CN213275792U

CN213275792U - 一种关于核电站电动头参数的在线测量设备

Info

Publication number: CN213275792U
Application number: CN202021362849.0U
Authority: CN
Inventors: 任文彬; 刘海瑞
Original assignee: Shenzhen Nanhai Nuclear Power Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Nanhai Nuclear Power Technology Co ltd
Priority date: 2020-07-13
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2021-05-25
Anticipated expiration: 2030-07-13

Abstract

本实用新型装置公开了一种关于核电站电动头参数的在线测量设备，该设备主要包括电动头、联样电路、数据采集器、数据导出端，电动头内部对应位置设置安装有检测参数相关的力矩传感器、三相电压传感器、三相电流传感器、流量传感器，力矩传感器、三相电压传感器、三相电流传感器、流量传感器均与联样电路信号连接，联样电路与数据采集器信号连接，有益之处：设计一种关于核电站电动头参数的在线测量设备，实时测量、监测、采集、显示、存贮电机三相电压、电流，开关状态，以性能曲线、参数报表形式实时显示被测物理量和开关状态，详细分析电动头的电参数，通过对电动头运行状态的检测控制，保证整个气路或者液路运行处于一个实时监控的安全参数域内。

Description

一种关于核电站电动头参数的在线测量设备

技术领域

本实用新型涉及信号检测技术领域，具体是一种关于核电站电动头参数的在线测量设备。

背景技术

电动头是电动单元组合仪表中一个很重要的执行单元。它由控制电路和执行机构两个在电路上完全独立的部分组成，可接收来自调节器的电控信号，将其线性地转换成机械转角或直线位移，用来操纵风门、挡板、阀门等调节机构，以实现自动控制。近年来，随着微电子技术和控制技术的迅速发展，电动头也获得了快速发展，特别是国外一些生产厂商在这几年中相继推出了常规的、带现场总线通信协议的智能电动头。在现代工业的连续生产中，特别是核电、石油行业，电动头易受工作温度、压力、震动等因素的影响，易出现渗漏、泄露等问题，其维修方法是打卡具或焊补等工艺，具有很大的局限性，且有的渗漏受工作环境安全的要求限制，无法现场进行解决，如何防止对电动头产生影响损伤或者及时制止，是考虑的关键，所以需要设计一种关于核电站电动头参数的在线测量设备来消除直接通过电动头测量的影响。

实用新型内容

针对以上不足，本实用新型提供了一种关于核电站电动头参数的在线测量设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该设备主要包括电动头、联样电路、数据采集器、数据导出端，所述电动头内部对应位置设置安装有检测参数相关的力矩传感器、三相电压传感器、三相电流传感器、流量传感器，所述力矩传感器、所述三相电压传感器、所述三相电流传感器、所述流量传感器均与所述联样电路信号连接，所述联样电路与所述数据采集器信号连接，所述数据采集器上设置有所述数据导出端以及数采接口、调节按钮，所述数据采集器端部连接有电源输入端；所述数据导出端主要包括蓝牙端、USB接口端、无线传输端，所述数据采集器外端部设置有显示操作单元，所述显示操作单元输出或者呈现参数报表、性能曲线，所述数据采集器内部设置有分析处理单元和采集处理单元，两者信号连接，所述分析处理单元对外信心传递连接所述显示操作单元和数据导出端，所述联样电路主要包括3-5台测量电动头电流的电流钳、6-8台测量开关回路中微小电流的电流钳和三相电压取样电路组成，所述采集处理单元主要包括MCU处理器、AI输入通道、DI输入通道、阈值数字继电器，所述电动头连接设置的传感器种类与需求参数一一对应设置，并并联在所述联样电路上，所述数据采集器与所述电动头可以分离间隔安装或者一体化装配整合。

工作原理：本实用新型设计的电动头用于测量、分析核电站电动头参数，电动头测量参数有电动头三相电压、三相电流、阀门限位/行程开关和力矩开关(开关量)信号，通过测量参数和信号，可计算电动头开关时间、有功功率、功率因数、电流和电压和峰峰值、力矩开关动作和复位时的电流和功率、启动电流等。在电动阀开关操作过程中，实时采集、存贮电动阀参数和信号，并以趋势图、数据和指示灯的形式在屏幕上显示采集的参数开关状态，数据采集结束后，自动分析采集数据，生成电动头参数报表，电动头电流通过电流钳测量，电压直接接入仪器，行程、限位开关和力矩开关可通过24V电压取样，也可通过电流钳测量开关回路中电流，判断开关的通断，使用时开关量的采集可在二者间选择。

取样电路包括3-5台测量电动头电流的电流钳、6-8台测量开关回路中微小电流的电流钳和三相电压取样电路组成。电流钳将回路中的电流转为相应的电信号送AI输入通道进行AD转换，三相电压取样电路将三相电源相电压转换为AD转换器可采集的电压信号，送到AI转换器进行AD转换；8路开关量信号采用24V采样电压，通过监测24V高低电平，监测开关状态.

所述采集处理单元主要包括MCU处理器、AI输入通道、DI输入通道、阈值数字继电器，AI输入通道：将输入的电信号进行AD转换，然后送MCU进行处理；DI输入通道：监测24V高低电平，将其转换为数字信号，然后送MCU；阈值数字继电器：6台毫安电流钳输出信号高于设置阈值时，输出开关闭合信号；MCU处理器：AD转换器输出信号进行工程量转换，同时通过输入的三相电流、三相电压(瞬时值)计算三相电源电流、电压的有效、有功功率、功率因数。输入信号为电动头电源电流和电压的瞬时值，计算测量结果送至计算/分析单元进行计算、分析；另外MCU还接收显示操作单元经计算/分析单元下发的“阈值”值，根据现场情况，设置阈值数字继电器的阈值。

所述显示操作单元以趋势图、数据和指示灯的形式实时显示分析处理单元处理后的电压、电流有效值和瞬时，有功功率、功率因数和电动头开关状态，电动头数据采集结束，参数分析完成后，显示电动头参数报表；另外，通过显示操作单元，设置阈值数字继电器定值；所述采集处理单元自动存贮数据采集/处理单元采集、处理后的阀开关量信号，三相电流、电压、功率、功率因数等数据，数据采集结束后，对存贮的数据进行计算分析，生成阀门参数报表和性能曲线，同时保存计算分析结果，供随时查阅或导出。

所述电源输入端连接220V AC/50Hz电源，经整流后，输出24V DC，为显示操作单元、分析处理单元、采集处理单元及联样电路提供工作电源。

相比原先阀门电动头相比，该实用新型的有益之处：设计一种关于核电站电动头参数的在线测量设备，实时测量、监测、采集、显示、存贮电机三相电压、电流，开关状态；采集电机三相电压、电流的同时，实时计算、显示、存贮三相有功功率、功率因数、电流/电压峰峰值等电参数；以趋势图、数据报表和指示灯的形式实时显示被测物理量和开关状态；数据采集过程中可查阅任一时刻的已记录数据；数据采集结束后，以设备编码、记录时间为文件名，自动保存采集数据；数据采集和查阅历史数据过程中可对趋势图进行以下操作：a)可横、纵向放大趋势图；b)查阅任一时刻数据；数据采集结束后，对采集数据进行自动计算分析，生成电动头参数报表。计算参数包括电动头开关时间、启动电流、运行电流、力矩开关动作、复位时的电流和功率；数据采集结束后，以趋势图的形式展示数据采集过程中电流、电压正弦波，有效值、有功功率、功率因数等，通过通过趋势图，详细分析电动头的电参数，以上有益点均保证了对电动头运行状态的检测控制，使得整个气路或者液路运行处于一个实时监控的安全参数域内。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型装置进一步说明。

图1是本实用新型一种关于核电站电动头参数的在线测量设备的结构图；

图2是本实用新型一种关于核电站电动头参数的在线测量设备的工作流程图；

1.电动头，2.力矩传感器，3.三相电压传感器，4.三相电流传感器，5.流量传感器，6.联样电路，7.数采接口，8.调节按钮，9.无线传输端，10.蓝牙端，11.USB接口端，12.显示操作单元，12-1.参数报表，12-2.性能曲线，13.数据采集器，13-1.分析处理单元，13-2.采集处理单元，14.电源输入端，15.数据导出端

具体实施方式

如图1-2所示，该设备主要包括电动头1、联样电路6、数据采集器13、数据导出端15，所述电动头1内部对应位置设置安装有检测参数相关的力矩传感器2、三相电压传感器3、三相电流传感器4、流量传感器5，所述力矩传感器2、所述三相电压传感器3、所述三相电流传感器4、所述流量传感器5均与所述联样电路6信号连接，所述联样电路6与所述数据采集器13信号连接，所述数据采集器13上设置有所述数据导出端15以及数采接口7、调节按钮8，所述数据采集器13端部连接有电源输入端14；所述数据导出端15主要包括蓝牙端10、USB接口端11、无线传输端9，所述数据采集器13外端部设置有显示操作单元12，所述显示操作单元12输出或者呈现参数报表12-1、性能曲线12-2，所述数据采集器13内部设置有分析处理单元13-1和采集处理单元13-2，两者信号连接，所述分析处理单元13-1对外信心传递连接所述显示操作单元12和数据导出端15，所述联样电路6主要包括3-5台测量电动头1电流的电流钳、6-8台测量开关回路中微小电流的电流钳和三相电压取样电路组成，所述采集处理单元13-2主要包括MCU处理器、AI输入通道、DI输入通道、阈值数字继电器，所述电动头1连接设置的传感器种类与需求参数一一对应设置，并并联在所述联样电路6上，所述数据采集器13与所述电动头1可以分离间隔安装或者一体化装配整合。

工作原理：本实用新型设计的电动头1用于测量、分析核电站电动头1参数，电动头1测量参数有电动头1三相电压、三相电流、阀门限位/行程开关和力矩开关(开关量)信号，通过测量参数和信号，可计算电动头1开关时间、有功功率、功率因数、电流和电压和峰峰值、力矩开关动作和复位时的电流和功率、启动电流等。在电动阀开关操作过程中，实时采集、存贮电动阀参数和信号，并以趋势图、数据和指示灯的形式在屏幕上显示采集的参数开关状态，数据采集结束后，自动分析采集数据，生成电动头1参数报表12-1，电动头1电流通过电流钳测量，电压直接接入仪器，行程、限位开关和力矩开关可通过24V电压取样，也可通过电流钳测量开关回路中电流，判断开关的通断，使用时开关量的采集可在二者间选择。

取样电路包括3-5台测量电动头1电流的电流钳、6-8台测量开关回路中微小电流的电流钳和三相电压取样电路组成。电流钳将回路中的电流转为相应的电信号送AI输入通道进行AD转换，三相电压取样电路将三相电源相电压转换为AD转换器可采集的电压信号，送到AI转换器进行AD转换；8路开关量信号采用24V采样电压，通过监测24V高低电平，监测开关状态.

所述采集处理单元13-2主要包括MCU处理器、AI输入通道、DI输入通道、阈值数字继电器，AI输入通道：将输入的电信号进行AD转换，然后送MCU进行处理；DI输入通道：监测24V高低电平，将其转换为数字信号，然后送MCU；阈值数字继电器：6台毫安电流钳输出信号高于设置阈值时，输出开关闭合信号；MCU处理器：AD转换器输出信号进行工程量转换，同时通过输入的三相电流、三相电压(瞬时值)计算三相电源电流、电压的有效、有功功率、功率因数。输入信号为电动头1电源电流和电压的瞬时值，计算测量结果送至计算/分析单元进行计算、分析；另外MCU还接收显示操作单元12经计算/分析单元下发的“阈值”值，根据现场情况，设置阈值数字继电器的阈值。

所述显示操作单元12以趋势图、数据和指示灯的形式实时显示分析处理单元13-1处理后的电压、电流有效值和瞬时，有功功率、功率因数和电动头1开关状态，电动头1数据采集结束，参数分析完成后，显示电动头1参数报表12-1；另外，通过显示操作单元12，设置阈值数字继电器定值；所述采集处理单元13-2自动存贮数据采集/处理单元采集、处理后的阀开关量信号，三相电流、电压、功率、功率因数等数据，数据采集结束后，对存贮的数据进行计算分析，生成阀门参数报表12-1和性能曲线12-2，同时保存计算分析结果，供随时查阅或导出。

所述电源输入端14连接220V AC/50Hz电源，经整流后，输出24V DC，为显示操作单元12、分析处理单元13-1、采集处理单元13-2及联样电路6提供工作电源。

相比原先阀门电动头1相比，该实用新型的有益之处：设计一种关于核电站电动头参数的在线测量设备1，实时测量、监测、采集、显示、存贮电机三相电压、电流，开关状态；采集电机三相电压、电流的同时，实时计算、显示、存贮三相有功功率、功率因数、电流/电压峰峰值等电参数；以趋势图、数据报表和指示灯的形式实时显示被测物理量和开关状态；数据采集过程中可查阅任一时刻的已记录数据；数据采集结束后，以设备编码、记录时间为文件名，自动保存采集数据；数据采集和查阅历史数据过程中可对趋势图进行以下操作：a)可横、纵向放大趋势图；b)查阅任一时刻数据；数据采集结束后，对采集数据进行自动计算分析，生成电动头1参数报表12-1。计算参数包括电动头1开关时间、启动电流、运行电流、力矩开关动作、复位时的电流和功率；数据采集结束后，以趋势图的形式展示数据采集过程中电流、电压正弦波，有效值、有功功率、功率因数等，通过通过趋势图，详细分析电动头1的电参数，以上有益点均保证了对电动头1运行状态的检测控制，使得整个气路或者液路运行处于一个实时监控的安全参数域内。

Claims

1.一种关于核电站电动头参数的在线测量设备，主要包括电动头、联样电路、数据采集器、数据导出端，其特征在于，所述电动头内部对应位置设置安装有检测参数的力矩传感器、三相电压传感器、三相电流传感器、流量传感器，所述力矩传感器、所述三相电压传感器、所述三相电流传感器、所述流量传感器均与所述联样电路信号连接，所述联样电路与所述数据采集器信号连接，所述数据采集器上设置有所述数据导出端以及数采接口、调节按钮，所述数据采集器端部连接有电源输入端。

2.根据权利要求1所述的一种关于核电站电动头参数的在线测量设备，其特征在于：所述数据导出端主要包括蓝牙端、USB接口端、无线传输端，所述数据采集器外端部设置有显示操作单元，所述显示操作单元输出或者呈现参数报表、性能曲线。

3.根据权利要求2所述的一种关于核电站电动头参数的在线测量设备，其特征在于：所述数据采集器内部设置有分析处理单元和采集处理单元，两者信号连接，所述分析处理单元对外信心传递连接所述显示操作单元和数据导出端。

4.根据权利要求1所述的一种关于核电站电动头参数的在线测量设备，其特征在于：所述联样电路主要包括3-5台测量电动头电流的电流钳、6-8台测量开关回路中微小电流的电流钳和三相电压取样电路组成。

5.根据权利要求3所述的一种关于核电站电动头参数的在线测量设备，其特征在于：所述采集处理单元主要包括MCU处理器、AI输入通道、DI输入通道、阈值数字继电器。

6.根据权利要求1所述的一种关于核电站电动头参数的在线测量设备，其特征在于：所述电动头连接设置的传感器种类与需求参数一一对应设置，并并联在所述联样电路上。

7.根据权利要求1所述的一种关于核电站电动头参数的在线测量设备，其特征在于：所述数据采集器与所述电动头可以分离间隔安装或者一体化装配整合。