松脱部件监测系统电荷转换器的远程在线检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了松脱部件监测系统电荷转换器的远程在线检测系统及方法，包括信号处理终端、多个远程自检单元，信号处理终端通过3根独立的电缆传输到单个的远程自检单元。本发明专利技术只需要一个工作人员，在信号处理柜的监测软件界面上点击鼠标，就可以实现加速度计信号与远程固定电荷信号在电荷转换器输入端的切换，并且同步对界面显示数据进行观测，快速完成电荷转换器功性能好坏的分析与判断，不仅明显节省了人力资源，同时大大减少了工作人员的无效照射，因此松脱部件监测系统中电荷转换器的远程在线检测技术的发明专利技术和应用是非常有意义的。

Remote on-line detection system and method of charge converter for loose part monitoring system

The invention discloses a remote online detection system and a method for a charge converter of a loose component monitoring system, which comprises a signal processing terminal and a plurality of remote self checking units, and the signal processing terminal is transmitted to a single remote self checking unit through 3 independent cables. The invention only needs a staff, in the signal processing cabinet monitoring software interface on the click of a mouse, you can achieve the accelerometer signal switching and remote signal in the fixed charge charge converter input, and the synchronization of data display interface were observed, quickly complete the analysis and judgment of the performance of the power converter charge, obviously not only save the human resources, and greatly reduce the invalid exposure of staff, the invention and application of remote online detection technology so loose parts monitoring system and charge transfer in is very meaningful.

【技术实现步骤摘要】
松脱部件监测系统电荷转换器的远程在线检测系统及方法
本专利技术涉及反应堆的实时监测领域，具体涉及松脱部件监测系统电荷转换器的远程在线检测系统及方法。
技术介绍
脱部件监测系统是实时监测反应堆的压力容器、蒸汽发生器、主泵等重要部件的金属松动件、金属松脱件以及金属遗留件的重要监测设备，是保障反应堆安全经济运行的关键设备之一。松脱部件监测系统包含安装于反应堆厂房的部件和安装于电气厂房的信号处理柜两部分，而电荷转换器就是安装于反应堆厂房内的一种重要部件，电荷转换器功能是将加速度计产生的电荷信号转换成电压信号并同时对电压信号进行固定比例的放大，电荷转换器功能和性能的好坏，将直接影响松脱部件监测系统的监测。针对松脱部件监测系统信号处理机柜，早已成熟应用标准正弦波和仿真撞击波等系列仿真信号进行柜内整体设备功能与性能的在线检测，但是针对安装于反应堆厂房内的部件，一直没有提出或应用相关的在线检测技术。松脱部件监测系统中电荷转换器的远程在线检测技术专利技术之前，在国产化的M310机组松脱部件监测系统中，无论是在反应堆建造期间还是反应堆大修期间，对电荷转换器基本功能和性能的检测都是一件非常麻烦的事。现场工作人员至少兵分两路，一路工作人员携带专用的信号发生器和临时电缆进入反应堆厂房，拆除加速度计到电荷转换器之间的连接线缆后，再将信号发生器产生的固定电荷信号通过临时电缆输入到电荷转换器后进行测试，测试完成后再恢复加速度计到电荷转换器之间的连接线缆。另一路工作人员在电气厂房的信号处理柜前进行监测软件界面数据的观测，通过界面显示数据判断该通道监测功能的好坏和性能的优劣。同时由于核电现场通讯条件的极大受限，在实际检测过程中，往往会指派专人负责反应堆厂房内信号加载和信号处理柜数据观测的联络，确保检测工作的有效开展。另外，由于在核电站反应堆装料正常运行以后，反应堆厂房的环境条件比较恶劣，表现为辐照水平高、温度高、噪声大，即便采取了严格的防护措施，工作人员也不宜长时间在反应堆厂房进行各种目的的操作。因此在反应堆装料运行期间，即便质疑电荷转换器有问题，往往也会拖延到大修期间再进行检测和问题的确认。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供松脱部件监测系统电荷转换器的远程在线检测系统及方法，解决现有技术中电荷转换器的监测检修只能在停止工作的状态下才可以进行、不能满足其在线实时监测的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：松脱部件监测系统电荷转换器的远程在线检测系统，包括信号处理终端、多个远程自检单元，信号处理终端通过3根独立的电缆传输到单个的远程自检单元，其中：信号处理终端：用于向远程自检单元发送指令并提供空负载情况下不超过+5V的电源信号和控制信号，并接收存储远程自检单元发送的自检信号，通过计算远程自检信号的差异率来判断出电荷转换器是否处于异常状态；远程自检单元：正弦振荡器产生固定频率和固定幅度的正弦电压信号，再通过电压到电荷的转换电路，产生固定频率和固定幅度的电荷自检信号，同时控制信号将电荷转换器前端的输入信号从加速度计测试信号切换为固定频率和固定幅度的正弦电荷自检信号，该电荷自检信号再通过电荷转换器转换并固定比例的放大为对应输出的固定频率和固定幅度的正弦电压信号，并通过电缆传输到信号处理终端。本专利技术的松脱部件监测系统电荷转换器的远程在线检测系统，经过信号处理机柜的信号调理及采集单元后，在监测软件界面上进行数据的显示和存储，从而实现系统从反应堆厂房内的电荷转换器到电气厂房的信号处理机柜显示终端的监测通道的在线自检功能，只需要一个工作人员，在信号处理柜的监测软件界面上点击鼠标，就可以实现加速度计信号与远程固定电荷信号在电荷转换器输入端的切换，并且同步对界面显示数据进行观测，快速完成电荷转换器功性能好坏的分析与判断，不仅明显节省了人力资源，同时大大减少了工作人员的无效照射，因此松脱部件监测系统中电荷转换器的远程在线检测技术的专利技术和应用是非常有意义的。所述的信号处理终端包括控制中心、信号调理及采集单元、指令传输及控制单元：控制中心：用于接收信号调理及采集单元输入的信号，并根据该信号和外部输入的信号，向指令传输及控制单元发送指令；信号调理及采集单元：用于接收远程自检单元输入的信号并传输给控制中心；指令传输及控制单元：接收终止中心发送的控制指令发送并控制远程自检单元进行自检，并接收远程自检单元的自检信号并将其发送至控制中心。具体的讲，远程自检单元中包括一个频率为fkHz电压峰值幅度为aV的正弦振荡器，其频率和电压幅度均在松脱部件监测信号范围内且适中，信号的转换和传输对频率特征的改变微乎其微，但会直接影响峰值幅度，首先将电压峰值幅度为aV的信号通过cpF的电容器等电路后转换成电荷峰值幅度为a×cpC的正弦电荷信号，信号通过转换系数为kmV/pC的电荷转换器输出电压峰值幅度为a×c×kmV的电压信号，再通过信号处理机柜调理单元放大m倍，获得电压峰值幅度为a×c×k×mmV的电压信号，最后通过数据采集在监测软件中获得相关的信息，在松脱部件监测系统监测界面中获得(a×c×k×m×0.707)/1000V的正弦电压信号有效值，在实际使用中，由于远程自检单元与信号处理机柜之间的连接线缆长度不同，因此在每个通道对应的远程自检单元中产生的电压峰值幅度和理论设计的电压峰值幅度a并不一致，在信号处理机柜端提供的是空负载电源电荷和控制信号都不超过+5V的直流电压信号，当电压信号经过长距离的电缆传输到达远程自检单元时，由于该单元自身存在功耗导致线缆上存在直流电流，功耗越大，直流越大，由长电缆传输损耗导致的压降就越大，当电压过低时，远程自检单元的正弦振荡器将无法启振或者测试信号与自检信号之间不能进行正常切换。因此，远程在线自检技术实现的关键是提高输出电流的负载能力，选择低功耗芯片降低功率，选择低电压芯片适应较低的工作电压，远程自检单元安装在一个壁挂式设计的密封金属盒内，所有进出电缆均采用电缆密封管接头进行密封，该远程自检单元产生的自检电荷信号频率为5kHz，电压峰值幅度为5V，产生的电荷峰值幅度为500pC。所述的远程自检单元包括：线缆连接端子排：通过传输电缆与信号处理终端连接，并连接至电荷转换器、电源及控制信号的隔离模块；电荷转换器：用于与线缆连接端子排连接，并接收信号选择器的输出线信号；电源及控制信号的隔离模块：用于产生不超过+5V的直流电源信号，并传输给标准正弦电荷信号生成模块，同时将不超过+5V的控制信号传输给信号选择器；信号选择器：接收加速度计n输出的测试信号和标准正弦电荷信号生成模块产生的标准自检信号，在控制信号的控制作用下选择输出信号输送至电荷转换器，并通过电荷转换器发送至线缆连接端子排，最终通过传输电缆发送至信号处理终端。松脱部件监测系统电荷转换器的远程在线检测方法，包括以下步骤：(a)信号处理终端通过指令传输及控制单元提供空负载情况下不超过+5V的电源信号和控制信号；(b)控制远程自检单元中的正弦振荡器产生固定频率和固定幅度的正弦电压信号，再通过电压到电荷的转换电路，产生固定频率和固定幅度的电荷自检信号；(c)同时控制信号将电荷转换器前端的输入信号从加速度计测试信号切换为固定频率和固定幅度的正弦电荷自检信号；(d)该电荷自检信号再通过电荷转换器转换并固定比例的放大为本文档来自技高网...

【技术保护点】
松脱部件监测系统电荷转换器的远程在线检测系统，其特征在于：包括信号处理终端、多个远程自检单元，信号处理终端通过3根独立的电缆传输到单个的远程自检单元，其中：信号处理终端：用于向远程自检单元发送指令并提供空负载情况下不超过+5V的电源信号和控制信号，并接收存储远程自检单元发送的自检信号，通过计算远程自检信号的差异率来判断出电荷转换器是否处于异常状态；远程自检单元：正弦振荡器产生固定频率和固定幅度的正弦电压信号，再通过电压到电荷的转换电路，产生固定频率和固定幅度的电荷自检信号，同时控制信号将电荷转换器前端的输入信号从加速度计测试信号切换为固定频率和固定幅度的正弦电荷自检信号，该电荷自检信号再通过电荷转换器转换并固定比例的放大为对应输出的固定频率和固定幅度的正弦电压信号，并通过电缆传输到信号处理终端。

【技术特征摘要】
1.松脱部件监测系统电荷转换器的远程在线检测系统，其特征在于：包括信号处理终端、多个远程自检单元，信号处理终端通过3根独立的电缆传输到单个的远程自检单元，其中：信号处理终端：用于向远程自检单元发送指令并提供空负载情况下不超过+5V的电源信号和控制信号，并接收存储远程自检单元发送的自检信号，通过计算远程自检信号的差异率来判断出电荷转换器是否处于异常状态；远程自检单元：正弦振荡器产生固定频率和固定幅度的正弦电压信号，再通过电压到电荷的转换电路，产生固定频率和固定幅度的电荷自检信号，同时控制信号将电荷转换器前端的输入信号从加速度计测试信号切换为固定频率和固定幅度的正弦电荷自检信号，该电荷自检信号再通过电荷转换器转换并固定比例的放大为对应输出的固定频率和固定幅度的正弦电压信号，并通过电缆传输到信号处理终端。2.根据权利要求1所述的松脱部件监测系统电荷转换器的远程在线检测系统，其特征在于，所述的信号处理终端包括控制中心、信号调理及采集单元、指令传输及控制单元：控制中心：用于接收信号调理及采集单元输入的信号，并根据该信号和外部输入的信号，向指令传输及控制单元发送指令；信号调理及采集单元：用于接收远程自检单元输入的信号并传输给控制中心；指令传输及控制单元：接收终止中心发送的控制指令发送并控制远程自检单元进行自检，并接收远程自检单元的自检信号并将其发送至控制中心。3.根据权利要求1所述的松脱部件监测系统电荷转换器的远程在线检测系统，其特征在于所述的远程自检单元包括：线缆连接端子排：通过传输电缆与信号处理终端连接，并连接至电荷转换器、电源及控制信号的隔离模块；电荷转换器：用于与线缆连接端子排连接，并接收信号选择器的输出线信号；电源及控制信号的隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔，邓圣，王磊，付国恩，胡建荣，杨涛，李海，王璨辉，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川,51