基于磁致伸缩效应的反应堆冷却剂泵转速信号测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于光纤传感技术领域，具体涉及基于磁致伸缩效应的反应堆冷却剂泵转速信号测量装置，该测量装置包括反应堆冷却剂泵转轴、磁体、探针、光纤应变传感器、解调仪和上位机；磁体固定于反应堆冷却剂泵转轴上，光纤应变传感器固定于探针上，光纤应变传感器与解调仪连接，解调仪连接至上位机。本发明专利技术通过磁致伸缩效应设计的反应堆冷却剂泵转速测量方法，可以准确测量反应堆冷却剂泵在低转速下的转速；本发明专利技术采用光学传感器，其抗电磁干扰；本发明专利技术的传感器可实现小型化。传感器可实现小型化。传感器可实现小型化。

【技术实现步骤摘要】
基于磁致伸缩效应的反应堆冷却剂泵转速信号测量装置


[0001]本专利技术属于光纤传感
，具体涉及基于磁致伸缩效应的反应堆冷却剂泵转速信号测量装置。

技术介绍

[0002]上世纪70年代，损耗为20dB/km的光纤研制成功以来，光纤传感技术进入了新的飞速发展阶段。光纤传感器具有抗电磁干扰、耐化学腐蚀、耐高温高压等诸多优势，适用于传统电学传感器不能工作的环境。
[0003]在核电厂中，反应堆冷却剂泵是核电机组核能向电能转换的心脏，准确测量反应堆冷却剂泵转速极为重要。现有反应堆冷却剂泵的转速测量采用的是磁阻式转速测量原理。首先，这种方法的输出电压受转速影响较大，在低转速下信号弱，且易受干扰，这导致了该方法在低转速下精度较差甚至无法测量。其次，电学转速传感器易受电磁干扰的影响。
[0004]因此需要提供一种基于磁致伸缩效应的反应堆冷却剂泵转速信号测量装置，以解决现有技术存在的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于磁致伸缩效应的反应堆冷却剂泵转速信号测量装置，解决现有反应堆冷却剂泵转速测量在低转速下精度低，不耐电磁干扰等问题。
[0006]实现本专利技术目的的技术方案：
[0007]一种基于磁致伸缩效应的反应堆冷却剂泵转速信号测量装置，该测量装置包括反应堆冷却剂泵转轴、磁体、探针、光纤应变传感器、解调仪和上位机；
[0008]磁体固定于反应堆冷却剂泵转轴上，光纤应变传感器固定于探针上，光纤应变传感器与解调仪连接，解调仪连接至上位机。
>[0009]所述的磁体固定于反应堆冷却剂泵转轴上，随转轴一起旋转。解调仪探测光纤应变传感器的中心波长，并进行分析计算得到转速信息。
[0010]所述的探针采用磁致伸缩材料，长度能够伸长或缩短。
[0011]所述的探针采用压电陶瓷、镍基合金、铁基合金或者铁氧体材料。
[0012]所述的光纤应变传感器采用光纤珐珀应变传感器、光纤光栅应变传感器。
[0013]所述的光纤应变传感器通过激光焊接、应变胶水粘贴、陶瓷焊接等方式固定于探针上。
[0014]所述的解调仪采用光谱解调、相位解调方法。
[0015]本专利技术的有益技术效果在于：
[0016](1)本专利技术通过磁致伸缩效应设计的反应堆冷却剂泵转速测量方法，可以准确测量反应堆冷却剂泵在低转速下的转速；
[0017](2)本专利技术采用光学传感器，其抗电磁干扰；
[0018](3)本专利技术的传感器可实现小型化。
附图说明
[0019]图1为本专利技术所提供的一种基于磁致伸缩效应的反应堆冷却剂泵转速信号测量装置示意图；
[0020]图中：1
‑
反应堆冷却剂泵转轴；2
‑
磁体；3
‑
探针；4
‑
光纤应变传感器；5
‑
解调仪；6
‑
上位机。
具体实施方式
[0021]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术，下面将结合本专利技术实施例中的附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本专利技术实施例中的一部分，而不是全部。基于本专利技术记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本专利技术保护的范围内。
[0022]如图1所示，本专利技术所提供的一种基于磁致伸缩效应的反应堆冷却剂泵转速信号测量装置，该测量装置包括反应堆冷却剂泵转轴1、磁体2、探针3、光纤应变传感器4、解调仪5和上位机6；
[0023]磁体2固定于反应堆冷却剂泵转轴1上，光纤应变传感器4固定于探针3上，光纤应变传感器4与解调仪5连接，解调仪5连接至上位机6。
[0024]其工作原理为：磁体2固定于反应堆冷却剂泵转轴1上，随转轴一起旋转。另有一个磁致伸缩材料制作的探针3，当磁体2旋转至探针3位置时，在磁场的作用下，探针3会伸长或缩短。使用光纤应变传感器4检测探针3的变化，解调仪5对光纤应变传感器4的信号进行处理分析，转换为波长信息，再通过对波长变化信息进行分析，得到反应堆冷却剂泵转速信息。
[0025]以光纤布拉格光栅应变传感器为例进行说明：
[0026]磁体2固定于反应堆冷却剂泵转轴1上，随转轴一起旋转。探针3采用磁致伸缩材料制作。光纤布拉格光栅应变传感器(中心波长λB)通过激光焊接、应变胶水粘贴、陶瓷焊接等方式固定于探针3上，光纤应变传感器4连接至解调仪5。
[0027]当磁体2未作用于探针3上时，解调仪5探测到光纤应变传感器4的中心波长λB。
[0028]当磁体2磁场作用于探针3上时，由于磁致伸缩效应，探针3长度发生变化，光纤应变传感器4对其进行测量，其中心波长变为(λB+Δλ)。
[0029]解调仪5探测光纤应变传感器4的中心波长，并进行分析计算，通过对其中心波长变化频率的计算得到转速信息。
[0030]探针3采用磁致伸缩材料，例如压电陶瓷、镍基合金、铁基合金、铁氧体等材料，当固定于反应堆冷却剂泵转轴1上的磁体2产生的磁场作用于探针3上时，探针3的长度伸长或缩短。采用光纤应变传感器4测量探针3的伸缩，光纤应变传感器4采用光纤光栅应变传感器、光纤珐珀应变传感器等。其固定于探针3上，检测探针3的长度变化，通过对探针3变化频率的计算，得到反应堆冷却剂泵转速。
[0031]进一步地，所述探针3采用磁致伸缩材料，采用压电陶瓷、镍基合金、铁基合金、铁氧体等材料。
[0032]进一步地，所述光纤应变传感器4采用光纤珐珀应变传感器、光纤光栅应变传感器。
[0033]进一步地，所述光纤应变传感器4通过激光焊接、应变胶水粘贴、陶瓷焊接等方式固定于探针3上。
[0034]进一步地，所述解调仪5采用光谱解调、相位解调方法。
[0035]上面结合附图和实施例对本专利技术作了详细说明，但是本专利技术并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利技术宗旨的前提下作出各种变化。本专利技术中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁致伸缩效应的反应堆冷却剂泵转速信号测量装置，其特征在于：该测量装置包括反应堆冷却剂泵转轴(1)、磁体(2)、探针(3)、光纤应变传感器(4)、解调仪(5)和上位机(6)；磁体(2)固定于反应堆冷却剂泵转轴(1)上，光纤应变传感器(4)固定于探针(3)上，光纤应变传感器(4)与解调仪(5)连接，解调仪(5)连接至上位机(6)。2.根据权利要求1所述的一种基于磁致伸缩效应的反应堆冷却剂泵转速信号测量装置，其特征在于：所述的磁体(2)固定于反应堆冷却剂泵转轴(1)上，随转轴一起旋转。解调仪(5)探测光纤应变传感器(4)的中心波长，并进行分析计算得到转速信息。3.根据权利要求2所述的一种基于磁致伸缩效应的反应堆冷却剂泵转速信号测量装置，其特征在于：所述的探针(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：何正熙，李卓玥，朱加良，青先国，杨洪润，秦越，何鹏，吴茜，徐涛，朱毖微，徐思捷，李小芬，陈静，李红霞，邓志光，向美琼，吕鑫，王雪梅，杨洪，卢川，刘松亚，李鹏飞，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：