CN217333644U - 一种核电站堆外核测系统的自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种核电站堆外核测系统的自动检测装置，所述自动检测装置包括机箱和测试柜，所述机箱内集成设置有控制模块、源测量模块、波形发生模块和电压采集模块，所述源测量模块、波形发生模块和电压采集模块分别通过总线接入所述控制模块，所述源测量模块、波形发生模块和电压采集模块分别用于提供电流注入通道、脉冲注入通道和电压采集通道；所述测试柜内设置有电气测试模块，所述电气测试模块电性接入所述控制模块，所述电气测试模块将检测到的电气数据通过接口传输至控制模块。本实用新型在机箱内使用上位机对各个设备进行自动化设置，使用总线将设备进行集成控制，提高测试过程的自动化程度，可有效缩短测试工期。

Description

一种核电站堆外核测系统的自动检测装置

技术领域

本实用新型属于堆外核探测技术领域，涉及一种核电站堆外核测系统的自动检测装置。

背景技术

堆外核测系统是压水堆核电站中用于测量反应堆功率、功率变化率以及功率轴向分布等参数的专用系统，是直接关系到反应堆安全的重要系统之一。堆外核测系统主要设备有堆外核测探测器、同轴电缆、前置放大器及信号处理机柜，功率测量范围为10^-8～10²额定功率，共有三个量程的探测器，分别为源量程、中间量程、功率量程。探测器安装在反应堆压力容器外部，每个量程探测器共有4台，其中功率量程探测器分为上部探测器和下部探测器两部分。

在探测器更换及故障诊断过程中，需通过电气测试确认探测器电气性能是否正常。堆外核测探测器通道校验需在大修期间执行，其中源量程甄别域曲线绘制及甄别域电压确定需在电厂模式三执行，中间量程甄别域曲线绘制及甄别域电压确定需在电厂模式二执行，均为关键路径工作，4台探测器单项测试需在4小时内完成，工期紧张。

堆外核测探测器更换期间电气测试需在大修无料模式执行，单台探测器更换过程中需在探测器安装前、后及探测器电缆与安全壳内信号传输电缆连接后执行相关电气测试，共计约8次，单次测试需2小时；此外电气测试地点包括核岛厂房和反应堆保护系统电子间，需频繁搬运电气测试设备。若执行多台探测器更换，存在超期风险。

目前，大部分核电站使用不同类型的独立设备完成相关测试，包括万用表、高压源、静电计、精密电流源、频率信号发生器、电容表及绝缘电阻测试仪，并采用纸质数据表记录测试数据，主要存在以下问题：

(1)设备种类多，搬运困难

由于不同测试项目使用的仪表不同，并且不同的测试项目执行地点不同，部分测试项目需在辐射控制区内执行，导致测试使用的设备需频繁进行搬运，增加测试人员的工作负担。

(2)接线及仪表设置复杂

由于不同类型的探测器产生的信号类型不同，在进行通道校验时需要使用不同的设备模拟信号，导致每个项目的接线方式及设备设置不同；对于电气测试项目，由于探测器电缆数量及工作原理存在差异，即使相同的测试项目也需要使用不同的接线方式，而且需要使用转接头、短接帽等辅助工具完成测试。总体来说，目前的测试方案对人员熟练度要求高、自动化程度低。

由于堆外核测探测器通道校验及电气测试项目繁杂，不同测试项目的接线方式不同，不同设备使用的线缆类型不同，且不同设备的设置方法不同，因此对人员技能要求较高。执行堆外核测系统通道校验及电气测试的相关人员需进行实操培训，掌握通道校验及电气测试的项目、接线方法及设备设置方法。

(3)测试工期紧张，数据处理能力不足

由于部分通道校验项目为关键路径工作，目前使用的设备无记忆设置功能，每次进行通道校验前需重新设置设备，此外由于目前采用纸质记录数据的方式，对于甄别域电压值确定等数据处理工作无法当场执行，工具自动化程度及数据处理能力低导致耗费时间长；

探测器电气测试项目耗时较多并需要多次执行，产生的数据量大，后续测试人员整理数据所需时间长，目前缺乏有效的手段对数据进行整合分析，随着后续数据量不断增加，当前采用的方案无法呈现探测器性能的动态变化，也无法对历史数据进行横向、纵向对比。

目前采用的技术方案根据测试项目需求选用不同类型的设备执行测试，各设备间无接口，并且缺少统一的上位机对各个设备进行自动化设置；各种独立的设备占用空间大，未进行集成，搬运困难；不同项目及不同类型探测器的同一项目信号电缆及接线方式不同，接线过程较复杂；数据记录采用纸质记录方式，对于甄别域电压确定等需对数据进行处理的项目无法现场完成，对同一探测器的历史数据及不同探测器间的测试数据无法进行有效对比，不利于对探测器性能变化进行定性分析。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种核电站堆外核测系统的自动检测装置，本实用新型在机箱内使用上位机对各个设备进行自动化设置，使用总线将设备进行集成控制，通过控制模块输出控制指令并读取测试数据，提高测试过程的自动化程度，可有效缩短测试工期。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种核电站堆外核测系统的自动检测装置，所述自动检测装置包括机箱和测试柜，所述机箱内集成设置有控制模块、源测量模块、波形发生模块和电压采集模块，所述源测量模块、波形发生模块和电压采集模块分别通过总线接入所述控制模块，所述源测量模块、波形发生模块和电压采集模块分别用于提供电流注入通道、脉冲注入通道和电压采集通道。

所述测试柜内设置有电气测试模块，所述电气测试模块电性接入所述控制模块，所述电气测试模块将检测到的电气数据通过接口传输至控制模块。

目前，大多核电站在堆外核测系统中采用的测试方案存在多方面不足，本实用新型在机箱内使用上位机对各个设备进行自动化设置，使用总线将设备进行集成控制，控制模块控制源测量模块、波形发生模块和电压采集模块，分别提供电流注入通道、脉冲注入通道和电压采集通道，用于执行源量程上部甄别器和注入脉冲测试、源量程及中间量程甄别域曲线绘制和甄别域电压确定、中间量程和功率量程高压坪曲线绘制、功率量程电流注入测试，通过控制模块输出控制指令并读取测试数据，提高测试过程的自动化程度，可有效缩短测试工期；使用测试柜将电气测试相关设备进行集成，将通道校验工具集成至机箱内。

需要说明的是，本实用新型中的机箱可配备拉杆箱，实现便携化，从而有效解决设备搬运困难的问题。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述电气测试模块包括电源输入单元以及若干台式仪器，若干台式仪器分别接入电源输入单元，所述电源输入单元用于对台式仪器供电。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述台式仪器包括手持万用表、电容表、兆欧表、静电计和高压源。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述电气测试模块中包括的若干台式仪器分别通过网口、RS232接口或GPIB接口接入所述控制模块，通过所述控制模块控制各台式仪器进行电气测试并将测试结果传输至控制模块。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述机箱内还设置有与所述控制模块电性连接的人机交互模块，所述人机交互模块用于测试人员输入测试数据、显示测试流程和测试结果以及查询历史数据。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述人机交互模块包括显示屏和输入设备，所述显示屏电性接入所述控制模块，所述输入设备电性输入所述显示屏。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述输入设备包括鼠标和键盘。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述控制模块包括PXI控制器和硬件驱动单元，各台式仪器分别通过相应的硬件驱动单元电性接入所述PXI控制器，所述PXI控制器通过相应的硬件驱动单元驱动台式仪器自动检测。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述控制模块包括流程管理单元，所述流程管理单元用于提供测试流程管理和控制功能，接收来自用户的命令并执行相应的设备控制或数据管理。

流程管理单元主要用于提供测试流程管理和控制功能，具体包括：对隔离测试、连续性测试、短路评估测试等测试流程按照测试需求配置，并在测试开始前提示需要的线缆及接线方法，有助于提高测试效率。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述控制模块还包括数据管理单元和SQLite数据库，所述数据管理单元用于保存系统配置和测试数据，并对SQLite数据库内储存的数据进行增加、删减、修改和查找操作。

所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。

需要说明的是，本实用新型仅保护硬件设备架构，对于PXI控制器的内部控制逻辑以及算法程序等不作具体要求和特殊限定，但PXI控制器内置的测试软件需配合相应的硬件设备实现如下功能：

(1)数据的自动读取功能，根据需要对数据进行自动读取，使用数据库储存探测器测试的历史数据，方便对比，数据处理的能力得到显著改善；

(2)测试流程的引导功能，软件中内置电子化规程对测试人员进行引导，对接线方式及使用线缆类型进行提示，便可有效减轻人员负担；

(3)数据处理和曲线绘制功能，例如甄别域曲线绘制及甄别域电压值确定测试项目，在绘制曲线界面，通过“曲线相切直线参数设置”中对k，b值的修改，画出曲线陡峭段的切线，可直接得出甄别域电压的期望值；

(4)其他需要进行数据处理的测试功能，如中间量程和功率量程高压坪曲线绘制，软件也提供曲线绘制及高压值确定的功能，可有效节省测试工期。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

目前，大多核电站在堆外核测系统中采用的测试方案存在多方面不足，本实用新型在机箱内使用上位机对各个设备进行自动化设置，使用总线将设备进行集成控制，控制模块控制源测量模块、波形发生模块和电压采集模块，分别提供电流注入通道、脉冲注入通道和电压采集通道，用于执行源量程上部甄别器和注入脉冲测试、源量程及中间量程甄别域曲线绘制和甄别域电压确定、中间量程和功率量程高压坪曲线绘制、功率量程电流注入测试，通过控制模块输出控制指令并读取测试数据，提高测试过程的自动化程度，可有效缩短测试工期；使用测试柜将电气测试相关设备进行集成，将通道校验工具集成至机箱内。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施方式提供的自动检测装置的系统架构图；

图2为本实用新型一个具体实施方式提供的总体框架图；

图3为本实用新型一个具体实施方式提供的测试软件的主界面；

图4为本实用新型一个具体实施方式提供的源量程甄别域曲线及甄别域电压值确定的界面；

图5为本实用新型一个具体实施方式提供的历史数据查询界面。

具体实施方式

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种核电站堆外核测系统的自动检测装置，所述自动检测装置如图1所示，包括机箱和测试柜，所述机箱内集成设置有控制模块、源测量模块、波形发生模块和电压采集模块，所述源测量模块、波形发生模块和电压采集模块分别通过总线接入所述控制模块，所述源测量模块、波形发生模块和电压采集模块分别用于提供电流注入通道、脉冲注入通道和电压采集通道；

所述测试柜内设置有电气测试模块，所述电气测试模块电性接入所述控制模块，所述电气测试模块将检测到的电气数据通过接口传输至控制模块。

目前，大多核电站在堆外核测系统中采用的测试方案存在多方面不足，本实用新型在机箱内使用上位机对各个设备进行自动化设置，使用总线将设备进行集成控制，控制模块控制源测量模块、波形发生模块和电压采集模块，分别提供电流注入通道、脉冲注入通道和电压采集通道，用于执行源量程上部甄别器和注入脉冲测试、源量程及中间量程甄别域曲线绘制和甄别域电压确定、中间量程和功率量程高压坪曲线绘制、功率量程电流注入测试，通过控制模块输出控制指令并读取测试数据，提高测试过程的自动化程度，可有效缩短测试工期；使用测试柜将电气测试相关设备进行集成，将通道校验工具集成至机箱内。

需要说明的是，本实用新型中的机箱可配备拉杆箱，实现便携化，从而有效解决设备搬运困难的问题。

进一步地，所述电气测试模块包括电源输入单元以及若干台式仪器，若干台式仪器分别接入电源输入单元，所述电源输入单元用于对台式仪器供电。

进一步地，所述台式仪器包括手持万用表、电容表、兆欧表、静电计和高压源。

进一步地，所述电气测试模块中包括的若干台式仪器分别通过网口、RS232接口或GPIB接口接入所述控制模块，通过所述控制模块控制各台式仪器进行电气测试并将测试结果传输至控制模块。

进一步地，如图2所示，所述机箱内还设置有与所述控制模块电性连接的人机交互模块，所述人机交互模块用于测试人员输入测试数据、显示测试流程和测试结果以及查询历史数据。

进一步地，所述人机交互模块包括显示屏和输入设备，所述显示屏电性接入所述控制模块，所述输入设备电性输入所述显示屏。

人机交互模块用于测试人员输入测试数据，测试流程、测试结果显示，以及历史数据查询。隔离测试、连续性测试、短路评估测试等测试流程按照测试需求配置，并在测试开始前提示需要的线缆及接线方法，有助于提高测试效率，测试软件主界面如图3所示。

进一步地，所述输入设备包括鼠标和键盘。

进一步地，如图2所示，所述控制模块包括PXI控制器和硬件驱动单元，各台式仪器分别通过相应的硬件驱动单元电性接入所述PXI控制器，所述PXI控制器通过相应的硬件驱动单元驱动台式仪器自动检测。

进一步地，如图2所示，所述控制模块包括流程管理单元，所述流程管理单元用于提供测试流程管理和控制功能，接收来自用户的命令并执行相应的设备控制或数据管理。

流程管理单元主要用于提供测试流程管理和控制功能，具体包括：对隔离测试、连续性测试、短路评估测试等测试流程按照测试需求配置，并在测试开始前提示需要的线缆及接线方法，有助于提高测试效率。

进一步地，所述控制模块还包括数据管理单元和SQLite数据库，所述数据管理单元用于保存系统配置和测试数据，并对SQLite数据库内储存的数据进行增加、删减、修改和查找操作。

需要说明的是，本实用新型仅保护硬件设备架构，对于PXI控制器的内部控制逻辑以及算法程序等不作具体要求和特殊限定，但PXI控制器内置的测试软件需配合相应的硬件设备实现如下功能：

(1)数据的自动读取功能，根据需要对数据进行自动读取，使用数据库储存测试的历史数据，方便对比，数据处理的能力得到显著改善，历史数据功能面板如图5所示；

(2)测试流程的引导功能，软件中内置电子化规程对测试人员进行引导，对接线方式及使用线缆类型进行提示，便可有效减轻人员负担；

(3)数据处理和曲线绘制功能，例如甄别域曲线绘制及甄别域电压值确定测试项目(如图4所示)，在绘制曲线界面，通过“曲线相切直线参数设置”中对k，b值的修改，画出曲线陡峭段的切线，可直接得出甄别域电压的期望值；

(4)其他需要进行数据处理的测试功能，如中间量程和功率量程高压坪曲线绘制，软件也提供曲线绘制及高压值确定的功能，可有效节省测试工期。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种核电站堆外核测系统的自动检测装置，其特征在于，所述自动检测装置包括机箱和测试柜，所述机箱内集成设置有控制模块、源测量模块、波形发生模块和电压采集模块，所述源测量模块、波形发生模块和电压采集模块分别通过总线接入所述控制模块，所述源测量模块、波形发生模块和电压采集模块分别用于提供电流注入通道、脉冲注入通道和电压采集通道；

所述测试柜内设置有电气测试模块，所述电气测试模块电性接入所述控制模块，所述电气测试模块将检测到的电气数据通过接口传输至控制模块。

2.根据权利要求1所述的核电站堆外核测系统的自动检测装置，其特征在于，所述电气测试模块包括电源输入单元以及若干台式仪器，若干台式仪器分别接入电源输入单元，所述电源输入单元用于对台式仪器供电。

3.根据权利要求2所述的核电站堆外核测系统的自动检测装置，其特征在于，所述台式仪器包括手持万用表、电容表、兆欧表、静电计和高压源。

4.根据权利要求2所述的核电站堆外核测系统的自动检测装置，其特征在于，所述电气测试模块中包括的若干台式仪器分别通过网口、RS232接口或GPIB接口接入所述控制模块，通过所述控制模块控制各台式仪器进行电气测试并将测试结果传输至控制模块。

5.根据权利要求1所述的核电站堆外核测系统的自动检测装置，其特征在于，所述机箱内还设置有与所述控制模块电性连接的人机交互模块，所述人机交互模块用于测试人员输入测试数据、显示测试流程和测试结果以及查询历史数据。

6.根据权利要求5所述的核电站堆外核测系统的自动检测装置，其特征在于，所述人机交互模块包括显示屏和输入设备，所述显示屏电性接入所述控制模块，所述输入设备电性输入所述显示屏。

7.根据权利要求6所述的核电站堆外核测系统的自动检测装置，其特征在于，所述输入设备包括鼠标和键盘。

8.根据权利要求1所述的核电站堆外核测系统的自动检测装置，其特征在于，所述控制模块包括PXI控制器和硬件驱动单元，各台式仪器分别通过相应的硬件驱动单元电性接入所述PXI控制器，所述PXI控制器通过相应的硬件驱动单元驱动台式仪器自动检测。

9.根据权利要求1所述的核电站堆外核测系统的自动检测装置，其特征在于，所述控制模块包括流程管理单元，所述流程管理单元用于提供测试流程管理和控制功能，接收来自用户的命令并执行相应的设备控制或数据管理。

10.根据权利要求1所述的核电站堆外核测系统的自动检测装置，其特征在于，所述控制模块还包括数据管理单元和SQLite数据库，所述数据管理单元用于保存系统配置和测试数据，并对SQLite数据库内储存的数据进行增加、删减、修改和查找操作。

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