CN112485820B - 适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元，本发明的显示单元由基本箱和不同类型的功能卡组成；所述基本箱具有除放大以外的辐射监测系统的所有二次仪表基本功能；所述基本箱具有电源接口，用于给各功能卡供电；所述基本箱通过通信接口分别与各功能卡、辐射监测系统DCS进行通讯连接；所述功能卡为可更换卡件，用于适配不同类型的辐射探测器；所述功能卡还能够对辐射探测器的测量信号进行处理，并将处理结果发送给基本箱。本发明的处理显示单元可以实现1个处理箱任意配置多种不同类型的探测器，具备自动识别功能卡类型的功能，通过更换功能卡，可形成多种组合方式，实现了处理箱的平台化、智能化以及小型化。

Description

适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元
技术领域
本发明涉及辐射监测系统的二次仪表技术领域，具体涉及适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元。
背景技术
辐射监测系统用于反应堆排出流监测、工艺过程的流质和气载监测、同时对各区域的辐射环境进行监测。辐射监测设备中的处理显示单元(也称处理箱)用于接收来自辐射探测器的信号，进行信号处理后以工程单位形式进行显示，超出一定阈值时，进行报警。
现有的反应堆固定式辐射监测系统测量方式是，不同类型的辐射探测器连接的处理箱不同。采用该测量方式，由于辐射监测系统采用的探测器类型较多，需要配置大量的处理箱，增加了仪表布置的难度；不同探测器的处理箱无法通用，降低了系统的通用程度。
随着技术的不断发展，各种核动力平台、AP1000、华龙一号等新型机组对辐射监测系统的小型化、通用化、数字化提出了更高的要求。原有测量方式已无法满足项目需要。
发明内容
为了克服现有测量方式无法满足，本发明提供了适应于辐射监测系统的小型化、通用化、数字化要求的智能化多通道处理显示单元，该显示单元为可配置多种任意类型辐射探测器的处理箱。
本发明通过下述技术方案实现：
适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元，该显示单元由基本箱和不同类型的功能卡组成；
所述基本箱具有除放大以外的辐射监测系统的所有二次仪表基本功能；
所述基本箱具有电源接口，用于给各功能卡供电；
所述基本箱通过通信接口分别与各功能卡、辐射监测系统DCS进行通讯连接；
所述功能卡为可更换卡件，用于适配不同类型的辐射探测器，为不同类型的辐射探测器提供工作所需的低压电源和高压，进行量程切换和调零；
所述功能卡还能够对辐射探测器的测量信号进行处理，并将处理结果发送给基本箱。
本发明的处理显示单元是将不同类型功能卡集成至一个处理箱，不同类型功能卡可以接收不同类型探测器的探测信号，完成处理之后将处理后的数据发送给基本箱，功能卡设计为可更换卡件，可完成不同的探测器组合方式，实现不同类型辐射探测器处理性的平台化。
优选的，本发明的处理箱能够任意配置4中类型的功能卡，可以连接4路辐射探测器输入。本发明的显示单元采用4张功能卡，所述4张功能卡用于任意配置4种类型的辐射探测器。
优选的，本发明中4张功能卡可任意更换，满足了处理箱的通用化。本发明的4张功能卡包括气体探测器功能卡、闪烁体探测器功能卡、半导体探测器功能卡和智能探测器功能卡。
优选的，本发明的气体探测器功能卡用于连接气体探测器，并将气体探测器的测量结果处理后发送给基本箱。
优选的，本发明的闪烁体探测器功能卡用于连接闪烁体探测器，并将闪烁体探测器的测量结果处理后发送给基本箱。
优选的，本发明的半导体探测器功能卡用于连接半导体探测器，并将半导体探测器的测量结果处理后发送给基本箱。
优选的，本发明的智能探测器功能卡为通讯接口功能卡，用于连接具有RS485接口的智能探测器，并将智能探测器测量结果解析后发送给基本箱。
优选的，本发明的基本箱的电路包括主板和模拟量开关量板
所述主板包括CPU、2个RS485隔离输出模块、1个RS232隔离输出模块和存储模块；
所述模拟量开关量板包括IU转换隔离放大器、不低于1M采样率的采样芯片、DAC芯片和UI隔离放大器。
优选的，本发明的基本箱包括以下输出信号接口：
1路I型探测器工作电源输出；
2个隔离RS485输出接口；
4个隔离模拟量输出接口；
12路开关量输出接口。
优选的，本发明的显示单元采用壁挂式结构设计，且带有触摸显示屏用于工作参数的设置、修改和显示。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明的处理显示单元可以实现1个处理箱任意配置多种不同类型的探测器，具备自动识别功能卡类型的功能，通过更换功能卡，可形成多种组合方式，实现了处理箱的平台化、智能化以及小型化。
2、本发明的处理显示单元实现了智能化，能够自动识别功能卡类型，或通过仪表面板设置识别功能卡类型。
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为本发明的显示处理单元结构示意图。
具体实施方式
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
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1
本实施例提出了一种适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元，其为一种适用于固定式辐射监测系统的探测器处理箱体结构。
本实施例的处理显示单元由基本箱与不同类型的功能卡组成。
基本箱具有除放大以外的所有二次仪表基本功能，包括通讯功能、处理功能、报警功能、显示功能、数据存储功能、故障提示功能、自检功能等。
基本箱具有电源接口，可以给各功能卡供电；具有UART或RS485通信接口，可以与各功能卡、辐射监测系统DCS进行通讯；能够储存所测辐射量数据，用于历史数据或趋势显示，可采用数字和曲线两种方式显示，可以同时显示4种计数率，显示单位可以为μGy/h、μSv/h、Bq/L和cps；具有仪器故障、辐射量一级、二级声光报警功能，报警信息可通过RS485通讯远程撤销或现场撤销，报警阈值在量程范围内连续可调；设备具有故障提示功能，可以提示高压、主要部件失效。
基本箱具有智能化特性，能自动识别功能卡类型。
本实施例的处理显示单元能够任意配置4种类型的功能卡，可以连接4路辐射探测器输入，包含：智能型探测器，用于连接具有RS485接口的智能探测器；气体探测器，如电离室、BF3(或3H)计数管、G-M计数管、裂变室等；闪烁探测器，如NaI、BGO、ZnS等探测器；半导体探测器，如金硅面垒半导体探测器、夹心式中子谱仪等。处理箱中4张功能卡可任意更换，满足了处理箱的通用化。
具体的，本实施例的处理显示单元采用壁挂式结构设计，处理箱顶部可配两个报警灯。本机带有4.3寸触摸显示屏用于工作参数的设置、修改和显示，也可查看机箱内部记录的事件日志。在显示历史数据和当前测量数据时，可采用数字和曲线两种方式显示。
如图1所示，本实施例的处理显示单元包含1个基本箱和4张功能卡，4张功能卡可任意配置4种类型的探测器。基本箱具有与4张功能卡通讯的输入接口，此外还具备输出信号接口：
1路I型探测器工作电源(低压)输出；
2个隔离RS485输出接口；
4个隔离模拟量输出接口(4mA～20mA)；
12路开关量输出接口。
因此，本实施例的处理显示单元包含主板、模拟量开关量板，以及4张功能卡。
本实施例的主板包含CPU、2片RS485隔离输出模块、1片RS232隔离输出模块、存储模块。
本实施例的主板的接口用于实现总线信号，用来和模拟量开关量板，各种功能卡通信。其接口包含数字(+12V，+5V，DGND)、模拟电源接口(+12V，-12V，AGND)；4路UART或RS485通信接口，具备功能卡自动识别功能。
本实施例的模拟量开关量板包含IU转换隔离放大器(将电流转换为0-5V电压)、不低于1M采样率的采样芯片(将电压值转换为数字值)、DAC芯片(将数字值转换为电压值)、UI隔离放大器(将电压值转换为4-20mA电流输出)。
本实施例的功能卡主要用于适配不同类型的探测器，为不同探测器提供工作所需的低压电源和高压，进行量程切换、调零等。对探测器输入的信号进行放大、整形、滤波和数字化采集等处理，将数据处理结果传送给处理显示单元的主控部分(基本箱)。
本实施例通过更换功能卡，可以改变所连接探测器的类型，实现处理箱的平台化。适配功能卡有气体探测器功能卡、闪烁体探测器功能卡、半导体探测器功能卡、智能探测器功能卡。
本实施例中，
智能探测器卡为通讯接口功能卡，用于连接具有RS485接口的智能探测器，并为探测器提供工作电源，可以实现不同的通讯协议，适配不同类型及厂家的具有RS485接口的探测器，将测量结果解析后发送至主板。
气体探测器功能卡用于连接气体探测器，为探测器提供工作电源，对探测器的高压进行控制调节和检测。可以处理气体探测器出来的信号，并将测量结果发送至主板。
本实施例采用的气体探测器如电离室、BF3(或3H)计数管、G-M计数管、裂变室等。
闪烁体探测器功能卡用于连接闪烁体探测器，为探测器提供工作电源，对探测器的高压进行控制调节和检测。可以处理闪烁体探测器出来的信号，并将测量结果发送至主板。
本实施例采用的闪烁探测器如NaI、BGO、ZnS等探测器。
半导体探测器功能卡用于连接半导体探测器，为探测器提供工作电源，对探测器的高压进行控制调节和检测。可以处理半导体探测器出来的信号，并将测量结果发送至主板。
本实施例采用的半导体探测器如金硅面垒半导体探测器、夹心式中子谱仪等。
本实施例的处理显示单元尺寸为：≯300mm(长)×300mm(宽)×170mm(高)
相较于现有辐射监测系统在线监测过程中，对于所有的固定式仪表，不同类型的探测器需要搭配不同的处理箱，使得处理箱类型和数量较多，不利于仪表系统的平台化，增加了仪表布置的难度。本实施例提出的一种可任意携带4种不同类型探测器的处理箱，包含了常见的智能型探测器、气体探测器、闪烁体探测器、半导体探测器等。原理是将4张功能卡集成至一个处理箱，不同的功能卡可以接收不同类型探测器的输入信号，完成处理功能并将处理后的数据发送至主板，功能卡为设计为可更换卡件，可完成不同的探测器组合方式，实现不同类型探测器处理箱的平台化。该处理显示单元实现了智能化，能够自动识别功能卡类型，或通过仪表面板设置识别功能卡类型。此外，该处理箱最多可以同时实时显示4种类型的辐射剂量值，显示单位可为μGy/h、μSv/h、Bq/L和cps；可储存所测辐射量数据，用于历史数据或趋势显示，可采用数字和曲线两种方式显示；具有仪器故障、辐射量一级、二级声光报警功能，报警信息可通过RS485通讯远程撤销或现场撤销，并且报警阈值在量程范围内连续可调；具有故障提示功能，可以提示高压、主要部件失效；具有源检控制功能。
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.适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元，其特征在于，该显示单元由基本箱和不同类型的功能卡组成；
所述基本箱具有除放大以外的辐射监测系统的所有二次仪表基本功能；
所述基本箱具有电源接口，用于给各功能卡供电；
所述基本箱通过通信接口分别与各功能卡、辐射监测系统DCS进行通讯连接；
所述基本箱能够自动识别功能卡类型；
所述功能卡为可更换卡件，用于适配不同类型的辐射探测器，能够实现多种类型辐射探测器组合方式，为不同类型的辐射探测器提供工作所需的低压电源和高压，进行量程切换和调零；
所述功能卡还能够对辐射探测器的测量信号进行处理，并将处理结果发送给基本箱。
2.根据权利要求1所述的适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元，其特征在于，该显示单元采用4张功能卡，所述4张功能卡用于任意配置4种类型的辐射探测器。
3.根据权利要求2所述的适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元，其特征在于，所述4张功能卡包括气体探测器功能卡、闪烁体探测器功能卡、半导体探测器功能卡和智能探测器功能卡。
4.根据权利要求3所述的适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元，其特征在于，所述气体探测器功能卡用于连接气体探测器，并将气体探测器的测量结果处理后发送给基本箱。
5.根据权利要求3所述的适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元，其特征在于，所述闪烁体探测器功能卡用于连接闪烁体探测器，并将闪烁体探测器的测量结果处理后发送给基本箱。
6.根据权利要求3所述的适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元，其特征在于，所述半导体探测器功能卡用于连接半导体探测器，并将半导体探测器的测量结果处理后发送给基本箱。
7.根据权利要求3所述的适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元，其特征在于，所述智能探测器功能卡为通讯接口功能卡，用于连接具有RS485接口的智能探测器，并将智能探测器测量结果解析后发送给基本箱。
8.根据权利要求1-7任一项所述的适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元，其特征在于，所述基本箱的电路包括主板和模拟量开关量板
所述主板包括CPU、2个RS485隔离输出模块、1个RS232隔离输出模块和存储模块；
所述模拟量开关量板包括IU转换隔离放大器、不低于1M采样率的采样芯片、DAC芯片和UI隔离放大器。
9.根据权利要求1-7任一项所述的适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元，其特征在于，所述基本箱包括以下输出信号接口：
1路I型探测器工作电源输出；
2个隔离RS485输出接口；
4个隔离模拟量输出接口；
12 路开关量输出接口。
10.根据权利要求1-7任一项所述的适用于辐射监测系统的智能化多通道处理显示单元，其特征在于，该显示单元采用壁挂式结构设计，且带有触摸显示屏用于工作参数的设置、修改和显示。
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