体，103-收集极外壳，2-铠装信号电缆，201-信号芯线，202-铠装外壳，203-本底芯线，204-绝缘材料，3-信号引出线，4-屏蔽电缆，5-信号电流变换放大模块，6-补偿信号变换放大模块，7-“减法”处理模块，8-幅度调整模块，9-接受模块。
具体实施方式
以下结合图1和实施例对本发明做进一步描述。
如图1所示本发明一种可实现本底补偿的中子探测器小电流放大的装置，包括自给能中子探测器1、铠装信号电缆2、信号引出线3、屏蔽电缆4；还包括用以将电流信号转化为电压信号的所述信号电流变换放大模块5和所述补偿电流变换放大模块6；还包括用以获取两个电压信号的幅度相减信号的“减法”处理模块7和对电压信号幅度进行调整的幅度调整模块8；
所述中子探测器1包括收集极外壳103、设置在所述收集极外壳103内的发射体101、填装置所述收集极外壳103与所述发射体101之间的绝缘体 102；
所述铠装信号电缆2包括铠装外壳202、设置在所述铠装外壳202内的信号芯线201和本底芯线203、填充在所述铠装外壳202与信号芯线201和本底芯线203之间的绝缘材料204；
所述信号芯线201与所述发射体101连接；所述铠装外壳202与所述收集极外壳103连接；
所述信号芯线201和本底芯线203分别通过两根信号引出线3从所述铠装信号电缆2中引出，并经所述屏蔽电缆4分别与所述信号电流变换放大模块5和补偿信号变换放大模块6的信号出入端连接；
所述信号电流变换放大模块5和补偿信号变换放大模块6的信号输出端分别连接到所述“减法”处理模块7的信号输入端；
所述“减法”处理模块7的信号输出端与所述幅度调整模块8的信号输入端连接；所述幅度调整模块8的信号输出端连接有接收模块9，由该接收模块9存储记录输出信号；
上述自给能中子探测器1为铑探测器。屏蔽电缆4为多芯双绞线屏蔽电缆。
本装置的具体工作工程如下：
自给能中子探测器1内的发射体101受中子辐照产生的电流信号A，以及铠装电缆2内的信号芯线201受γ辐照产生的电流信号B，一并由一条信号引出线3引出；
所述引出的电流信号A与电流信号B经屏蔽电缆4送到信号电流变换放大模块5，由信号电流变换放大模块5转化为1～10V的电压信号A。
本底芯线203受γ辐照产生的电流信号C经本底芯线203引出；所述电流信号C由另一条信号引出线3引入屏蔽电缆4，并最终由屏蔽电缆4送到 补偿电流变换放大模块6，由补偿电流变换放大模块6转化为1~10V的电压信号B。
所述电压信号A和电压信号B同时送入“减法”处理模块7，进行“减法”处理，即将电压信号A和电压信号B的幅度相减，然后输出“减法”处理后的电压信号C；
“减法”处理模块7将“减法”处理后的电压信号C传给幅度调整模块8进行幅度调整，调整为与中子通量对应的1～10V的电压信号D；幅度调整模块8将所述电压信号D传输给接受模块9进行存储记录；最终完成对本底补偿的中子探测器小电流的放大。
本发明还包括一种可实现本底补偿的中子探测器小电流放大的方法，包括以下步骤：
步骤一、采集自给能中子探测器1内的发射体101受中子辐照产生的电流信号A，以及铠装电缆2内的信号芯线201受γ辐照产生的电流信号B，将所述电流信号A和电流信号B叠加后转化为1～10V的电压信号A；
步骤二、采集铠装电缆2内的本底芯线203受γ辐照产生的电流信号C，将所述电流信号C转化为1～10V的电压信号B；
步骤三、根据获取的电压信号A和电压信号B，将电压信号A和电压信号B的幅度相减，得到电压信号C；
步骤四、对所述电压信号C进行幅度调整，调整为与1～10V的电压信号D。
Claims (3)
1.一种可实现本底补偿的中子探测器小电流放大的装置，包括自给能中子探测器、铠装信号电缆、屏蔽电缆；其特征在于：还包括用以将电流信号转化为电压信号的所述信号电流变换放大模块和所述补偿电流变换放大模块；还包括用以获取两个电压信号的幅度相减信号的“减法”处理模块和对电压信号幅度进行调整的幅度调整模块；
所述中子探测器包括射体；所述铠装信号电缆包括信号芯线和本底芯线；所述信号芯线与所述发射体连接；
所述信号芯线和本底芯线经屏蔽电缆分别与所述信号电流变换放大模块和补偿信号变换放大模块的信号出入端连接；
所述信号电流变换放大模块和补偿信号变换放大模块的信号输出端分别连接到所述“减法”处理模块的信号输入端；
所述“减法”处理模块的信号输出端与所述幅度调整模块的信号输入端连接。
2.按照权利要求1所述的可实现本底补偿的中子探测器小电流放大的装置，其特征在于：所述幅度调整模块的信号输出端连接有接受模块，由该接受模块存储记录输出信号。
3.一种可实现本底补偿的中子探测器小电流放大的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、采集自给能中子探测器内的发射体受中子辐照产生的电流信号A，以及铠装电缆内的信号芯线受γ辐照产生的电流信号B，将所述电流信号A和电流信号B叠加后转化为1～10V的电压信号A；
步骤二、采集铠装电缆内的本底芯线受γ辐照产生的电流信号C，将所述电流信号C转化为1～10V的电压信号B；
步骤三、根据获取的电压信号A和电压信号B，将电压信号A和电压信号B的幅度相减，得到电压信号C；
步骤四、对所述电压信号C进行幅度调整，调整为1～10V的电压信号D。
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|---|---|---|---|---|
| CN107340533A (zh) * | 2017-07-07 | 2017-11-10 | 西北核技术研究所 | 3He夹心谱仪正比探测器输出幅度补偿方法及装置 |
| CN110488342A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-22 | 兰州大学 | 一种自给能中子探测器缩减信号响应时间的测量系统 |
| CN111413729A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-07-14 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 在强脉冲x射线环境使用的中子计数方法及计数器 |
| CN113702740A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-26 | 中国核动力研究设计院 | 一种应用于辐照孔道中子注量在线监测的二次仪表 |
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2012
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