RU2809794C1 - Device for determining position of nuclear reactor control body - Google Patents
Device for determining position of nuclear reactor control body Download PDFInfo
- Publication number
- RU2809794C1 RU2809794C1 RU2023117806A RU2023117806A RU2809794C1 RU 2809794 C1 RU2809794 C1 RU 2809794C1 RU 2023117806 A RU2023117806 A RU 2023117806A RU 2023117806 A RU2023117806 A RU 2023117806A RU 2809794 C1 RU2809794 C1 RU 2809794C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- actuator
- regulatory body
- permanent magnet
- temperature
- sensor
- Prior art date
Links
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 38
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005025 nuclear technology Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 102200052313 rs9282831 Human genes 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использована в устройствах для определения положения регулирующего органа ядерного реактора.The invention relates to the field of nuclear technology and can be used in devices for determining the position of the regulatory body of a nuclear reactor.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к настоящему изобретению является устройство для определения положения регулирующего органа ядерного реактора, содержащее по меньшей мере один постоянный магнит, установленный на подвижном элементе исполнительного механизма регулирующего органа с возможностью перемещения вдоль неподвижного элемента исполнительного механизма регулирующего органа, на котором установлен магнитострикционный линейный датчик, включающий волновод и приемную катушку, подключенные к блоку управления (патент США №6192096, МПК G21C 17/00, опубл. 20.02.2001).The closest in terms of the set of essential features to the present invention is a device for determining the position of the regulatory body of a nuclear reactor, containing at least one permanent magnet mounted on a movable element of the actuator of the regulatory body with the ability to move along the stationary element of the actuator of the regulatory body on which a magnetostrictive a linear sensor including a waveguide and a receiving coil connected to a control unit (US patent No. 6192096, IPC G21C 17/00, publ. 02.20.2001).
Недостатком известного устройства для определения положения регулирующего органа ядерного реактора является невозможность его использования в широком диапазоне температур без применения дополнительного оборудования, обеспечивающего температурную стабилизацию в месте расположения магнитострикционного линейного датчика. Температурная стабилизация особенно необходима при резком повышении температуры, например в режиме нарушения нормальной эксплуатации. Наличие дополнительного оборудования, в качестве которого могут быть использованы воздуходувки, кондиционеры и т.д., приведет к затеснению рабочего объема и к усложнению условий эксплуатации, а отсутствие упомянутого оборудования приведет к снижению заданной точности измерения из-за погрешности, вызванной температурным изменением в месте расположения магнитострикционного линейного датчика.A disadvantage of the known device for determining the position of the regulatory body of a nuclear reactor is the impossibility of its use in a wide temperature range without the use of additional equipment that provides temperature stabilization at the location of the magnetostrictive linear sensor. Temperature stabilization is especially necessary when there is a sharp increase in temperature, for example, during normal operation. The presence of additional equipment, which can be blowers, air conditioners, etc., will lead to crowding out the working volume and complicate operating conditions, and the absence of the mentioned equipment will lead to a decrease in the specified measurement accuracy due to the error caused by temperature changes in the location location of the magnetostrictive linear sensor.
Технической проблемой, решаемой настоящим изобретением, является создание устройства для определения положения регулирующего органа ядерного реактора, которое может быть использовано в широком диапазоне температур без применения дополнительного оборудования, обеспечивающего температурную стабилизацию, и при одновременном сохранении заданной точности измерений.The technical problem solved by the present invention is the creation of a device for determining the position of the regulatory body of a nuclear reactor, which can be used in a wide temperature range without the use of additional equipment that provides temperature stabilization, and while maintaining a given measurement accuracy.
Техническим результатом настоящего изобретения является уменьшение влияния изменения температуры окружающей среды в месте расположения магнитострикционного линейного датчика путем его калибровки непосредственно в процессе определения положения регулирующего органа при одновременной температурной компенсации результатов калибровки.The technical result of the present invention is to reduce the influence of changes in ambient temperature at the location of the magnetostrictive linear sensor by calibrating it directly in the process of determining the position of the regulatory body with simultaneous temperature compensation of the calibration results.
Указанный технический результат достигается тем, что известное устройство для определения положения регулирующего органа ядерного реактора, содержащее по меньшей мере один постоянный магнит, установленный на подвижном элементе исполнительного механизма регулирующего органа с возможностью перемещения вдоль неподвижного элемента исполнительного механизма регулирующего органа, на котором установлен магнитострикционный линейный датчик, включающий волновод и приемную катушку, подключенные к блоку управления, согласно настоящему изобретению снабжено по меньшей мере двумя точечными датчиками положения и датчиком температуры, которые расположены на упомянутом неподвижном элементе исполнительного механизма регулирующего органа и подключены к блоку управления, причем точечные датчики положения установлены в фиксированных местах в пределах перемещения постоянного магнита.The specified technical result is achieved by the fact that the known device for determining the position of the regulatory body of a nuclear reactor, containing at least one permanent magnet mounted on a movable element of the actuator of the regulatory body with the ability to move along the stationary element of the actuator of the regulatory body, on which a magnetostrictive linear sensor is installed , including a waveguide and a receiving coil connected to the control unit, according to the present invention is equipped with at least two point position sensors and a temperature sensor, which are located on the said fixed element of the actuator of the regulating body and connected to the control unit, and the point position sensors are installed in fixed places within the range of movement of a permanent magnet.
Кроме этого, в качестве точечного датчика положения использованы геркон или индуктивная катушка.In addition, a reed switch or inductive coil is used as a point position sensor.
Отличительный признак настоящего изобретения, касающийся введения в устройство для определения положения регулирующего органа ядерного реактора точечных датчиков положения, расположенных на неподвижном элементе исполнительного механизма регулирующего органа в фиксированных местах в пределах перемещения постоянного магнита и подключенных к блоку управления, позволяет уменьшить влияние изменения температуры окружающей среды в месте расположения магнитострикционного линейного датчика за счет корректировки измеренных магнитострикционным линейным датчиком данных путем компенсации погрешности, вызванной изменением размеров магнитострикционного линейного датчика при изменении температуры.A distinctive feature of the present invention concerning the introduction into the device for determining the position of the regulatory body of a nuclear reactor of point position sensors located on the stationary element of the actuator of the regulatory body in fixed locations within the range of movement of the permanent magnet and connected to the control unit, makes it possible to reduce the influence of changes in ambient temperature in location of the magnetostrictive linear sensor by adjusting the data measured by the magnetostrictive linear sensor by compensating for the error caused by changes in the dimensions of the magnetostrictive linear sensor when the temperature changes.
Отличительный признак настоящего изобретения, касающийся введения в устройство для определения положения регулирующего органа ядерного реактора датчика температуры, расположенного на неподвижном элементе исполнительного механизма регулирующего органа и подключенного к блоку управления, позволяет уменьшить влияние изменения температуры окружающей среды в месте расположения магнитострикционного линейного датчика и точечных датчиков положения путем компенсации изменения длины неподвижного элемента исполнительного механизма регулирующего органа при изменении температуры и компенсацию изменения скорости звука в магнитострикционном линейном датчике при изменении температуры.A distinctive feature of the present invention concerning the introduction into the device for determining the position of the regulatory body of a nuclear reactor of a temperature sensor located on a stationary element of the actuator of the regulatory body and connected to the control unit, makes it possible to reduce the influence of changes in ambient temperature at the location of the magnetostrictive linear sensor and point position sensors by compensating for changes in the length of the fixed element of the actuator of the regulating body when the temperature changes and by compensating for changes in the speed of sound in the magnetostrictive linear sensor when the temperature changes.
Вышеуказанная совокупность отличительных признаков позволяет сохранить заданную точность измерения положения регулирующего органа ядерного реактора при изменениях температуры окружающей среды в широком диапазоне, без использования дополнительного оборудования для обеспечения стабилизации температуры.The above set of distinctive features makes it possible to maintain the specified accuracy of measuring the position of the regulatory body of a nuclear reactor when the ambient temperature changes over a wide range, without the use of additional equipment to ensure temperature stabilization.
Сущность настоящего изобретения поясняется чертежом, на котором показано устройство для определения положения регулирующего органа ядерного реактора (функциональная схема).The essence of the present invention is illustrated by the drawing, which shows a device for determining the position of the regulatory body of a nuclear reactor (functional diagram).
Устройство для определения положения регулирующего органа ядерного реактора содержит магнитострикционный линейный датчик 1, состоящий из проволочного волновода 2 и приемной катушки 3, постоянный магнит 4, два точечных датчика положения 5, 6, датчик температуры 7 и электронный блок управления 8, включающий генератор импульсов тока 9, схему сравнения входных сигналов 10 и контроллер 11. Постоянный магнит 4 установлен на подвижном элементе 12 исполнительного механизма регулирующего органа с возможностью перемещения вдоль неподвижного элемента 13 исполнительного механизма регулирующего органа. На неподвижном элементе 13 исполнительного механизма регулирующего органа установлен проволочный волновод 2 магнитострикционного линейного датчика 1, выполненный с длиной, перекрывающей диапазон перемещения постоянного магнита 4. Два точечных датчика положения 5, 6 установлены на неподвижном элементе 13 исполнительного механизма регулирующего органа в фиксированных местах в пределах перемещения постоянного магнита 4. Датчик температуры 7 установлен на неподвижном элементе 13 исполнительного механизма регулирующего органа. Выходы приемной катушки 4 подключены к схеме сравнения входных сигналов 10 блока управления 8. Конец проволочного волновода 2, окруженный приемной катушкой 3, подключен к генератору импульсов тока 9 блока управления 8. Датчик температуры 7, точечные датчики положения 5, 6, схема сравнения входных сигналов 10 и генератор импульсов тока 9 подключены к контроллеру 11 блока управления 8. Контроллер 11 соединен с внешним приемником выходного сигнала устройства (на чертеже не показан). Устройство может содержать по меньшей мере один постоянный магнит и по меньшей мере два точечных датчика. В качестве точечных датчиков положения могут быть использованы геркон или индуктивная катушка.The device for determining the position of the regulatory body of a nuclear reactor contains a magnetostrictive
Устройство для определения положения регулирующего органа ядерного реактора работает следующим образом.A device for determining the position of a nuclear reactor control body operates as follows.
По команде контроллера 11 генератор импульсов тока 9 тока подает на проволочный волновод 2 тактированный токовый импульс заданной длительности. Протекающий ток создает вокруг проволочного волновода 2 магнитное поле, взаимодействие которого с магнитным полем постоянного магнита 4 создает в проволочном волноводе 2 импульс торсионной деформации, распространяющийся со скоростью звука в обе стороны проволочного волновода 2. При проходе импульса по проволочному волноводу 2 в месте расположения приемной катушки 3 за счет эффекта обратной магнитострикции происходит преобразование энергии упругой деформации в ЭДС, которая передается в схему сравнения входных сигналов 10 блока управления 8. Время подачи тактированного токового импульса t0 и время регистрации ЭДС t1 сохраняется в памяти контроллера 11. Так как место возникновения импульса торсионной деформации определяется положением подвижного элемента 12 исполнительного механизма регулирующего органа с постоянным магнитом 4, то по временному промежутку Δt=t1-t0 контроллер 11 вычисляет положение регулирующего органа в виде:At the command of the controller 11, the
где Н - положение регулирующего органа,where N is the position of the regulatory body,
с - коэффициент пропорциональности (скорость звука в волноводе),c is the proportionality coefficient (speed of sound in the waveguide),
K - коэффициент, определяющий положение нулевой точки отсчета.K is a coefficient that determines the position of the zero reference point.
Корректировку коэффициента с в уравнении (1) выполняют по показаниям датчика температуры 7. Контроллер 11 сравнивает величину измеренной температуры Тизм и сохраненного в энергонезависимой памяти контроллера 11 значения базовой температуры ТБ. Если разность |ТБ-Тизм| больше допускаемого отклонения температуры, сохраненного в энергонезависимой памяти контроллера 11, то контроллер 11 корректирует коэффициент с в уравнении (1) по показаниям измеренной температуры. Для определения положения постоянного магнита 4 в случае отказа магнитострикционного линейного датчика 1 независимые от магнитострикционного линейного датчика 1 точечные датчики положения 5, 6, установленные в пределах диапазона перемещения постоянного магнита 4, передают в контроллер 11 сигналы о прохождении постоянного магнита 4 около них (срабатывают). Точечные датчики положения 5, 6 корректируют выходной сигнал магнитострикционного линейного датчика 1 путем корректировки коэффициента K в уравнении (1). При срабатывании одного из точечных датчиков положения 5, 6 контроллер 11 вычисляет величину рассогласования S показаний магнитострикционного линейного датчика 1 (Низм) относительно сохраненного в энергонезависимой памяти контроллера 11 значения положения этого точечного датчика положения (НФ) по формулеThe correction of the coefficient c in equation (1) is carried out according to the readings of the
В случае, если величина S больше, чем величина заранее определенного допускаемого рассогласования SДОП, контроллер 11 корректирует коэффициент K в уравнении (1) так, чтобы обеспечить значение величины рассогласования S меньше, чем SДОП.If the value of S is greater than the value of the predetermined permissible mismatch S DOP , the controller 11 adjusts the coefficient K in equation (1) so as to ensure that the value of the mismatch S is less than S DOP .
Расчет положения регулирующего органа в общем виде описывается следующей формулой:The calculation of the position of the regulatory body in general is described by the following formula:
где:Where:
Н - положение регулирующего органа,N - position of the regulatory body,
с - скорость звука в среде при номинальной температуре,c is the speed of sound in the medium at nominal temperature,
Δt - измеренное время прохождения импульса торсионной деформации,Δt is the measured time of passage of the torsion deformation pulse,
K1 - коэффициент коррекции скорости распространения звука в среде в зависимости от температуры,K 1 - correction factor for the speed of sound propagation in the medium depending on temperature,
ΔТ - температура коррекции,ΔT - correction temperature,
К2 - коэффициент коррекции положения по рассогласованию показаний магнитострикционного линейного и точечного датчика,K 2 - position correction coefficient based on the mismatch between the readings of the magnetostrictive linear and point sensor,
К3 - коэффициент корректировки положения точечного датчика в зависимости от температуры.K 3 is the coefficient for adjusting the position of the point sensor depending on the temperature.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2809794C1 true RU2809794C1 (en) | 2023-12-18 |
Family
ID=
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1489467C (en) * | 1986-05-26 | 1996-03-20 | Kochugurov V V | Position detector for nuclear reactor control element |
RU1552891C (en) * | 1986-06-30 | 1996-05-20 | Kochugurov V V | Digital-reading device for determining position of nuclear reactor control element |
US6192096B1 (en) * | 1998-10-20 | 2001-02-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Magnetostrictive wire control rod position detector assembly |
RU2310244C2 (en) * | 2005-12-26 | 2007-11-10 | Леонид Нафталиевич Голянд | Control device for nuclear-reactor actuating mechanisms |
RU2310245C2 (en) * | 2005-12-26 | 2007-11-10 | Леонид Нафталиевич Голянд | Device for controlling nuclear-reactor actuating mechanisms |
RU2412493C1 (en) * | 2008-09-23 | 2011-02-20 | Евгений Степанович Бахмач | Position monitoring and control system of nuclear reactor adjusting controls |
KR101634707B1 (en) * | 2015-02-13 | 2016-06-30 | 한국원자력연구원 | Magnetostrictive wire control rod position indicator |
EP1818653B1 (en) * | 2006-02-09 | 2016-11-09 | Krauss-Maffei Wegmann GmbH & Co. KG | Magnetostrictive position sensor |
KR101777059B1 (en) * | 2016-10-11 | 2017-09-08 | 한전케이피에스 주식회사 | Alignment Jig for Incore instrument seal housing |
EP3301403B1 (en) * | 2016-09-29 | 2019-02-20 | SICK ATech GmbH | Position sensor |
DE102018117285A1 (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | Balluff Gmbh | Magnetostrictive sensor device and method for operating a magnetostrictive sensor device |
EP3658861A1 (en) * | 2017-11-08 | 2020-06-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Angular sensor with annular waveguide as material measure |
RU2747265C1 (en) * | 2017-10-19 | 2021-05-04 | Шкода Йс А.С. | Method and device for measuring the absolute position of a linear translational element |
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1489467C (en) * | 1986-05-26 | 1996-03-20 | Kochugurov V V | Position detector for nuclear reactor control element |
RU1552891C (en) * | 1986-06-30 | 1996-05-20 | Kochugurov V V | Digital-reading device for determining position of nuclear reactor control element |
US6192096B1 (en) * | 1998-10-20 | 2001-02-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Magnetostrictive wire control rod position detector assembly |
RU2310244C2 (en) * | 2005-12-26 | 2007-11-10 | Леонид Нафталиевич Голянд | Control device for nuclear-reactor actuating mechanisms |
RU2310245C2 (en) * | 2005-12-26 | 2007-11-10 | Леонид Нафталиевич Голянд | Device for controlling nuclear-reactor actuating mechanisms |
EP1818653B1 (en) * | 2006-02-09 | 2016-11-09 | Krauss-Maffei Wegmann GmbH & Co. KG | Magnetostrictive position sensor |
RU2412493C1 (en) * | 2008-09-23 | 2011-02-20 | Евгений Степанович Бахмач | Position monitoring and control system of nuclear reactor adjusting controls |
KR101634707B1 (en) * | 2015-02-13 | 2016-06-30 | 한국원자력연구원 | Magnetostrictive wire control rod position indicator |
EP3301403B1 (en) * | 2016-09-29 | 2019-02-20 | SICK ATech GmbH | Position sensor |
KR101777059B1 (en) * | 2016-10-11 | 2017-09-08 | 한전케이피에스 주식회사 | Alignment Jig for Incore instrument seal housing |
RU2747265C1 (en) * | 2017-10-19 | 2021-05-04 | Шкода Йс А.С. | Method and device for measuring the absolute position of a linear translational element |
EP3658861A1 (en) * | 2017-11-08 | 2020-06-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Angular sensor with annular waveguide as material measure |
DE102018117285A1 (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | Balluff Gmbh | Magnetostrictive sensor device and method for operating a magnetostrictive sensor device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3410075B1 (en) | Temperature compensation for magnetic field sensing devices and a magnetic field sensing device using the same | |
EP0133695B1 (en) | Sensing system for measuring a parameter | |
US9400004B2 (en) | Transient measurements of mass flow controllers | |
US6111741A (en) | Motion recognition process, in particular for regulating the impact speed of an armature on an electromagnetic actuator, and actuator for carrying out the process | |
JPH04218817A (en) | Object movement controller | |
US20130022075A1 (en) | Temperature sensor having means for in-situ calibration | |
US11022481B2 (en) | Load cell having compensation of temperature differences | |
RU2809794C1 (en) | Device for determining position of nuclear reactor control body | |
US20130009636A1 (en) | Magnetic Sensor Characterization | |
KR101741531B1 (en) | inductive sensor capable of performing fast and precise position sensing and being easily maintained | |
CN102313609B (en) | There is the temperature-detecting device of diode and A/D converter | |
US2334543A (en) | Electrical mechanism for remote indication of movement | |
KR102002814B1 (en) | Extensometer for sit(structural integrity test) of nuclear power plants | |
US8054066B2 (en) | Magnetostrictive displacement transducer with phase shifted bias burst | |
JP2017227450A (en) | Control circuit and current sensor | |
EP4160155A1 (en) | Dynamic compensation for magnetostrictive sensors | |
RU208494U1 (en) | MAGNETOSTRICTION LEVEL FOR LIQUID LEVEL MEASUREMENT WITH COMPENSATION OF ERRORS CAUSED BY LINEAR EXPANSION OF THE TANK WALLS | |
JPH0249522Y2 (en) | ||
US11804319B2 (en) | Actuator device and method for compensating for a stray magnetic field in the case of an actuator device | |
RU2741277C1 (en) | Compensation type accelerometer | |
KR100462386B1 (en) | Coefficient Of Heat Expansion Of Non-magnetic Substance Measuring Device In Accordance With The Magnetic Field Change | |
SU1493893A1 (en) | Instrument pressure converter | |
Lisenkov | Method of checking automatic measuring instruments | |
SU284352A1 (en) | CONVERTER POWER FOR TENSION OF MAGNETIC TAPES | |
SU894338A1 (en) | Differential transformer pickup of linear displacements |