KR850000310B1 - 위치표시 시스템 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

위치표시 시스템

제1도는 원자로 구동봉 조립체와 하우징 및 대표적인 다중코일 검출기 배열의 단면도.

제2도는 종래의 검출기 작동을 예시하는 회로다이아 그램.

제3도는 제2도의 장치동작에 관한 어떤장치들의 물리적인 배치를 예시한 다이아 그램.

제4도는 본 발명의 일실시예에 따른 위치표시 시스템의 회로 다이아그램.

제5도는 제4도의 제어회로를 예시하는 블록다이아 그램.

본 발명은 일반적으로 위치표시 시스템에 관한 것으로, 특히 원자로내의 제어봉의 위치를 결정하는 시스템에 관한 것이다.

가동부재의 위치를 원격으로 검출하기 위한 부품들과 함께 설정한계 사이에서 움직이는 부재를 포함하는 여러위치 표시 시스템에 존재한다. 예를들면, 원자로의 분야에서는, 원자로의 에너지 출력을 제어하도록 원자로내의 제어봉을 상하로 이동하는 시스템이 필요하다.

시스템의 한 형태에서, 제어봉은 각 구동봉에 연결된 제어봉을 가지고 가압용기 내에 위치된 반응영역(원자로심)의 내외로 이동된다. 이들 구동봉은 각 밀폐된 가압봉 이동 하우징내에 이동할 수 있으며 세로 이동은 구동기구에 의해 이뤄진다.

제어봉이 구동봉에 연결되면, 제어봉 위치의 표시가, 하우징내에 구동봉이 이동될때, 구동봉의 위치를 검출해서 얻어진다. 하우징 내의 구동봉의 위치는 하우징주위 구동봉의 이동통로를 따라 배치된 다수의 코일을 가진 검출기 조립체에 의해 하우징 내로의 어떤 침투없이 얻어진다. 봉의 재료는 봉이 코일의 중앙을 통해 이동될때, 코일의 임피이던스가 현저하게 변화시키는 것이다. 코일은 구동봉의 위치를 표시하여 제어봉의 위치를 제어하도록 이런 임피던스 변화는 탐지하기 위한 신호처리 장치에 연결된다. 신호처리 장치는 원자로를 포함한 동일 용기구조내에 위치되며, 원격 중앙제어실과 상호 작용하는 동일한 밀폐구조에 위치된다. 전형적인 설치에서는 30 내지 70사이의 구동봉들과, 그들의 관련되고 용기내에 위치된 많은 신호처리회로가 요구되는 검출기들을 갖는다.

이들예에서, 밀폐구조 사이에 요구되는 많은 신호처리 장치를 최소화하고 전적으로 제거하는 것이 고려된다.

본 발명의 주목적은 종전기술의 결함을 개선한 위치표시 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 제1및 제2한계내에서 각각의 하우징 내에서 각각 이동할 수 있는 세로 방향으로 운동하는 다수의 부재들을 위한 위치표시 시스템이다. 본 발명의 시스템은 가동부재가 접근함에 따라 임피던스 변화를 갖으며, 상기 가동부재의 운동 통로내에 배치된 최소한 한그룹의 코일들을 각각 가진 다수의 검출기들과, A, C 동작신호를 상기 코일들에 공급해주는 수단을 갖는 위치표시 시스템에 있어서, 신호처리 회로와 신호 교환하도록 각 검출기의 코일그룹을 순차적으로 배치하기 위한 장치와, 신호처리 회로를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다. 특별한 실시예에서, 가동부재는 원자로의 구동봉이며, 검출기는 구동봉 하우징 주위에 있는 다수코일의 형태이다.

본 발명이 첨부도면을 참조로 실시예로서 이제부터 설명될 것이다.

본 발명이 제1 및 제2한계사이에서 이동할 수 있는 가동부재를 감시하는 다양한 시스템으로 실시될 수 있으나 원자로용 제어봉위치 시스템에 관해 실시예로 기술될 것이다.

제1도에서, 원자로 압력용기의 봉 이동하우징(12)주위에 배치되는 검출기 조립체(10)과 번호(14)로 표시한 용기헤드의 일부가 도시되었다. 구동봉(16)은 구동기구(18)에 의해 통제되는 바와같이 상하 한계이동을 위해 하우징(12)내에 위치된다.

검출기 조립체(10)는 봉 이동하우징(12)주위에서 구동봉(16)의 이동통로를 따라 배치된 코일(20)의 형태로된 다수의 검출기를 포함한다. A, C 신호는 코일에 제공되어 봉이동 하우징(12)을 통해 침투하는 A, C 프락스를 발생한다. 강자성체 재료인 구동봉이 각 코일의 중앙을 따라 통과하면 코일의 임피이던스가 변화하게 되고 신호처리 장치는 봉위치를 표시하기 위해 이런 변화를 검출하도록 제공된다. (신호처리 장치의 다른 형태뿐 아니라 기본적인 코일 구조 및 그 변형이 미합중국 특허 제3,846,771, 3,858,191, 3,858,199, 3,893,090, 3,895,223, 3,895,351에 기술되어 있으며 대표적인 구동기구는 미합중국 특허 제3,158,766에 기술되었다.)현재 사용중인 시스템의 한 형태는 참조로 여기에 도시된 제2도에 예시되었다.

대표적인 장치는 m개의 격리이동 하우징과 m개의 검출기를 포함하며, 각 검출기는 n코일을 가지고 있다.

실시예에서 m=60, n=42이다.

실시예로서 검출기 1을 보면, 코일 20-1 내지 20-n의 각각은 A, C신호가 가해지고, 단자(30)에 연결되는 단부를 갖는다. 각 코일은 신호처리장치(34)의 각 저항기(32-1) 내지 (32-n)에 연결된 다른쪽 단부를 갖는다.

신호처리장치(34)는 부가적으로 다수의 차동증폭기 36-1 내지 36-(n-1)를 포함하고, 각각 인접코일이 각 차동증폭기의 제1 및 제2입력에 연결되도록 전기연결을 가진 제1및 제2입력을 가지고 있다.

즉, 인접코일(20-1)과 (20-2)는 차동증폭기 (36-1)의 제1 및 제2입력에 연결된다. 다음 인접코일(20-2)와 (20-3)은 차동증폭기(36-2)에 제1 및 제2입력에 연결된다. 제1 및 제2코일이 제1차동증폭기에 연결되므로, 마지막 두 코일(20-(n-1) 및 (20-n)이 차동증폭기(36-(n-1)의 제1 및 제2입력에 연결되어 전체코일수 보다 하나작은 차동증폭기들이 있다.

특히, 코일을 흐르는 A, C전류는 각 저항기(32-1)내지 (32-n)들의 양단에 전압강하를 발생시키며, 여러차동 증폭기들 각 1 및 제2입력에 가해진 이들 전압이 된다. 코일내에 구동봉이 있으며 코일의 임피이던스가 변화되고 전류변화 및 특수한 저항체 양단에 전압강하가 나타난다. 예를들어, 구동봉이 코일(20-1)과(20-2) 사이의 최하위치에 있다고 가정하자, 이 위치에서 , 코일(20-1)은 차동증폭기(36-1)의 제1 및 제2입력에 가해진 신호들이, 하한에서 구동봉위치를 지시하는 출력신호를 일으키기 위해 달라지는 임피이던스의 변화가 나타난다. 그 나머지 코일들(20-2)-(20-n)은 구동봉에 의해 영향을 받지 않으며 따라서 각 그 차동증폭기의 제1 및 제2입력신호가 동일하며, 따라서, 어떤 출력신호도 제공되지 않는다.

다른 극한에서, 구동봉이 코일 20-(n-1)과 20-n 사이의 최상한에 있을때, 코일의 임피이던스는 각 저항기 31-(n-1)과 32-n의 양단 전압이 달라서 출력신호가 마지막 차동증폭기 36-(n-1)에 의해 제공된다. 이는 구동봉이 상한에 있다는 것을 지시하는 것이다. 이런 위치에 있는동안, 각각의 이런 코일들은 구동봉의 존재로 인해 그들의 임피이던스가 변화되지만 그러나, 그 임피이던의스 변화는, 각각 다른 차동증폭기에 제1및 제2입력에서와 마찬가지로 각 저항기의 양단전압 강하가 같아서 이들 모든 코일에 대해 동일하다. 구동봉의 중간위치는 항상, 일련의 차동증폭기들중의 하나가 다른 증폭기들과는 다른 출력신호를 제공하게 함으로 구동봉의 위치를 한정적으로 표시한다. 다른 실시예에서, 상기 특허의 어떤것과 같이, 두 그룹의 코일들이 각각의 검출기에 쓰이는데, 그 코일들을 상호 삽입식으로 배열되며, 각 그룹으로부터의 신호들은 분리된 독립신호 처리장치에서 비슷한 방식으로 처리되고, 한 그룹으로부터의 신호들은 전체 시스템의 해상도의 1/2내에서 소자의 위치표시 신호이다. 그다음 그 신호들은 소자위치의 완전한 해를 제공하게 하기위해 결합된다.

제2도의 배열에서, 그 나머지 검출기들, 검출기(2)내지 m까지 및 그들과 관련된 신호처리장치(34)는 검출기(1)에 관해 상기에 기술된 동일의 방식으로 작동한다.

제3도에 묘사된 것같이, 검출기 신호를 처리하기 위한 다른 회로뿐만 아니라 각. 검출기용 신호처리장치(34)는 원자로를 장진한 밀폐구조(42)내에 위치된 다수의 캐비넷(40)내에 실제적으로 위치된다.

검출기배열(50)은 원격제어실(52)의 신호처리장치와 같이 캐비넷(40)의 전자회로와 교신한다. 신호처리장치의 교신은 2방식 데이터 연결선(54)에 의해 달성된다. 밀폐침입부(56)의 수를 줄이기 위해, 검출기신호는 부호화되었고 데이터선(54)을 따라 전송하기 위해 다중 전송된다. 어떤 조건하에서, 제공된 신호처리장치의 크기를 줄이고, 밀폐구조(42)의 외부로 그런 신호처리 장치를 실제로 위치시키는 것은 바람직한 것이다. 제2도의 종전배열로 이런것을 달성하는 것은 수천개의 별개침입부(수백개의 다중핀 침입장치의 사용을 통해서 달성됨)를 필요로 한다.

제4도는 요구시 밀폐구조의 외부에 신호처리장치의 배열을 허용하며, 부품의 수에서의 감소목적을 달성하는 본 발명의 일실시예를 도시한다, 제4도의 검출기는, 각 검출기가 코일(20-1) 내지 (20-n)의 제1그룹을 가지며, 그 각각이 A, C 신호를 받기위한 단자(30)에 연결된 한단부를 가진점에 있어서, 제2도에서 기술된 것과 동일하다. 그러나 제4도의 실시예에서, 코일의 다른 단부는 각 검출기에 대해 격리 및 개별신호 처리장치에 연결되지 않고 오히려 각 검출기에 대해 각각의 쌍방향성 스위치(60-1)-(60-n) 수단에 의해 공통신호 처리장치(58)에 연결되었다. 양방향성 스위치(60)는 양방향 즉, 스위치의 A, C 도통을 할수 있도록 제어신호의 수신을 위해 각 제어전극 (61-1)-(61-n)을 포함한다. 그런 양방향성 스위치의 한 형태는 트리악으로 알려진 것으로서 공지된 것이다. 양방향성 스위치에 부가하여, 신호처리장치(58)를 코일에 연결하는 것은, 모든 검출기(1)내지 (m)들의 모든 동일한 번호의 도선이 신호처리장치(58)내에 위치된 동일한 각각의 공통단자점(70-1)(70-n)에 연결되도록, 각 도선(64-1)-(64-n)을 포함한다. 따라서 공통단자점 (70-1)은 검출기들의 각 도선(64-1)에 연결되며, 공통단자점(70-2)은 m개의 검출기들의 각각의 도선(64-2)에 연결되고, 그 나머지 공통단자점들은 각각 동일번호로 지칭된 m도선들에 각각 연결된다.

공통단자점(70-1)-(70-n)들은 각각의 저항기 (72-1)-(72-n)에 연결되어, 제2도의 신호처리장치(34)에 대해 기술한 방식과 같이 일련의 차동증폭기 (74-1)-(74-(n-1)에 인가되는 신호를 발생한다.

그러나, 본 구조에서는, (n-1) 차동증폭기만이 종래기술에 의해 요구되는mx(n-1)개와는 대조적으로 요구된다. 특정 검출기에 연결된 양방향성 스위치가 양방향 도통을 할 수 있을때, 특정검출기의 제어봉의 위치에 따라, 신호처리장치(58)와 신호교신과 관련하여 앞서 기술된 바와같이, 일련의 증폭기들중의 오직 하나만이 출력신호를 제공하도록 인접 코일들이 각각의 차동증폭기의 각각의 제1 및 제2입력에 연결된다.

검출기들과 관련된 양방향성 스위치들의 활성화는 제어회로(80)에 의해 달성되는데, 이 제어회로는 특정검출기와 관련된 제1세트의 양방향성 스위치(60-1)-(60-n)들의 양방향 도통을 가능하게 하도록 또한 그후 순차적으로 그 나머지 세트들의 양방향성 스위치들도 양방향 도통이 가능하도록 선(82-1) 내지 (82-m)상에 인에이블링 제어신호를 제공하도록 동작하여 한번에 오직 한개의 검출기만 신호처리장치(58)와 신호교신 관계에 있도록 한다. 그러므로 최종검출기가 신호처리 장치와 교신될때 주사처리가 반복된다.

신호가 모든 코일들의 단자(30)에 인가되기 때문에, A, C 신호의 0점 교차점에서 양방향성 스위치들이 활성하도록하여 어떠한 과도 및 과잉전류를 제거 또는 감소시키는 것이 바람직하다. 따라서, 제어회로(80)는 코일에 가해진 A, C 신호의 순간전압이 0값을 가질 때 도선 (82-1)-(82-m)들중의 하나에 인에이블링제어신호를 제공하기 위해 도선(84)을 경유하여 A, C 입력신호에 반응한다. 제어회로의 이런 작동을 달성하는 여러방법의 하나가 제5도에 어느정도 상세히 도시되었다.

코일에 가해진 A, C 신호가 0점을 통과할때 양방향성 스위치 그룹의 인에이블링을 한번에 하나씩 달성 하기 위해, 제5도에 도시된 제어회로(80)는, A, C 신호가 0점을 통과할때, 대응출력펄스를 제공하기 위해 선(84)에 A, C 신호를 수신하도록 작동할수 있는 제로크로싱 검출기(86)를 포함한다. 그런제로 크로싱 검출기는 공지된 것이다. 제로크로싱 검출기의 출력은, A, C 신호의 C개의 0교차후에 계수기(90)에 출력신호를 제공하는 "÷C" 회로(88)에 의해 분할된다. 예를들면, 양방향성 스위치의 그룹사이에서 절환하는 것이 A, C입력신호의 매한 싸이클마다 요구되면, 분할회로(88)는 플립플롭회로의 형태일것이고, 그런경우에, C는 2이다. 계수기(90)의 출력은 디코우드회로(92)에 제공되어서 그것의 다수의 출력선(94-1)-(94-m)의 하나에 인에이블링신호를 제공하도록 작동할 수 있다.

이들의 선 (94-1)-(94-m)의 신호가 스위치 (60-1)-(60-n)의 양방향 도통을 할 수 있도록 제어신호로서 사용되며, 나머지 제어를 위해, 각 선(94-1)-(94-m)에 신호를 수신하기 위해 작동하도록 연결된 다수의 앤드게이트 (96-1)-(96-m)들이 제공된다. 이들 모든 앤드게이트는 선(100)에 의한 중앙제어부로부터 디스에이블 신호를 수신하는 게이트 신호발생기(98)로부터 또한 신호가 제공된다. 어떤 양방향성 스위치의 세트가 인에이블 되었는가의 표시 즉, 검출기의 위치지시른 제공하는 표시신호를 제공하기 위해 디코우드회로(92)는 데이터 연결선(102)에 의해 지시된 바와같이 중앙제어부에 출력신호를 부가적으로 제공한다.

따라서, 주어진 실시예에서, 입력 A, C신호의 매싸이클은, 디코우드회로(92)에 의해 개개의 인에이블링신호로 변환되는 계수로서, 계수기(90)로 하여금 하나씩 계수하게 된다. m개의 검출기가 있다면, 계수기(90)는 m계수후 리세트된다. 게이트신호 발생기(98)로부터 인에이블링 신호를 공급받은 앤드게이트(96-1)-(96-m)들은 A, C입력신호의 각각의 전체싸이클동안 한 선에서 다음선까지 진행되는 제어신호를 가지고 선(82-m)내지 (82-1)에 순차로 제어신호를 제공할 것이다.

예를들면, m=60이면, 주사시간이 분할회로(88)에서 C값의 선택에 의해 변화될 수 있지만 모든 검출기는 1초이내에 주사된다.

본 장치는 종래기술의 것보다 요구되는 회로가 적다. 또한, 본 장치는 제어회로(80)뿐만 아니라 제4도의 (58)과 같은 신호 처리회로가 밀폐구조의 외부에 실제로 위치되게 해준다. 이런 구조가 어느정도 제2도의 종래기술 보다 침투부의 숫자가 증가할지라도, 종래 기술의 신호처리회로가 밀폐구조의 외부에 위치된다면 요구되는 수천개의 침투숫자보다 훨씬 더적다. 밀폐구조의 외부에 이렇게 물리적 배열을 하는것은 회로의 서버스를 용이하게 해줄 뿐만 아니라, 부가적으로 적은회로 부품으로 가능하게 해준다.

Claims (1)

1. 제1, 제2설정한계 사이에서 각각의 하우징내에서 각각 세로방향으로 이동 가능한 다수의 가동부재들의 위치를 표시하기 위한 위치표시 시스템에 있어서, 각각의 가동부재(16)의 이동통로를 따라 배치된 코일그룹들 [(20-1)-(20-n)]을 각각 가진 다수의 검출기들(10)과 ; 각각 상기 가동부재의 접근시 임피던스 변화를 일으키며 각각 제1단부가 A, C신호 공급원에 연결되고 각각 제2단부가 스위치수단 [(60-1)-(60-n)]에 연결된 상기 코일들과 ; 상기 A, C 신호공급원에 상기 코일들 모두의 제1단부들을 연결하는 수단과 ; 각각이 제1 및 제2입력들을 가진 다수의 차동증폭기들 [(74-1)-(74-(n-1)]과 ; 상기 각각의 검출기들의 코일들의 인접 코일들을 상기 다수의 차동증폭기들의 각각의 제1 및 제2입력에 각각 연결하고, 스위치의 양방향 도통을 인에이블하는 제어신호를 수신하는 입력수단을 가진 양방향성 스위치들로 구성된 복수의 스위치 세트들을 포함한 연결수단들(60,64)과 ; 상기 제어신호를 상기 스위치들의 각각의 세트에 순차적으로 공급하기 위한 제어수단(80)을 포함한 위치표시 시스템.

Images