CN111696690A - 一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器 - Google Patents

一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器 Download PDF

Info

Publication number
CN111696690A
CN111696690A CN202010573956.6A CN202010573956A CN111696690A CN 111696690 A CN111696690 A CN 111696690A CN 202010573956 A CN202010573956 A CN 202010573956A CN 111696690 A CN111696690 A CN 111696690A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
acoustic emission
module
port
switching module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010573956.6A
Other languages
English (en)
Inventor
蒋兆翔
何攀
刘才学
王瑶
彭翠云
王广金
陈祖洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nuclear Power Institute of China
Original Assignee
Nuclear Power Institute of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nuclear Power Institute of China filed Critical Nuclear Power Institute of China
Priority to CN202010573956.6A priority Critical patent/CN111696690A/zh
Publication of CN111696690A publication Critical patent/CN111696690A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
    • G01M3/243—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations for pipes
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/002—Detection of leaks
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/017—Inspection or maintenance of pipe-lines or tubes in nuclear installations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，声发射传感器将检测到的声发射信号发送至声发射信号预处理模块进行预处理，声发射信号预处理模块将预处理后的信号发送至远程信号调理系统进行信号精确调理；声发射信号整流模块对声发射信号整流；声发射信号宽频滤波模块抑制声发射信号中的内外部噪声；声发射信号放大模块对滤波后的声发射信号放大。本发明一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，具有低噪声反应堆声发射信号的预处理功能，保证后续诊断算法的精确性，同时具备传输远程自检信号激励前端声发射传感器验证整个故障监测系统回路功能完整性的能力，提高系统的可维护性和稳定性。

Description

一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器
技术领域
本发明涉及核工业领域，具体涉及一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器。
背景技术
反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器是针对反应堆内部部件故障时产生的声发射信号进行就地处理的一种，用于对声发射信号的整形、降噪、滤波和放大处理，同时接收远程自检信号分配箱的信号对前端声发射传感器产生激励模拟原始声发射信号，在无前端信号时验证整个监测系统回路的功能正确性。声发射适调器的信号处理结果用于远端故障诊断监测系统二次仪表机柜的原始信号的采集。声发射信号的监测是故障诊断监测系统的信号分析来源，为反应堆的大修和维护提供有力的技术支持，是反应堆安全运行的重要保障。
由于针对的声发射信号的频段集中于50KHz-200KHz，幅度为毫伏及毫伏以下，且产生的声发射信号需经贯穿件传输百米左右的距离，原始信号易受到摩擦、水力、电磁干扰等各种噪声信号的混入，使携带的原始信息受影响，导致后续故障诊断监测系统的算法精度受到影响，存在误报或者不报的可能性。因此，声发射信号适调器非常重要，能就地优先地保护并对原始信号进行预处理，并检验前端传感器的功能正常性，保证后续诊断算法的精度与监测系统的正常运行，维护核反应堆的安全。然而在现有技术中，通用领域的适调器无法适用于核领域中对适调器的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是通用领域的适调器无法适用于核领域中对适调器的要求，目的在于提供一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，解决上述问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，包括声发射信号预处理模块和内部信号转接模块；所述声发射信号预处理模块包括声发射信号整流模块、声发射信号宽频滤波模块和声发射信号放大模块；声发射传感器将检测到的声发射信号通过所述内部信号转接模块发送至所述声发射信号预处理模块进行预处理，所述声发射信号预处理模块将预处理后的信号通过所述内部信号转接模块发送至远程信号调理系统进行信号精确调理；所述声发射信号预处理模块对声发射信号进行预处理时，所述声发射信号整流模块对所述声发射信号进行整流处理；所述声发射信号宽频滤波模块抑制所述声发射信号中的内外部噪声；所述声发射信号放大模块对滤波后的声发射信号进行放大处理。
本发明应用时，声发射信号适调器采用集成化预处理技术，声发射信号适调器将前置放大器、转接线路端子、远程自检信号输入集成到一个小型化模块中，同时具有信号处理功能。原始信号经甄别、整形、滤波和放大并输出至信号调理系统。本发明对声发射信号进行粗略放大保留信号携带的信息并尽量抑制内外部的噪声，防止经过数百米传输的声发射信号衰减与噪声混在一起导致无法鉴别的情况。本发明采用的内部信号转接模块，可以将所有外部器件的信号在适调器内部进行转接，有利于适调器本身的集成。由于核领域技术的特殊性，适调器需要设置在辐照和电磁环境中，所以适调器集成性的提高，可以有利于电气隔离性能、防辐射和防电磁干扰的设计。
进一步的，所述内部信号转接模块还连接有远程信号自检分配箱；
当所述远程信号自检分配箱执行自检时，所述远程信号自检分配箱发送脉冲激励信号到所述内部信号转接模块；适调器收到所述脉冲激励信号后，通过所述内部信号转接模块向所述声发射传感器发送声发射模拟信号对所述声发射传感器进行激励；所述声发射模拟信号为模拟管道泄漏的声信号；
所述声发射传感器受到激励后，生成应力波微电压信号并通过所述内部信号转接模块发送至所述声发射信号预处理模块；所述声发射信号预处理模块，将所述应力波微电压信号进行预处理后，经所述内部信号转接模块发送至远程信号调理系统进行进行信号精确调理完成自检。
本发明应用时，核技术领域中，对于安全性的需求是极高的，所以在对适调器设计时加入了对适调器自检的技术，并且自检信号是通过内部信号转接模块实现的转接。远程信号自检分配箱发送脉冲激励信号到适调器时，适调器发送声发射模拟信号对声发射传感器进行激励；声发射模拟信号可以是由适调器在收到脉冲激励信号时直接生成，也可以是在远程信号自检分配箱中生成后，远程信号自检分配箱将声发射模拟信号作为脉冲激励信号直接发送；适调器通过内部信号转接模块实现信号的转接，从而完成对传感器及适调器自身的自检。
进一步的，所述远程信号自检分配箱通过双绞电缆连接于所述内部信号转接模块，并通过所述双绞电缆发送脉冲激励信号到所述内部信号转接模块。
进一步的，所述远程信号调理系统通过同轴电缆连接于所述内部信号转接模块，并通过所述同轴电缆交于适调器；所述远程信号调理系统还通过同轴电缆向适调器供电。
本发明应用时，适调器正常工作电压由电器厂房故障诊断监测系统内的调理设备经贯穿件线缆提供，供电线与信号线采用同一根线缆，节约一半的贯穿件。
进一步的，所述内部信号转接模块包括8个接线端口；
所述声发射传感器的实际信号线连接所述内部信号转接模块的1端口；所述声发射传感器的信号地线连接所述内部信号转接模块的2端口；所述声发射传感器的激励信号线所述内部信号转接模块的3端口；
所述双绞电缆的自检激励信号线连接所述内部信号转接模块的4端口；所述双绞电缆的自检激励地线连接所述内部信号转接模块的5端口；所述双绞电缆的参考地线连接所述内部信号转接模块的6端口；
所述同轴电缆的芯线连接所述内部信号转接模块的7端口；所述同轴电缆的屏蔽线连接所述内部信号转接模块的8端口；
所述声发射信号预处理模块的信号输入端连接于所述内部信号转接模块的1端口和2端口；所述声发射信号预处理模块的信号输出端连接于所述内部信号转接模块的7端口和8端口；
所述2端口连通于所述5端口；所述3端口连通于所述4端口；所述6端口接适调器的外壳参考地。
本发明应用时，内部信号转接模块至少需要有8个端口，通过这种端口连接关系，可以实现信号和电源的输入输出，极大的提高了系统的集成性。
进一步的，所述2端口通过导线和/或跳线连通于所述5端口；所述3端口通过导线和/或跳线连通于所述4端口；所述声发射模拟信号采用所述脉冲激励信号。
进一步的，所述2端口通过生成模块连通于所述5端口；所述3端口通过生成模块连通于所述4端口；所述生成模块用于根据所述脉冲激励信号生成所述声发射模拟信号。
本发明应用时，声发射模拟信号通过远程直接发送到适调器时，可以通过导线或者跳线直接发送至传感器，而远程仅仅产生一个普通的激励信号时，通过适调器中的一个生成模块来生成声发射模拟信号。
进一步的，适调器的外壳采用葛兰接口，具有IP66防水密封性能。
进一步的，所述声发射信号预处理模块和所述内部信号转接模块集成为一个模块。
进一步的，适调器采用集成运放的方式搭建；所述声发射信号预处理模块包括运放模块U1、静态工作点模块、二级放大模块和场效应管D1；所述静态工作点模块接入场效应管D1的源极并向场效应管D1提供静态工作点；所述声发射传感器连接于所述场效应管D1的栅极，并向所述场效应管D1提供检测到的声发射信号；所述场效应管D1的漏极连接于所述运放模块U1的输入负极，所述二级放大模块连接于所述运放模块U1的输入正极；所述运放模块U1的输出端输出放大后的信号。
本发明应用时，现有技术中适调器采用晶体管放大电路的方式，受元器件静态工作点温度漂移的影响稳定性不佳，而本发明采用集成运放的形式搭建，性能更加稳定可靠，信号带宽广阔，可达1.2Mhz。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，具备核岛内宽温湿度环境、电磁干扰环境、辐射环境下工作的能力，具有低噪声反应堆声发射信号的预处理功能，保证后续诊断算法的精确性，同时具备传输远程自检信号激励前端声发射传感器验证整个故障监测系统回路功能完整性的能力，提高系统的可维护性和稳定性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明内部信号转接模块结构示意图；
图3为本发明电路原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，本发明一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，包括声发射信号预处理模块和内部信号转接模块；所述声发射信号预处理模块包括声发射信号整流模块、声发射信号宽频滤波模块和声发射信号放大模块；声发射传感器将检测到的声发射信号通过所述内部信号转接模块发送至所述声发射信号预处理模块进行预处理，所述声发射信号预处理模块将预处理后的信号通过所述内部信号转接模块发送至远程信号调理系统进行信号精确调理；所述声发射信号预处理模块对声发射信号进行预处理时，所述声发射信号整流模块对所述声发射信号进行整流处理；所述声发射信号宽频滤波模块抑制所述声发射信号中的内外部噪声；所述声发射信号放大模块对滤波后的声发射信号进行放大处理。
本实施例实施时，声发射信号适调器采用集成化预处理技术，声发射信号适调器将前置放大器、转接线路端子、远程自检信号输入集成到一个小型化模块中，同时具有信号处理功能。原始信号经甄别、整形、滤波和放大并输出至信号调理系统。本发明对声发射信号进行粗略放大保留信号携带的信息并尽量抑制内外部的噪声，防止经过数百米传输的声发射信号衰减与噪声混在一起导致无法鉴别的情况。本发明采用的内部信号转接模块，可以将所有外部器件的信号在适调器内部进行转接，有利于适调器本身的集成。由于核领域技术的特殊性，适调器需要设置在辐照和电磁环境中，所以适调器集成性的提高，可以有利于电气隔离性能、防辐射和防电磁干扰的设计。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，所述内部信号转接模块还连接有远程信号自检分配箱；
当所述远程信号自检分配箱执行自检时，所述远程信号自检分配箱发送脉冲激励信号到所述内部信号转接模块；适调器收到所述脉冲激励信号后，通过所述内部信号转接模块向所述声发射传感器发送声发射模拟信号对所述声发射传感器进行激励；所述声发射模拟信号为模拟管道泄漏的声信号；
所述声发射传感器受到激励后，生成应力波微电压信号并通过所述内部信号转接模块发送至所述声发射信号预处理模块；所述声发射信号预处理模块，将所述应力波微电压信号进行预处理后，经所述内部信号转接模块发送至远程信号调理系统进行进行信号精确调理完成自检。
本实施例实施时，核技术领域中，对于安全性的需求是极高的，所以在对适调器设计时加入了对适调器自检的技术，并且自检信号是通过内部信号转接模块实现的转接。远程信号自检分配箱发送脉冲激励信号到适调器时，适调器发送声发射模拟信号对声发射传感器进行激励；声发射模拟信号可以是由适调器在收到脉冲激励信号时直接生成，也可以是在远程信号自检分配箱中生成后，远程信号自检分配箱将声发射模拟信号作为脉冲激励信号直接发送；适调器通过内部信号转接模块实现信号的转接，从而完成对传感器及适调器自身的自检。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，所述远程信号自检分配箱通过双绞电缆连接于所述内部信号转接模块，并通过所述双绞电缆发送脉冲激励信号到所述内部信号转接模块。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，所述远程信号调理系统通过同轴电缆连接于所述内部信号转接模块，并通过所述同轴电缆交于适调器；所述远程信号调理系统还通过同轴电缆向适调器供电。
本实施例实施时，适调器正常工作电压由电器厂房故障诊断监测系统内的调理设备经贯穿件线缆提供，供电线与信号线采用同一根线缆，节约一半的贯穿件。
如图2所示，为了进一步的说明本实施例的工作过程，所述内部信号转接模块包括8个接线端口；
所述声发射传感器的实际信号线连接所述内部信号转接模块的1端口；所述声发射传感器的信号地线连接所述内部信号转接模块的2端口；所述声发射传感器的激励信号线所述内部信号转接模块的3端口；
所述双绞电缆的自检激励信号线连接所述内部信号转接模块的4端口；所述双绞电缆的自检激励地线连接所述内部信号转接模块的5端口；所述双绞电缆的参考地线连接所述内部信号转接模块的6端口；
所述同轴电缆的芯线连接所述内部信号转接模块的7端口；所述同轴电缆的屏蔽线连接所述内部信号转接模块的8端口；
所述声发射信号预处理模块的信号输入端连接于所述内部信号转接模块的1端口和2端口；所述声发射信号预处理模块的信号输出端连接于所述内部信号转接模块的7端口和8端口；
所述2端口连通于所述5端口；所述3端口连通于所述4端口；所述6端口接适调器的外壳参考地。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，内部信号转接模块至少需要有8个端口，通过这种端口连接关系，可以实现信号和电源的输入输出，极大的提高了系统的集成性。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，所述2端口通过导线和/或跳线连通于所述5端口；所述3端口通过导线和/或跳线连通于所述4端口；所述声发射模拟信号采用所述脉冲激励信号。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，所述2端口通过生成模块连通于所述5端口；所述3端口通过生成模块连通于所述4端口；所述生成模块用于根据所述脉冲激励信号生成所述声发射模拟信号。
本实施例实施时，声发射模拟信号通过远程直接发送到适调器时，可以通过导线或者跳线直接发送至传感器，而远程仅仅产生一个普通的激励信号时，通过适调器中的一个生成模块来生成声发射模拟信号。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，适调器的外壳采用葛兰接口，具有IP66防水密封性能。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，所述声发射信号预处理模块和所述内部信号转接模块集成为一个模块。
如图3所示，为了进一步的说明本实施例的工作过程，适调器采用集成运放的方式搭建；所述声发射信号预处理模块包括运放模块U1、静态工作点模块、二级放大模块和场效应管D1；所述静态工作点模块接入场效应管D1的源极并向场效应管D1提供静态工作点；所述声发射传感器连接于所述场效应管D1的栅极，并向所述场效应管D1提供检测到的声发射信号；所述场效应管D1的漏极连接于所述运放模块U1的输入负极，所述二级放大模块连接于所述运放模块U1的输入正极；所述运放模块U1的输出端输出放大后的信号。
本实施例实施时，现有技术中适调器采用晶体管放大电路的方式，受元器件静态工作点温度漂移的影响稳定性不佳，而本发明采用集成运放的形式搭建，性能更加稳定可靠，信号带宽广阔，可达1.2Mhz。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，本实施例主要针对频率为50KHz-200KHz，幅度毫伏及毫伏以下的微小信号，例如一回路管道流体发生泄漏时产生的应力波声发射信号，提供一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，具备核岛内宽温湿度环境、电磁干扰环境、辐射环境下工作的能力，具有低噪声反应堆声发射信号的预处理功能，保证后续诊断算法的精确性，同时具备传输远程自检信号激励前端声发射传感器验证整个故障监测系统回路功能完整性的能力，提高系统的可维护性和稳定性。
本实施例中，声发射信号宽温耐辐照适调器结构采用模块化设计方式，集成为一个小型化黑盒。箱体内部包括两个功能模块，分为声发射信号预处理模块和线路转接模块。
声发射信号预处理模块采用模块化的信号放大模块，宽频滤波模块，实现声发射信号的甄别、整形和放大等所有预处理功能，减少长距离传输声发射信号造成的噪声干扰。适调器正常工作电压由电器厂房故障诊断监测系统内的调理设备经贯穿件线缆提供，供电线与信号线采用同一根线缆，节约一半的贯穿件。电气厂房故障诊断监测系统的远程自检机箱产生激励信号经双绞电缆及贯穿件后传输到适调器的另一接口，通过内部的转接刺激声发射传感器产生声发射信号，模拟反应堆真实的声发射信号，形成整个系统回路的远程自检。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，本实施例采用高精度低噪声运放电路设计技术。高精密低噪声运放电路设计是声发射信号适调器的核心技术之一，声发射信号适调器的功能主要是对声发射信号进行粗略放大保留信号携带的信息并尽量抑制内外部的噪声，防止经过数百米传输的声发射信号衰减与噪声混在一起导致无法鉴别的情况。由于声发射信号为毫伏及毫伏以下的微小信号，噪声需要控制在4uV以下。
建立声发射信号适调器原型进行定性和定量分析，为原型硬件设计芯片选型提供数据支持，芯片需选择符合宽温湿度条件要求并经老化筛选后的元器件。适调器核心在于低噪声运放，采用PSpice模型，通过集成运放进行放大电路搭建，控制放大倍数的平坦度满足精度要求，设计完成后使用Multisim对该电路进行仿真，确保设计符合要求。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，本实施例采用声发射信号适调器的集成化预处理技术，声发射信号适调器将前置放大器、转接线路端子、远程自检信号输入集成到一个小型化模块中，同时具有信号处理和远程系统自检的功能。原始信号经甄别、整形、滤波和放大并输出至信号调理系统，远程自检信号输入适调器模块内转接线路端子，并通过信号输入端激励声发射传感器，模拟堆内产生的声发射信号，对故障诊断监测系统的功能进行快速验证。外壳采用葛兰接口，具有IP66防水密封性能。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，本实施例采用小型化环境适应性设计技术，在样件小型化的条件下仍然具有良好的功能实现、良好的密封性能与电气隔离性能、防辐射设计、防电磁干扰、宽温湿度适应能力是关键技术及难点。小型化的解决方案中，电路设计在满足功能的条件下选用贴片元件可以节约一定空间，其次在不影响性能的条件下选择尽可能小的PCB电路板将布局布线做的更紧凑。结构设计选择性能好的屏蔽材料、恰当的几何形状保持样件的小型化。声发射信号预处理模块尺寸不大于8.26cm(长)×2.87cm(宽)×2.cm(高)，整个功能集成适调器模块尺寸不大于10cm(长)×3cm(宽)×2cm(高)。
环境适应性设计主要包括宽温下噪声控制技术、耐辐照设计。宽温下噪声控制技术是指在-40～125℃的范围下，适调器的噪声抑制功能能够维持且不同范围下的波动要尽可能小。根据电路设计的经验，主要是通过元器件的精选采购、老化筛选试验等方式遴选出符合宽温条件下的电子元器件，同时在PCB布局布线的情况下要实行最优化选择并做好电路的散热等设计，最后焊接的时候尽量选择机器焊接避免人为因素造成的影响。
耐辐照设计是在辐照环境下仍然维持正常功能的可靠性设计方式。首先要了解辐射环境及辐射效应，根据系统要达到的性能要求，确定其辐射容限和失效判据。根据平衡加固的原则，对系统进行设计。适调器的抗辐射措施从选择性能好的屏蔽材料和合理的几何形状、抗辐射性能和绝缘性能好的电子材料与元器件、具有抗辐射性能的线路形式这三个方面提升。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，如图1和图2所示，本实施例为核反应堆一回路管道泄漏监测系统的实施案例，本实施例中，核反应堆管道流体发生泄漏时产生的应力波声发射信号，声发射传感器受到信号激励后会产生微电压信号，幅度为毫伏及毫伏以下，频率为50kHz-200kHz的中高频段。
31路声发射信号输入31路声发射信号适调器后由内部转接模块传输至声发射信号预处理模块，对声发射信号进行甄别、整形、滤波和放大，并将处理信号输出至内部转接模块后经同轴电缆通过电气贯穿件传输数百米后给远端二次仪表故障诊断监测系统设备进行信号精确调理与诊断。
调理系统的调理模块通过信号输出电缆同时对声发射信号适调器直流供电28V以使适调器维持正常工作，共线设计的幻象电源设计方法节约了一半的贯穿件和线缆。
调理系统对声发射信号进行电气隔离，程控放大，带通滤波后经PXI总线接口输入采集系统，调理后的信号输出至上层软件采集系统用于核反应堆一回路管道的冷却剂泄漏监测和定位定量分析，避免核反应堆发生堆芯失水事件(LOCA)。
远程泄漏监测系统的远程自检机箱模块产生激励信号通过双绞电缆经贯穿件输入至声发射信号适调器内部转接模块，经适调器处理后模拟管道泄漏的声信号输出至前端声发射信号传感器，声发射传感器受到激励后会产生应力波微电压信号输入至内部转接模块，经适调器内部处理后输出至远端二次仪表泄漏监测系统机柜，形成一个整个系统的远程自检功能的回路，用于验证系统功能的正常性。
其中，声发射信号适调器性能指标如下：
增益：40dB±0.5dB
输入阻抗：10kΩ//15pF
供电电源：24～28Vdc
噪声：小于4uV(内置20khz—1.1Mhz的滤波器且短接输入条件下)
动态范围：大于80dB
工作电流：约20mA
尺寸：不大于10cm(长)×3cm(宽)×2cm(高)
重量：54g
工作温度：-40℃～+125℃
最大输出信号：50Ω条件下为14Vpp
样件一致性：<3％
输入接口：PG13.5魏德米勒格兰头，1个
输出接口：魏德米勒格兰头PG9和PG13.5，各1个
尺寸：不大于200mm(长)×120mm(宽)×60mm(高)
温度范围：-40℃～+125℃
γ累计计量：5x106Rad
电磁干扰性能：符合IEC 61000电磁兼容标准。
本实施例的前端声发射信号传感器性能指标如下：
灵敏度：≥-71dB(Ref.1V/μbar)；
谐振频率范围：50kHz～260kHz；
探测对象温度范围：-60℃～+450℃
累计辐照剂量：1x108rad
电缆长度：5m
绝缘电阻：>100MΩ
红线：信号线
白线：远程自检信号线
黑线：地线
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，其特征在于，包括声发射信号预处理模块和内部信号转接模块；所述声发射信号预处理模块包括声发射信号整流模块、声发射信号宽频滤波模块和声发射信号放大模块；
声发射传感器将检测到的声发射信号通过所述内部信号转接模块发送至所述声发射信号预处理模块进行预处理，所述声发射信号预处理模块将预处理后的信号通过所述内部信号转接模块发送至远程信号调理系统进行信号精确调理；
所述声发射信号预处理模块对声发射信号进行预处理时，所述声发射信号整流模块对所述声发射信号进行整流处理；所述声发射信号宽频滤波模块抑制所述声发射信号中的内外部噪声；所述声发射信号放大模块对滤波后的声发射信号进行放大处理。
2.根据权利要求1所述的一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，其特征在于，所述内部信号转接模块还连接有远程信号自检分配箱；
当所述远程信号自检分配箱执行自检时，所述远程信号自检分配箱发送脉冲激励信号到所述内部信号转接模块；适调器收到所述脉冲激励信号后，通过所述内部信号转接模块向所述声发射传感器发送声发射模拟信号对所述声发射传感器进行激励；所述声发射模拟信号为模拟管道泄漏的声信号；
所述声发射传感器受到激励后，生成应力波微电压信号并通过所述内部信号转接模块发送至所述声发射信号预处理模块；所述声发射信号预处理模块，将所述应力波微电压信号进行预处理后，经所述内部信号转接模块发送至远程信号调理系统进行进行信号精确调理完成自检。
3.根据权利要求2所述的一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，其特征在于，所述远程信号自检分配箱通过双绞电缆连接于所述内部信号转接模块，并通过所述双绞电缆发送脉冲激励信号到所述内部信号转接模块。
4.根据权利要求3所述的一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，其特征在于，所述远程信号调理系统通过同轴电缆连接于所述内部信号转接模块，并通过所述同轴电缆交于适调器；所述远程信号调理系统还通过同轴电缆向适调器供电。
5.根据权利要求4所述的一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，其特征在于，所述内部信号转接模块包括8个接线端口；
所述声发射传感器的实际信号线连接所述内部信号转接模块的1端口；所述声发射传感器的信号地线连接所述内部信号转接模块的2端口；所述声发射传感器的激励信号线所述内部信号转接模块的3端口；
所述双绞电缆的自检激励信号线连接所述内部信号转接模块的4端口；所述双绞电缆的自检激励地线连接所述内部信号转接模块的5端口；所述双绞电缆的参考地线连接所述内部信号转接模块的6端口；
所述同轴电缆的芯线连接所述内部信号转接模块的7端口；所述同轴电缆的屏蔽线连接所述内部信号转接模块的8端口；
所述声发射信号预处理模块的信号输入端连接于所述内部信号转接模块的1端口和2端口；所述声发射信号预处理模块的信号输出端连接于所述内部信号转接模块的7端口和8端口；
所述2端口连通于所述5端口；所述3端口连通于所述4端口；所述6端口接适调器的外壳参考地。
6.根据权利要求5所述的一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，其特征在于，所述2端口通过导线和/或跳线连通于所述5端口；所述3端口通过导线和/或跳线连通于所述4端口；所述声发射模拟信号采用所述脉冲激励信号。
7.根据权利要求5所述的一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，其特征在于，所述2端口通过生成模块连通于所述5端口；所述3端口通过生成模块连通于所述4端口；所述生成模块用于根据所述脉冲激励信号生成所述声发射模拟信号。
8.根据权利要求1所述的一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，其特征在于，适调器的外壳采用葛兰接口，具有IP66防水密封性能。
9.根据权利要求1所述的一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，其特征在于，所述声发射信号预处理模块和所述内部信号转接模块集成为一个模块。
10.根据权利要求1所述的一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器，其特征在于，适调器采用集成运放的方式搭建；所述声发射信号预处理模块包括运放模块U1、静态工作点模块、二级放大模块和场效应管D1；所述静态工作点模块接入场效应管D1的源极并向场效应管D1提供静态工作点；所述声发射传感器连接于所述场效应管D1的栅极，并向所述场效应管D1提供检测到的声发射信号；所述场效应管D1的漏极连接于所述运放模块U1的输入负极，所述二级放大模块连接于所述运放模块U1的输入正极；所述运放模块U1的输出端输出放大后的信号。
CN202010573956.6A 2020-06-22 2020-06-22 一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器 Pending CN111696690A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010573956.6A CN111696690A (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010573956.6A CN111696690A (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111696690A true CN111696690A (zh) 2020-09-22

Family

ID=72482847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010573956.6A Pending CN111696690A (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111696690A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112863713A (zh) * 2021-01-15 2021-05-28 中国核动力研究设计院 一种高温气冷堆用一回路气体湿度测量电路
CN114354765A (zh) * 2021-12-02 2022-04-15 中国核电工程有限公司 一种核电站用单通道声发射信号采集装置

Citations (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1678136A (zh) * 2004-03-30 2005-10-05 Akg声学有限公司 幻象电源供电传声器的电源
CN101330490A (zh) * 2008-07-29 2008-12-24 杭州电子科技大学 基于同轴电缆混合传输技术的数据耦合器
CN101858860A (zh) * 2010-05-28 2010-10-13 公安部沈阳消防研究所 一种基于光纤传导的开路式可燃气体探测器及其检测方法
CN101877864A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 徐志生 一种非干扰式测量无线传感器网络数据的方法与系统
CN102679169A (zh) * 2012-05-21 2012-09-19 中国核动力研究设计院 核电站压力管道泄漏声发射监测方法及其监测系统
CN103176161A (zh) * 2013-03-11 2013-06-26 中国人民解放军63908部队 一种电学量自动校准系统及其校准方法
CN103576155A (zh) * 2013-11-12 2014-02-12 河海大学 一种微波雷达式汽车防撞预警系统
CN104079873A (zh) * 2014-06-03 2014-10-01 东莞市华虹电子有限公司 一种水下高清视频传输系统
CN104682948A (zh) * 2013-12-03 2015-06-03 四川兴科蓉药业有限责任公司 一种用于球磨机负荷检测的声音信号采集电路
CN104765281A (zh) * 2015-04-08 2015-07-08 南京航空航天大学 航空发动机控制系统仿真接口适配器
CN104883147A (zh) * 2015-06-04 2015-09-02 西南科技大学 声发射检测仪前置放大器
CN105259228A (zh) * 2015-11-19 2016-01-20 合肥泰蓝电子科技有限公司 适于电化学传感器的信号调理电路
CN105974221A (zh) * 2016-04-26 2016-09-28 中国航空无线电电子研究所 一种用于多路总线接口模块测试的通用适配器
CN205883420U (zh) * 2016-06-29 2017-01-11 天津深之蓝海洋设备科技有限公司 用于无人遥控潜水器的电力和通讯数据传输系统
CN208572406U (zh) * 2018-07-13 2019-03-01 恩平市帕思高电子科技有限公司 一种无线主播声卡系统
CN208768037U (zh) * 2018-08-07 2019-04-19 中国原子能科学研究院 辐射探测系统及其使用的前端放大器
CN109900808A (zh) * 2019-03-11 2019-06-18 中国核动力研究设计院 声发射信号监测系统的通道自检系统及自检方法
CN110006950A (zh) * 2019-03-28 2019-07-12 安徽驭风风电设备有限公司 一种风电叶片裂纹检测装置及其检测方法
CN209312955U (zh) * 2019-01-17 2019-08-27 中国铁塔股份有限公司四川省分公司 一种电池模组充电温度报警系统
CN110309091A (zh) * 2019-07-11 2019-10-08 中电科技（合肥）博微信息发展有限责任公司 一种信号转接板、信道测试平台及其测试方法
CN110384488A (zh) * 2019-06-27 2019-10-29 上海思立微电子科技有限公司 一种用于体表的无创血压监测系统及方法
CN110726518A (zh) * 2019-10-24 2020-01-24 中国核动力研究设计院 核反应堆压力容器环形密封面泄漏定位监测系统
CN210803714U (zh) * 2019-07-16 2020-06-19 上海菲伽智能科技有限公司 回波信号解调电路及连续调制超声波测距系统

Patent Citations (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1678136A (zh) * 2004-03-30 2005-10-05 Akg声学有限公司 幻象电源供电传声器的电源
CN101330490A (zh) * 2008-07-29 2008-12-24 杭州电子科技大学 基于同轴电缆混合传输技术的数据耦合器
CN101877864A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 徐志生 一种非干扰式测量无线传感器网络数据的方法与系统
CN101858860A (zh) * 2010-05-28 2010-10-13 公安部沈阳消防研究所 一种基于光纤传导的开路式可燃气体探测器及其检测方法
CN102679169A (zh) * 2012-05-21 2012-09-19 中国核动力研究设计院 核电站压力管道泄漏声发射监测方法及其监测系统
CN103176161A (zh) * 2013-03-11 2013-06-26 中国人民解放军63908部队 一种电学量自动校准系统及其校准方法
CN103576155A (zh) * 2013-11-12 2014-02-12 河海大学 一种微波雷达式汽车防撞预警系统
CN104682948A (zh) * 2013-12-03 2015-06-03 四川兴科蓉药业有限责任公司 一种用于球磨机负荷检测的声音信号采集电路
CN104079873A (zh) * 2014-06-03 2014-10-01 东莞市华虹电子有限公司 一种水下高清视频传输系统
CN104765281A (zh) * 2015-04-08 2015-07-08 南京航空航天大学 航空发动机控制系统仿真接口适配器
CN104883147A (zh) * 2015-06-04 2015-09-02 西南科技大学 声发射检测仪前置放大器
CN105259228A (zh) * 2015-11-19 2016-01-20 合肥泰蓝电子科技有限公司 适于电化学传感器的信号调理电路
CN105974221A (zh) * 2016-04-26 2016-09-28 中国航空无线电电子研究所 一种用于多路总线接口模块测试的通用适配器
CN205883420U (zh) * 2016-06-29 2017-01-11 天津深之蓝海洋设备科技有限公司 用于无人遥控潜水器的电力和通讯数据传输系统
CN208572406U (zh) * 2018-07-13 2019-03-01 恩平市帕思高电子科技有限公司 一种无线主播声卡系统
CN208768037U (zh) * 2018-08-07 2019-04-19 中国原子能科学研究院 辐射探测系统及其使用的前端放大器
CN209312955U (zh) * 2019-01-17 2019-08-27 中国铁塔股份有限公司四川省分公司 一种电池模组充电温度报警系统
CN109900808A (zh) * 2019-03-11 2019-06-18 中国核动力研究设计院 声发射信号监测系统的通道自检系统及自检方法
CN110006950A (zh) * 2019-03-28 2019-07-12 安徽驭风风电设备有限公司 一种风电叶片裂纹检测装置及其检测方法
CN110384488A (zh) * 2019-06-27 2019-10-29 上海思立微电子科技有限公司 一种用于体表的无创血压监测系统及方法
CN110309091A (zh) * 2019-07-11 2019-10-08 中电科技（合肥）博微信息发展有限责任公司 一种信号转接板、信道测试平台及其测试方法
CN210803714U (zh) * 2019-07-16 2020-06-19 上海菲伽智能科技有限公司 回波信号解调电路及连续调制超声波测距系统
CN110726518A (zh) * 2019-10-24 2020-01-24 中国核动力研究设计院 核反应堆压力容器环形密封面泄漏定位监测系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112863713A (zh) * 2021-01-15 2021-05-28 中国核动力研究设计院 一种高温气冷堆用一回路气体湿度测量电路
CN112863713B (zh) * 2021-01-15 2022-02-11 中国核动力研究设计院 一种高温气冷堆用一回路气体湿度测量电路
CN114354765A (zh) * 2021-12-02 2022-04-15 中国核电工程有限公司 一种核电站用单通道声发射信号采集装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102426310B (zh) 一种新型飞机全机高强度辐照试验方法
CN104104456B (zh) 一种低压集抄通信检测装置
CN111696690A (zh) 一种探测反应堆声发射信号的宽温耐辐照适调器
CN107146647B (zh) 一种便携式中子检测装置
CN103163393A (zh) 电源线传导电磁干扰检测系统
CN109116182B (zh) 通信电缆接头屏蔽罩屏蔽效能测量的装置及方法
CN202351353U (zh) 电源线传导电磁干扰检测系统
CN106597221A (zh) 一种接地网故障诊断方法及系统
CN106338653B (zh) 一种局部放电典型干扰模拟装置
CN107479006A (zh) 一种电子设备的电源emi抑制能力评估系统及方法
CN218122137U (zh) 一种测试机载航电系统的测试系统
CN104297595B (zh) 混响室连续搅拌模式下提高电子设备辐射抗扰度测试可重复性的方法
CN110108966A (zh) 辐射效应测试板、系统、获取连接线长度的方法及装置
CN107015105B (zh) 一种检测垂直接地极或深井接地有效性的装置及方法
CN111175640B (zh) 一种改进型集成电路tem小室辐射发射测量装置及方法
JP5675488B2 (ja) 信号伝送路の評価装置及び評価方法
CN211183962U (zh) 一种手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备
CN210534315U (zh) 特高频电磁干扰模拟系统
CN109781861A (zh) 电子开关式主/辅多通道超声波采集系统及电子设备
CN105021870A (zh) 一种线缆终端感应电压的测量方法
CN110531170A (zh) 屏蔽电缆屏蔽衰减测量方法
CN106483451A (zh) 百万千瓦级核电站放射性监测系统处理单元测试平台
CN108257695A (zh) 一种船用小型反应堆堆外轴向功率量程测量装置
CN112591120B (zh) 一种航空光电吊舱
CN220065196U (zh) 一种用于核反应堆的堆外核测仪表

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200922

RJ01 Rejection of invention patent application after publication