一种反应堆热工水力试验数据采集装置的原位校准系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种反应堆热工水力试验数据采集装置的原位校准系统，涉及设备计量校准技术领域，包括计量校准控制单元、网关(通信单元)、多功能标准源、可编程多路切换开关等；设计了用于放置校准用标准器及配套设备的计量柜，并确保柜内环境条件符合厂家关于数据采集模块正常工作的环境要求；本方案给出了基于示值误差比较法的现场数据采集模块校准方法和现场数据采集通道校准方法，软件设计考虑了多种部署方式，系统架构基于功能需求和数据需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种反应堆热工水力试验数据采集装置的原位校准系统


[0001]本专利技术涉及设备校准
，具体涉及一种反应堆热工水力试验数据采集装置的原位校准系统。

技术介绍

[0002]中国的反应堆热工水力试验研究在规模和技术手段等方面处于世界先进水平。试验中需要使用大量的数据采集模块，而且模块的生产厂家不同，技术指标不同，规格型号不同，配套软件不同。通常地，按照被测热工参量分为温度(热电偶\热电阻)模块、压力模块、流量模块等，按采集的电参量分为电流\电压\电阻模块，按输入输出电信号类型分为模拟量输入\输出模块，数字量输入输出模块。为保证试验数据准确可靠，按照质量管理程序的规定，需要对所有模块进行周期校准。
[0003]常态下，采集模块都安装在试验台架的测控柜内，现场热工参数由一次传感器测得，经采集模块调理传送至工控机。校准前，需要专人拆卸模块，并对所有现场信号线缆(即每个模块的输入输出线缆)进行逐一标记(以利于后期正确恢复)，运送至计量实验室；校准完成后再运回试验台架上进行安装调试，前后累计2—4周(包括出具校准证书)，经过几次拆装后，线缆磨损，走线凌乱，给后续的测试校准带来极大不便。这种周期长，耗损大、效率低、成本高的计量保证方式已不能适应日益高密度的现场试验需求。而且现场环境复杂，温湿度波动大、电磁干扰、振动等因素影响采集模块的技术指标，实验室校准不能真实反映采集模块在试验现场的工作状态，影响最终热工试验数据的准确可靠，还使得技术人员无法对测量结果的不确定性进行正确评估；只能评价单一模块的实验室性能指标，无法关注试验现场场景下整个测量链路的终端数据是否准确可靠、是否满足整体技术指标，而这一点正是试验研究团队日益关注并需要计量团队解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：传统采集模块的校验需要拆卸模块运送至计量实验室，测试校准带来极大不便，周期长，耗损大、效率低、成本高；本专利技术目的在于提供一种反应堆热工水力试验数据采集装置的原位校准系统，通过设计计量柜，配置多功能标准源、可编程多路切换开关、计量校准控制单元和通信单元的配合实现数据采集装置的原位校准，解决采集模块的现场原位校准问题，提质增效降。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]本方案提供一种反应堆热工水力试验数据采集装置的原位校准系统，包括设置在计量柜内的：
[0007]多功能标准源，用于输出标准电压、标准电流和标准电阻，模拟输出热电偶、热电阻测温信号；
[0008]可编程多路切换开关，用于实现原位校准系统与待校准数据采集装置之间的通道在线自动切换；
[0009]计量校准控制单元，用于根据待校准数据采集装置的需要运行校准软件，配置多功能标准源、可编程多路切换开关、通信单元和被校数据采集模块的设备及其参数，控制标准源输出标准信号至输入型数据采集模块，控制标准表测量输出型数据采集模块的输出信号；以实现待校准数据采集装置的原位校准；
[0010]通信单元，用于实现多功能标准源、可编程多路切换开关、计量校准控制单元和待校准装置之间的相互通信。
[0011]采用示值误差比较法，对单一采集模块的测量误差或对某一测量通道从输入到输出端的整体误差进行校准。
[0012]计量校准控制单元及网关实现对柜体内各设备的控制、通讯(包括协议转换)，与外部计量管理服务器、测控服务器的交互；多功能标准源用于输出标准电流、电压、电阻信号，并模拟输出标准温度信号；可编程多路切换开关用于校准中的通道自动转换。
[0013]进一步优化方案为，所述计量柜内环境条件符合数据采集模块正常工作的环境要求、国家规范JJF1048
‑
1995《数据采集系统校准规范》第6条及JJF1587
‑
2016《数字多用表校准规范》第6.1、6.2.7条有关温湿度等环境要求。
[0014]现场条件复杂，为保证标准器在现场的计量性能与实验室相同，将其放入计量标准柜内。机柜内置智能空调与数字式温湿度计，均与控制单元相连，根据实际测得的温湿度调控空调功率(使得机柜内温度范围15
‑
25℃，湿度范围40
‑
80％RH；设定温度后，调节到达设定值后，后续温度波动保证在
±
2℃/60min之内；空调外循环进风和出风口都在机柜侧面；数字式温湿度计测量范围：10～100％湿度和0～100℃温度；精度：温度精度不低于1℃，湿度精度不低于3％RH；温场的均匀性要求：不同测点温差≤3℃；具有MODBUS RTU通信接口和一路开关量输出；带显示，能设定温度和湿度，超出设定值时输出报警信号)。机柜做抗震、防振、抗电磁干扰处理。机柜顶部带4个吊环，底部安装可拆卸万向轮。
[0015]进一步优化方案为，还包括低电势连接器，所述低电势连接器包括第一连接件和第二连接件；低电势连接器(第一连接件和第二连接件即公母头插拔互换)可快速将采集模块从试验研究的测控模式切换至计量保障的校准模式，并针对待校准数据采集装置种类多样，规格各异，设计了专用校准接线盒，二者配合，实现现场原位校准。
[0016]通过第一连接件和第二连接件的插拔互换，对现场运行的待校准数据采集装置进行测控与校准的快速转换，实现待校准数据采集装置的原位校准。
[0017]进一步优化方案为，所述通信单元包括网关，所述网关用于实现对不同通讯协议之间的转换，使得各设备通信顺畅。
[0018]进一步优化方案为，所述多功能标准源包括标准电压源、标准电流源、标准表和标准电阻箱ZX54；所述标准电压源和标准电流源与计量校准控制单元进行直接通信。
[0019]改变标准源输出标准信号的接入端口，可实现单一设备性能校准与整体测量链路终端数据校准的柔性变换。
[0020]进一步优化方案为，还包括校准软件，用于在数据采集装置的校准过程中通过计量校准控制单元实现自动化控制及校准后数据处理；
[0021]所述自动化控制包括设备连接通讯、参数设置、校准流程执行和标准信号输出；
[0022]所述校准后数据处理包括：采集信号存储显示、结果处理、原始记录与证书报告即时出具。
[0023]反应堆热工水力试验数据采集装置的原位校准系统内部的设备之间互联互通、校准流程执行、原始记录调用、证书报告出具等功能在硬件接线的基础上由校准软件实现；
[0024]进一步优化方案为，所述校准软件包括视图层、控制层和模型层，将用户界面与业务逻辑分离，实现代码的可扩展性、可复用性、可维护性；通过对项目层级结构、软件系统接口、系统视图、系统数据表及脚本编写进行了约定，实现多种部署方式，可24小时不间断运行。
[0025]进一步优化方案为，所述校准软件为功能优先模式：在所有通道均完成对待校准数据采集装置的一项功能校准后，切换下一项功能校准；所述功能校准包括行电压校准、电流校准和电阻校准。
[0026]进一步优化方案为，所述校准软件为通道优先模式：
[0027]在各通道下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反应堆热工水力试验数据采集装置的原位校准系统，其特征在于，包括设置在计量柜内的：多功能标准源，用于输出标准电压、标准电流和标准电阻，模拟输出热电偶、热电阻测温信号；可编程多路切换开关，用于实现原位校准系统与待校准数据采集装置之间的通道在线自动切换；计量校准控制单元，用于根据待校准数据采集装置的需要，运行校准软件，配置多功能标准源、可编程多路切换开关、通信单元、被校数据采集模块的设备及其参数，以实现校准数据采集装置的原位校准；通信单元，用于实现多功能标准源、可编程多路切换开关、计量校准控制单元和待校准装置之间的相互通信。2.根据权利要求1所述的一种反应堆热工水力试验数据采集装置的原位校准系统，其特征在于，所述计量柜内环境条件符合数据采集装置校准的要求。3.根据权利要求2所述的一种反应堆热工水力试验数据采集装置的原位校准系统，其特征在于，所述计量柜内设置智能空调和数字式温湿度计，所述智能空调用于确保计量柜内温度达到15
‑
25℃，湿度达到40
‑
80％RH；所述温湿度调控空调的外循环进风和出风口都设置在计量柜侧面。4.根据权利要求1所述的一种反应堆热工水力试验数据采集装置的原位校准系统，其特征在于，还包括低电势连接器，所述低电势连接器包括第一连接件和第二连接件；通过第一连接件和第二连接件的插拔互换，对现场运行的待校准数据采集装置进行测控与校准的快速转换，实现待校准数据采集装置的原位校准。5.根据权利要求1所述的一种反...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢延浩，胡润勇，闫晓，徐建军，尹小龙，龚建军，向友洪，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：