信号处理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种信号处理系统，该信号处理系统设置成处理控制棒驱动机构的位置信息；所述信号处理系统包括：位置传感器、信号处理模块、控制器以及显示模块；所述位置传感器设置在控制棒驱动机构上；所述信号处理模块设置成接收所述位置传感器的信号，将所述位置传感器的信号转换并输出至所述控制器；所述控制器对所述信号进行处理并输出至所述显示模块，在所述显示模块显示控制棒驱动机构的位置信息；其中，所述控制棒驱动机构的位置包括实时位置、终端位置和抓手位置。本发明专利技术信号处理系统具有响应速度快、准确度高、结构简单、环境适应性好等优点。

signal processing system

【技术实现步骤摘要】
信号处理系统
本专利技术涉及核反应堆控制棒驱动机构的信号测量，尤其涉及一种信号处理系统。
技术介绍
压水堆主要通过调节溶解于反应堆冷却剂中硼的浓度和控制棒在反应堆中插入的深度来改变引入的反应性，从而调节反应堆的功率水平。而现有技术中，多是采用控制棒探测器等装置来获取控制棒的相关位置信息。目前，压水堆核电厂的棒位探测器主要包括初级线圈、测量线圈、辅助线圈三种线圈以及线圈骨架、密封壳及外套管等部件；其用于测量控制棒在堆芯的位置时存在以下缺点：(1)结构复杂，线圈组件较多；(2)测量线圈之间的干扰较大，不便于棒位信号的处理；(3)信号线较多，需要电缆的芯数较多，且需要电缆贯穿件的芯棒数也较多；(4)故障率较高。相较于压水堆，快堆主要通过调节控制棒插入堆芯的深度来实现功率变化。通过监测控制棒在反应堆内的位置信息，从而参与核电厂的启动、升/降功率、功率运行、换料、停堆等多个运行工况的控制，具有十分重要的意义。目前，反应堆使用的控制棒棒位测量技术主要有角度式、超声式、电涡流式和电感式等；快堆的棒位传感器主要用于测量控制棒驱动机构的离散位置、连续位置和抓手位置，棒位传感器主要有角度式和电感式，如角度式传感器用于监测控制棒的实时运行位置，其通过将控制棒驱动机构的直线运动转换成角度信号；电感式传感器用于监测控制棒的离散运行位置或用于检测控制棒驱动机构的抓手部件的打开/关闭状态，实现控制棒抓取/脱开的监测(基于差动变压器原理)。然而，传统的测量方法存在以下不足：角度式传感器(自整角机)通常由发送机和接收机组成，实现角度和电信号的转换，从而对角度信号加以测量，这种测量信号处理方法响应速度较慢、对传感器的精度要求高、系统校验和标定困难；差动式变压器由初级线圈和次级线圈组成，次级线圈由极性相反的两部分组成，通常通过测量次级线圈的感应电势判断铁芯的移动位置，感应电势受线圈阻抗变化、激励源稳定性等因素影响较大。
技术实现思路
为了解决上述技术问题中的至少一个方面，本专利技术提供了一种信号处理系统，通过获取信号、处理、判断等一系列过程监测控制棒驱动机构的位置信息，从而实现监测控制棒在反应堆内的位置或状态信息，以及实现向显示终端反馈控制棒驱动机构的位置信息，使得该位置信息参与核电厂各运行工况的进行；该信号处理系统具有响应速度快、准确度高、结构简单、环境适应性好等优点。根据本专利技术的实施方式，提供一种信号处理系统，其中，该信号处理系统设置成处理控制棒驱动机构的位置信息；所述信号处理系统包括：位置传感器、信号处理模块、控制器以及显示模块；所述位置传感器设置在控制棒驱动机构上；所述信号处理模块设置成接收所述位置传感器的信号，将所述位置传感器的信号转换并输出至所述控制器；所述控制器对所述信号进行处理并输出至所述显示模块，在所述显示模块显示控制棒驱动机构的位置信息；其中，所述控制棒驱动机构的位置包括实时位置、终端位置和抓手位置。进一步地，所述位置传感器包括第一传感器、第二传感器以及第三传感器；所述信号处理模块接收所述第一传感器信号，并对第一传感器信号进行处理，经处理后的第一传感器信号输出至所述控制器，所述控制器将该信号进一步转换成控制棒驱动机构的实时位置信息。其中，所述第一传感器信号为角度信号。进一步地，所述信号处理模块接收所述第二传感器信号，并对第二传感器信号进行处理，经处理后的第二传感器信号输出至所述控制器，所述控制器判断控制棒驱动机构是否移动到终端位置；其中，所述终端位置包括控制棒驱动机构的驱动轴运动至行程的上终端、换料终端、备用下终端和下终端。其中，所述第二传感器信号为电压信号；所述信号处理模块将所述电压信号与预定阈值进行比较：当所述电压信号大于第一阈值时，所述控制器判断所述控制棒驱动机构移动到上终端；当所述电压信号大于第二阈值时，所述控制器判断所述控制棒驱动机构移动到换料终端；当所述电压信号大于第三阈值时，所述控制器判断所述控制棒驱动机构移动到备用下终端；当所述电压信号大于第四阈值时，所述控制器判断所述控制棒驱动机构移动到下终端；所述第一、第二阈值为控制棒向上运动时满足的精度要求对应的测量电压；所述第三、第四阈值为控制棒向下运动时满足的精度要求对应的测量电压。进一步地，所述信号处理模块接收所述第三传感器信号，并对第三传感器信号进行处理，经处理后的第三传感器信号输出至所述控制器，所述控制器判断控制棒驱动机构的抓手部件打开或关闭。其中，所述第三传感器信号为两个电压信号，所述信号处理模块将两个电压信号的比值与预定阈值进行比较：当所述比值大于第五阈值时，所述控制器判断所述控制棒驱动机构的抓手部件打开；当所述比值小于第六阈值时，所述控制器判断所述控制棒驱动机构的抓手部件关闭；所述第五、第六阈值分别为经标定的表征控制棒驱动机构的抓手部件开到位、关到位满足的测量电压。进一步地，通过对第一、第二以及第三传感器信号进行综合处理、判断，还能获取所述控制棒已被抓住/已被脱开的信息。进一步地，所述控制器采用可编程逻辑控制器，由主、从控制器构成冗余系统。进一步地，信号处理系统还包括：电源模块，所述电源模块包括为位置传感器提供工作电源的传感器工作电源，以及为所述信号处理系统提供工作电源的系统电源。根据本专利技术的实施方式的信号处理系统，将处理得到的控制棒驱动机构的位置信息输出至其他系统，其他系统包括控制棒驱动柜、反应堆保护系统、反应堆功率调节系统、主控室常规盘、换料控制系统和非安全级DCS系统，能够使各系统知晓控制棒驱动机构的位置信息，以便对各自的工况开展下一步工作。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果中的至少一个：(1)本专利技术信号处理系统，通过获取控制棒驱动机构的不同位置及状态信息，从而间接获知控制棒在反应堆内的位置情况，有利于调试、运行人员对系统中各信号进行监测，以及对数据进行记录、调试和维护；(2)本专利技术信号处理系统，采用可编程逻辑控制器，并采用主从控制器冗余设计，提高了控制器的可靠性；(3)本专利技术信号处理系统，通过硬接线/网络传输实现控制棒位置信号的传输，保证了传输方式的多样性，增加了信号传输的可靠性；(4)本专利技术采用自整角机发送机(不设置接收机)，将获取信号直接进行模/数转换，有利于简化传感器的结构，提高信号处理的速度，同时也降低了系统调试、维护的难度；(5)本专利技术的抓手位置信号处理模块对两个次级线圈产生的电压信号先进行比值计算再与阈值比较，避免使用单个电压信号，能够减小环境温度对测量精度的影响，避免励磁电源工频谐波干扰；(6)本专利技术对终端位置信号处理模块进行阈值设置，能够与核电厂各运行工况下对控制棒离散位置的测量要求相匹配，满足各工况下的测量精度要求。附图说明通过下文中参照附图对本专利技术所作的描述，本专利技术的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本专利技术有全面的理解。图1为根据本专利技术实施方式的信号处理系统的结构示意图；图2为根据本专利技术其中一个实施例的信号处理系统的结构示意图；图3为根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号处理系统，其中，/n该信号处理系统设置成处理控制棒驱动机构的位置信息；/n所述信号处理系统包括：位置传感器、信号处理模块、控制器以及显示模块；/n所述位置传感器设置在控制棒驱动机构上；/n所述信号处理模块设置成接收所述位置传感器的信号，将所述位置传感器的信号转换并输出至所述控制器；所述控制器对所述信号进行处理并输出至所述显示模块，在所述显示模块显示控制棒驱动机构的位置信息；/n其中，所述控制棒驱动机构的位置包括实时位置、终端位置和抓手位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种信号处理系统，其中，
该信号处理系统设置成处理控制棒驱动机构的位置信息；
所述信号处理系统包括：位置传感器、信号处理模块、控制器以及显示模块；
所述位置传感器设置在控制棒驱动机构上；
所述信号处理模块设置成接收所述位置传感器的信号，将所述位置传感器的信号转换并输出至所述控制器；所述控制器对所述信号进行处理并输出至所述显示模块，在所述显示模块显示控制棒驱动机构的位置信息；
其中，所述控制棒驱动机构的位置包括实时位置、终端位置和抓手位置。


2.根据权利要求1所述的信号处理系统，其中，
所述位置传感器包括第一传感器、第二传感器以及第三传感器；
所述信号处理模块接收所述第一传感器信号，并对第一传感器信号进行处理，经处理后的第一传感器信号输出至所述控制器，所述控制器将该信号进一步转换成控制棒驱动机构的实时位置信息。


3.根据权利要求2所述的信号处理系统，其中，所述第一传感器信号为角度信号。


4.根据权利要求2所述的信号处理系统，其中，
所述信号处理模块接收所述第二传感器信号，并对第二传感器信号进行处理，经处理后的第二传感器信号输出至所述控制器，所述控制器判断控制棒驱动机构是否移动到终端位置；
其中，所述终端位置包括控制棒驱动机构的驱动轴运动至行程的上终端、换料终端、备用下终端和下终端。


5.根据权利要求4所述的信号处理系统，其中，
所述第二传感器信号为电压信号；所述信号处理模块将所述电压信号与预定阈值进行比较：
当所述电压信号大于第一阈值时，所述控...

【专利技术属性】
技术研发人员：张媛媛，段天英，刘桂娟，刘勇，靳峰雷，冯伟伟，贾玉文，张玮瑛，崔晓涵，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11