一种用于测量核电站主泵振动的信号调理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种用于测量核电站主泵振动的信号调理装置，包括：振动传感器以及分别与所述振动传感器连接的：激励模块、用于向所述振动传感器提供作为载波的激励信号；检测信号传输模块、该检测信号传输模块包括依次连接的滤波模块、积分模块、检波模块和输出模块；传感器故障检测模块。本申请涉及一种量核电站主泵振动的信号调理装置的电路构造，可以实现对于核电站主泵振动的检测。并且由于设置了传感器故障检测模块，可以实现对于该测量传感器的故障监测。

A signal conditioning device for measuring the vibration of main pump in nuclear power plant

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量核电站主泵振动的信号调理装置
本技术涉及核电监测
，特别是一种测量核电站主泵振动的信号调理装置。
技术介绍
核主泵是核岛一回路系统中，用于驱动冷却剂在反应堆冷却剂系统内循环流动的泵。主泵位于核岛心脏部位，用来将热水泵入蒸发器转换热能，是核电运转控制水循环的关键。测量主泵的振动对主泵是否可以长期安全运行具有重要的工程意义。申请号为CN200920148391.6的现有技术公开了一种便携式振动测量分析仪，并不适用于核电领域，尤其不涉及对于测量传感器的监测技术。而上述技术一直被国外垄断。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种用于测量核电站主泵振动的信号调理装置，包括：振动传感器，用于检测表示测量核电站主泵的振动，将其以载波调制信号的形式输出；以及分别与所述振动传感器连接的：激励模块，用于向所述振动传感器提供作为载波的激励信号；检测信号传输模块，用于将所述振动传感器所输出的所述载波调制信号进行滤波、以及解析处理，以输出与所述振动成线性关系的电流和/或电压信号；所述检测信号传输模块包括依次连接的滤波模块、积分模块、检波模块和输出模块；传感器故障检测模块，用于检测振动传感器的工作故障情况。由上，本申请涉及一种量核电站主泵振动的信号调理装置的电路构造，可以实现对于核电站主泵振动的检测。并且由于设置了传感器故障检测模块，可以实现对于该测量传感器的故障监测。其中，所述滤波模块包括依次连接的第一、第二RC滤波电路、第一放大器和跟随器。其中，所述积分模块包括依次连接的第二、第三放大器；第二放大器的反相输入端连接于滤波模块的输出端，第二放大器的输出端串联第一电位器后连接所述第三放大器的反相输入端，第二放大器的反相输入端还连接其输出端，在所述第二放大器的反相输入端和其输出端之间，连接有RC串联电路；第三放大器的反相输入端还连接第二电位器和第三放大器的输出端；第二、第三放大器的正相输入端均接地。由上，积分模块通过积分运算将滤波模块处理后的载波调制信号转换为电压信号输出。其中，所述检波模块包括型号为AD736的芯片，该芯片的引脚2连接于积分模块的输出端，引脚3连接第三电位器，引脚6连接第四放大器的反相输入端，第四放大器的正相输入端接地，第四放大器的正相输入端还连接第四电位器后连接于第四放大器的输出端。由上，检波模块将滤波、积分处理后的电压信号中解调出有效信号(有效信号即对应振动信号)，并将其转换为直流。其中，所述输出模块包括电压输出模块和/或电流输出模块。其中，所述电压输出模块包括依次连接的RC滤波电路、跟随器电路和防静电电路，输出0-10V电压；以及依次连接的RC滤波电路、跟随器电路、跟随器增益调节电路和防静电电路，输出0-100mV电压。其中，所述电流输出模块包括第五放大器，其反相、正相两输入端分别连接第五电位器和第六电位器，输出端连接一NPN型三极管的基极，NPN型三极管的集电极连接+15V供电，发射极连接第一电阻，第六电位器的一端通过第七电位器连接于检波模块的输出端，另一端连接于所述第一电阻，第六电位器与第一电阻的公共连接端作为电流输出模块的输出端，输出0-20mA电流。其中，所述传感器故障检测模块包括运算放大电路，用于对振动传感器所输出的载波调制信号进行滤波放大；第一、第二窗口比较电路，分别与运算放大电路连接，用于判断所述载波调制信号是否在窗口比较电路预设范围内，若是则输出负电压，否则输出正电压；LED驱动电路基于第一、第二窗口比较电路所输出的电压控制其所驱动的LED灯条亮、灭。由上，当故障检测模块判断传感器所输出的载波调制信号超过其所预设的范围时，便可输出报警，从而对传感器的工作故障情况进行预警。另外，还包括保护模块，与所述振动传感器连接，用于降低外部对振动传感器输出的载波调制信号的干扰。其中，所述保护模块包括有源低通滤波器，正相输入端连接于振动传感器的输出端，反相输入端连接其输出端；两电源端分别连接±15V和-15V的直流电压；所述正相输入端还串联第二正向二极管后，连接于正电源端；正相输入端还串联第二反向二极管后，连接于负电源端；在所述输出端与-15V的直流电压之间，分别并联有压敏电阻和电容。由上，通过低通滤波器配合压敏电阻VDR2和电容，从而减少对传感器信号的影响。附图说明图1为振动传感器的构造示意图；图2为用于测量核电站主泵振动的信号调理装置的电路结构示意图；图3为激励模块的电路原理图；图4为检测信号传输模块的电路结构示意图；图5为滤波模块的电路原理图；图6为积分模块的电路原理图；图7为检波模块的电路原理图；图8为电压输出模块的电路原理图；图9为电流输出模块的电路原理图；图10为保护模块的电路原理图；图11为传感器故障检测模块的电路原理图。具体实施方式下面参见图1～图11对本技术所述的用于测量核电站主泵振动的信号调理装置进行详细说明。本装置的前端为如图1所示的检测核电站主泵的振动传感器，包括导磁外壳102，在所述导磁外壳102内部包括骨架103和可移动的固定在所述骨架103上的活动衔铁101。另外，在所述骨架103上还固定有匝数为W1的初级线圈104、匝数分别为W2a和W2b的两测量线圈105、106。对初级线圈104通以约2KHz，20mA的激励信号作为载波，振动信号作为调制信号。两测量线圈105、106产生感应电动势E2a和E2b。所述活动衔铁101处于平衡位置上时，U＝E2a-E2b＝0，则振动传感器输出为0。而当衔铁偏处于非平衡位置时，则U＝E2a-E2b≠0，所述U为电压正比于振动幅度的0-10V的直流电压，以载波调制信号的形式作为振动传感器的振动信号输出，即对应后文图5中所示的振动信号输入。图2所示为本申请测量核电站主泵振动的信号调理装置的电路结构示意图，包括分别与所述振动传感器连接的激励模块201、检测信号传输模块202、保护模块203和故障检测模块204，以下逐一详述：所述激励模块201用于向所述振动传感器提供作为载波的一定频率的激励信号。如图3所示为激励模块201的电路原理图，本申请所述激励模块201采用三极管T5和限流电阻R18所组成的电路。限流电阻R18的阻值为15K，当电阻R18两端的电压大于0.7V时，此时对应激励模块201的激励电流大于0.46mA，则三极管T5将被截至。从而保证激励模块201所输出的电流不超过0.46mA。检测信号传输模块202用于将振动传感器所输出的载波调制信号进行滤波、放大、检波等处理，从而得到对应核电站主泵的振动数据。如图4所示，所述检测信号传输模块202包括依次连接的滤波模块2021、积分模块2022、检波模块2023和输出模块2024组成。...

【技术保护点】
1.一种用于测量核电站主泵振动的信号调理装置，其特征在于，包括：/n振动传感器，用于检测表示测量核电站主泵的振动，将其以载波调制信号的形式输出；/n以及分别与所述振动传感器连接的：/n激励模块(201)，用于向所述振动传感器提供作为载波的激励信号；/n检测信号传输模块(202)，用于将所述振动传感器所输出的所述载波调制信号进行滤波、以及解析处理，以输出与所述振动成线性关系的电流和/或电压信号；/n所述检测信号传输模块(202)包括依次连接的滤波模块(2021)、积分模块(2022)、检波模块(2023)和输出模块(2024)；/n传感器故障检测模块(204)，用于检测振动传感器的工作故障情况。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于测量核电站主泵振动的信号调理装置，其特征在于，包括：
振动传感器，用于检测表示测量核电站主泵的振动，将其以载波调制信号的形式输出；
以及分别与所述振动传感器连接的：
激励模块(201)，用于向所述振动传感器提供作为载波的激励信号；
检测信号传输模块(202)，用于将所述振动传感器所输出的所述载波调制信号进行滤波、以及解析处理，以输出与所述振动成线性关系的电流和/或电压信号；
所述检测信号传输模块(202)包括依次连接的滤波模块(2021)、积分模块(2022)、检波模块(2023)和输出模块(2024)；
传感器故障检测模块(204)，用于检测振动传感器的工作故障情况。


2.根据权利要求1所述的信号调理装置，其特征在于，所述滤波模块(2021)包括依次连接的第一、第二RC滤波电路、第一放大器和跟随器。


3.根据权利要求1所述的信号调理装置，其特征在于，所述积分模块(2022)包括依次连接的第二、第三放大器；
第二放大器的反相输入端连接于滤波模块(2021)的输出端，第二放大器的输出端串联第一电位器后连接所述第三放大器的反相输入端，第二放大器的反相输入端还连接其输出端，在所述第二放大器的反相输入端和其输出端之间，连接有RC串联电路；
第三放大器的反相输入端还连接第二电位器和第三放大器的输出端；
第二、第三放大器的正相输入端均接地。


4.根据权利要求1所述的信号调理装置，其特征在于，所述检波模块(2023)包括型号为AD736的芯片，该芯片的引脚2连接于积分模块(2022)的输出端，引脚3连接第三电位器，引脚6连接第四放大器的反相输入端，第四放大器的正相输入端接地，第四放大器的正相输入端还连接第四电位器后连接于第四放大器的输出端。


5.根据权利要求1所述的信号调理装置，其特征在于，所述输出模块(2024)包括电压输出模块和/或电流输出模块。

【专利技术属性】
技术研发人员：李久锐，邱建文，李琦，杨晓奇，刘超，李俊梅，蔡黎明，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司北京分公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11