互耦型过球检测传感器及其检测方法技术

本发明专利技术公开了一种互耦型过球检测传感器及其检测方法，该互耦型过球检测传感器包括：第一磁芯定位装置、第一磁芯、第二磁芯、第一检测线圈、第二检测线圈、第三磁芯、第四磁芯、第三检测线圈、第四检测线圈和控制器，其中，第一磁芯和第二磁可拆卸的相互耦合设置，第三磁芯和第四磁芯可拆卸的相互耦合设置，第一检测线圈绕制在第一磁芯上，第二检测线圈绕制在第二磁芯和过球管道上，第三检测线圈绕制在第三磁芯上，第四检测线圈绕制在第四磁芯和过球管道上，控制器在第一检测线圈和第三检测线圈分别接入电桥的相邻两个桥臂之后，获取过球信号。本发明专利技术实施例的互耦型过球检测传感器，具有安装时不破坏管道、线圈制作简单，参数一致性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
互耦型过球检测传感器及其检测方法
本专利技术涉及检测设备
，特别涉及一种互耦型过球检测传感器及其检测方法。
技术介绍
目前，球床式高温气冷核反应堆由于具有固有安全性、能够在不停堆的情况下完成燃料装卸等优点，受到了许多国家的高度重视。过球计数器的功能是对球床式高温气冷堆核电站石墨基体燃料球的检测和计数。准确检测和记录石墨基体燃料球的装卸数量，有助于计算堆芯核燃料的剩余情况，从而判断是否继续向堆芯中加入新的燃料球以及加入的数量。所以过球计数器的准确计数是球床式高温气冷反应堆能够正常运行的重要保障。当前过球计数器采用的传感器大多为半圆包覆式线圈或内装式环形线圈。其中，内装式环形线圈在安装时需要破坏管道，如果在使用中出现问题需要破坏管道再进行维修或更换，增加施工的难度和时间；半圆包覆式传感器的检测线圈制作工艺复杂，制作出来的检测线圈参数的一致性难于保证，造成过球传感器调试困难，并且传感器的一致性难以保证传感器更换后需要重新调试检测装置，给使用带来不便。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种互耦型过球检测传感器，具有安装时不破坏管道、线圈制作简单，参数一致性好等优点，可以有效检测过球管道中的石墨基体燃料球，且检测准确率高。本专利技术的第二个目的在于提出一种互耦型过球检测传感器的检测方法。为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种互耦型过球检测传感器，包括：第一磁芯定位装置，所述第一磁芯定位装置设置在过球管道的外壁上；第一磁芯和第二磁芯，所述第一磁芯和所述第二磁可拆卸的相互耦合设置，其中，所述第二磁芯通过第一磁芯定位装置设置在所述过球管道的外壁上；第一检测线圈和第二检测线圈，所述第一检测线圈绕制在所述第一磁芯上，所述第二检测线圈绕制在所述第二磁芯和所述过球管道上；第三磁芯和第四磁芯，所述第三磁芯和所述第四磁芯可拆卸的相互耦合设置，其中，所述第四磁芯通过第一磁芯定位装置设置在所述过球管道的外壁上；第三检测线圈和第四检测线圈，所述第三检测线圈绕制在所述第三磁芯上，所述第四检测线圈绕制在所述第四磁芯和过球管道上；控制器，用于在所述第一检测线圈和所述第三检测线圈分别接入电桥的相邻两个桥臂之后，采用正弦交流信号分别对所述第一检测线圈和所述第三检测线圈进行激励，使得当有石墨基体燃料球依次经过所述第二检测线圈和所述第四检测线圈时，所述第一检测线圈和所述第三检测线圈的阻抗产生变化，并通过所述电桥将阻抗的变化值转换为电压的变化值，提取得到过球信号。本专利技术实施例的互耦型过球检测传感器，通过控制器在第一检测线圈和第三检测线圈分别接入电桥的相邻两个桥臂之后，采用正弦交流信号分别对第一检测线圈和第三检测线圈进行激励，使得当有石墨基体燃料球依次经过第二检测线圈和第四检测线圈时，第一检测线圈和第三检测线圈的阻抗产生变化，并通过电桥将阻抗的变化值转换为电压的变化值，提取得到过球信号。由此，具有安装时不破坏管道、线圈制作简单，参数一致性好等优点，可以有效检测过球管道中的石墨基体燃料球，且检测准确率高。另外，根据本专利技术上述实施例提出的互耦型过球检测传感器还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一个实施例中，上述互耦型过球检测传感器还包括：基准定位装置，所述基准定位装置设置在所述过球管道的外壁上，其中，所述第一磁芯定位装置与所述基准定位装置相互垂直设置；绕线定位装置，所述绕线定位装置设置在所述过球管道的外壁上，且与所述基准定位装置相互垂直设置，其中，所述绕线定位装置上设有定位线槽，用于固定第二检测线圈和第四检测线圈。在本专利技术的一个实施例中，上述互耦型过球检测传感器还包括：屏蔽外壳，所述第一磁芯定位装置、所述第一磁芯、所述第二磁芯、所述第一检测线圈、所述第二检测线圈、所述第三磁芯、所述第四磁芯、所述第三检测线圈、所述第四检测线圈和所述绕线定位装置均设置在所述屏蔽外壳内。在本专利技术的一个实施例中，上述互耦型过球检测传感器还包括：第二磁芯定位装置，所述第二磁芯定位装置设置在所述屏蔽外壳内，所述第二磁芯定位装置用于固定所述第一磁芯和所述第三磁芯。在本专利技术的一个实施例中，所述第二检测线圈和所述第四检测线圈的间距为所述石墨基体燃料球的半径。在本专利技术的一个实施例中，所述第一检测线圈和所述第三检测线圈的线圈砸数为N，所述第二检测线圈和所述第四检测线圈的线圈匝数为1，其中，N为正整数。在本专利技术的一个实施例中，所述控制器包括：处理电路，用于对电信号进行差动放大、带通滤波、相敏检波、低通滤波和可调增益放大处理，得到所述过球信号。为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种互耦型过球检测传感器的检测方法，包括以下步骤：获取石墨基体燃料球依次经过所述第二检测线圈和所述第四检测线圈时的电信号；对所述电信号进行处理，获得过球信号；通过所述过球信号判断所述石墨基体燃料球的卸载数量。根据本专利技术实施例的互耦型过球检测传感器的检测方法，首先获取石墨基体燃料球依次经过第二检测线圈和第四检测线圈时的电信号，然后对电信号进行处理，获得过球信号，最后通过过球信号判断石墨基体燃料球的卸载数量。由此，可以有效检测过球管道中的石墨基体燃料球，且检测准确率高。另外，根据本专利技术上述实施例提出的互耦型过球检测传感器的检测方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一个实施例中，所述第二检测线圈和所述第四检测线圈的间距为所述石墨基体燃料球的半径。在本专利技术的一个实施例中，所述对所述电信号进行处理，获得过球信号，包括：对所述电信号进行差动放大、带通滤波、相敏检波、低通滤波和可调增益放大处理，得到所述过球信号。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的互耦型过球检测传感器的结构示意图；图2是根据本专利技术另一个实施例的互耦型过球检测传感器的结构示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的互耦型过球检测传感器的部分结构示意图；图4是根据本专利技术另一个实施例的互耦型过球检测传感器的部分结构示意图；图5是根据本专利技术具体实施例的电桥电路示意图；图6是根据本专利技术具体实施例的过球信息处理电路功能框图；以及图7是根据本专利技术一个实施例的互耦型过球检测传感器的检测方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面结合附图来描述本专利技术实施例的互耦型过球检测传感器和互耦型过球检测传感器的检测方法。图1是根据本专利技术一个实施例的互耦型过球检测传感器的示意图。如图1所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种互耦型过球检测传感器，其特征在于，包括：/n第一磁芯定位装置，所述第一磁芯定位装置设置在过球管道的外壁上；/n第一磁芯和第二磁芯，所述第一磁芯和所述第二磁可拆卸的相互耦合设置，其中，所述第二磁芯通过第一磁芯定位装置设置在所述过球管道的外壁上；/n第一检测线圈和第二检测线圈，所述第一检测线圈绕制在所述第一磁芯上，所述第二检测线圈绕制在所述第二磁芯和所述过球管道上；/n第三磁芯和第四磁芯，所述第三磁芯和所述第四磁芯可拆卸的相互耦合设置，其中，所述第四磁芯通过第一磁芯定位装置设置在所述过球管道的外壁上；/n第三检测线圈和第四检测线圈，所述第三检测线圈绕制在所述第三磁芯上，所述第四检测线圈绕制在所述第四磁芯和过球管道上；/n控制器，用于在所述第一检测线圈和所述第三检测线圈分别接入电桥的相邻两个桥臂之后，采用正弦交流信号分别对所述第一检测线圈和所述第三检测线圈进行激励，使得当有石墨基体燃料球依次经过所述第二检测线圈和所述第四检测线圈时，所述第一检测线圈和所述第三检测线圈的阻抗产生变化，并通过所述电桥将阻抗的变化值转换为电压的变化值，提取得到过球信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种互耦型过球检测传感器，其特征在于，包括：
第一磁芯定位装置，所述第一磁芯定位装置设置在过球管道的外壁上；
第一磁芯和第二磁芯，所述第一磁芯和所述第二磁可拆卸的相互耦合设置，其中，所述第二磁芯通过第一磁芯定位装置设置在所述过球管道的外壁上；
第一检测线圈和第二检测线圈，所述第一检测线圈绕制在所述第一磁芯上，所述第二检测线圈绕制在所述第二磁芯和所述过球管道上；
第三磁芯和第四磁芯，所述第三磁芯和所述第四磁芯可拆卸的相互耦合设置，其中，所述第四磁芯通过第一磁芯定位装置设置在所述过球管道的外壁上；
第三检测线圈和第四检测线圈，所述第三检测线圈绕制在所述第三磁芯上，所述第四检测线圈绕制在所述第四磁芯和过球管道上；
控制器，用于在所述第一检测线圈和所述第三检测线圈分别接入电桥的相邻两个桥臂之后，采用正弦交流信号分别对所述第一检测线圈和所述第三检测线圈进行激励，使得当有石墨基体燃料球依次经过所述第二检测线圈和所述第四检测线圈时，所述第一检测线圈和所述第三检测线圈的阻抗产生变化，并通过所述电桥将阻抗的变化值转换为电压的变化值，提取得到过球信号。


2.根据权利要求1所述的互耦型过球检测传感器，其特征在于，还包括：
基准定位装置，所述基准定位装置设置在所述过球管道的外壁上，其中，所述第一磁芯定位装置与所述基准定位装置相互垂直设置；
绕线定位装置，所述绕线定位装置设置在所述过球管道的外壁上，且与所述基准定位装置相互垂直设置，其中，所述绕线定位装置上设有定位线槽，用于固定第二检测线圈和第四检测线圈。


3.根据权利要求2所述的互耦型过球检测传感器，其特征在于，还包括：
屏蔽外壳，所述第一磁芯定位装置、所述第一磁芯、所述第二磁芯、所述第一检测线圈、所述第二检测线圈、所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩赞东，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11