【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核反应堆测量，具体涉及一种反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统及方法。
技术介绍
1、棒位信号反映的是核反应堆内控制棒的真实位置信息，对反应堆的安全运行起着重要作用。基于磁致伸缩原理的棒位信号为豪伏级的弱电压信号，受核反应堆高温高压强辐照使用环境的限制，处理磁致伸缩棒位信号的电子电路无法在棒位探测器内部或附近位置就地进行信号处理，需要进行长距离传输后再进行处理，存在信号衰减、易受干扰、显示不稳、传输距离受限等问题，无法满足核反应堆使用要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统及方法，可直接在核反应堆高温高压强辐照环境下工作，解决现有磁致伸缩棒位信号易受干扰、显示不稳、传输距离受限、无法满足核反应堆使用等问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统，包括：
4、磁致伸缩棒位探测器，用于接收起始脉冲信号，并磁化产生旋转磁场与所述磁致伸缩棒位探测器的永磁场发生磁致伸缩，生成扭转应力波以回波信号传导至所述棒位变送器；
5、棒位变送器，与所述磁致伸缩棒位探测器连接，用于发出起始脉冲信号以及将采集回波信号，并根据发出的起始脉冲信号以及采集的回波信号的时间差确定棒位数字信息；
6、棒位信息显示设备，与所述棒位变送器连接，用于根据确定的棒位数字信息显示棒位位置信息。
7、进一步地，在所述的反应堆长距离磁致伸缩
8、所述电子仓设置在所述探测杆顶部，所述磁环设置在所述承压管上。
9、进一步地，在所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统中，所述磁环通过丝杠设置在所述承压管上，且所述磁环同所述丝杠沿所述承压管轴向做往复运动。
10、进一步地，在所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统中，所述磁致伸缩棒位探测器与所述棒位变送器之间，所述棒位变送器与所述棒位信息显示设备之间均设置有电气贯穿件。
11、进一步地，在所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统中，所述棒位变送器包括：
12、激励脉冲信号生成电路，用于产生电流脉冲，并将产生的电流脉冲传送给所述磁致伸缩棒位探测器；
13、回波信号放大采集电路，用于接收并放大所述磁致伸缩棒位探测器产生的弹性机械回波信号，将回波信号放大后送入微处理器；
14、微处理器，用于根据回波和反射波时间计算出磁环实际移动的位置，并输出与磁环位置相对应的棒位数字信号；
15、棒位标准信号转换电路，用于将所述微处理器输出的棒位数字信号转换为标准电流信号进行传输；
16、电源电路，用于供电；
17、所述微处理器电路分别与所述激励脉冲信号生成电路、所述回波信号放大采集电路和所述棒位标准信号转换电路连接；所述激励脉冲信号生成电路和所述回波信号放大采集电路并联在所述磁致伸缩棒位探测器上。
18、进一步地，在所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统中，所述棒位变送器与所述磁致伸缩棒位探测器的信号传输电缆采用多芯同轴电缆连接；
19、所述多芯同轴电缆包括：多根内导体，在多根内导体外由内向外依次设有成缆包带、护套层、外导体和金属编制铠装层；
20、任一所述内导体由内向外依次包括导体、绝缘层和屏蔽层。
21、本专利技术还提供一种反应堆长距离磁致伸缩棒位测量方法，基于上述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统，包括：
22、由棒位变送器发出起始脉冲信号输入到磁致伸缩棒位探测器；
23、接收起始脉冲信号的磁致伸缩棒位探测器发出回波信号，输入到棒位变送器；
24、棒位变送器基于发出的起始脉冲信号和采集的回波信号的时间差确定棒位数字信息；
25、将确定的棒位数字信息输入到棒位信息显示设备并显示棒位位置信息。
26、进一步地，在所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量方法中，接收起始脉冲信号的磁致伸缩棒位探测器发出回波信号，输入到棒位变送器，包括：
27、磁致伸缩棒位探测器接收起始脉冲信号，并磁化产生旋转磁场与所述磁致伸缩棒位探测器的永磁场发生磁致伸缩，生成扭转应力波以回波信号传导至所述棒位变送器。
28、进一步地，在所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量方法中，棒位变送器基于发出的起始脉冲信号和采集的回波信号的时间差确定棒位数字信息，包括：
29、产生电流脉冲并将产生的电流脉冲传送给所述磁致伸缩棒位探测器；
30、接收并放大所述磁致伸缩棒位探测器产生的弹性机械回波信号；
31、根据回波和反射波时间计算出磁环实际移动的位置，并输出对应的棒位数字信号；
32、将棒位数字信号转换为标准电流信号进行传输。
33、进一步地，在所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量方法中，所述测量方法还包括：重复测量步骤，获得多组不用位置的棒位信息。
34、本专利技术具有以下有益效果：
35、1、本专利技术提供的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统采用分体式结构设计，即磁致伸缩棒位探测器、棒位变送器、棒位信息显示设备各自独立设计、分开布置，设备之间采用电缆和电气贯穿件进行互连，解决了基于磁致伸缩原理的棒位测量系统受核反应堆高温高压强辐照使用环境的限制，处理磁致伸缩棒位信号的电子电路无法满足高温强辐照使用需求，不能在探测器内部或附近位置就地进行信号处理，需要在恶劣环境中进行长距离传输后再进行处理的技术问题。
36、2、本专利技术采用分体式长距离磁致伸缩棒位测量系统使控制器远离反应堆，有效保证了控制器的安全性和可维修性，并通过高温和强辐照的综合试验研究及验证，确保了磁致伸缩核心功能材料满足棒位探测器在堆舱内的使用环境需求。
37、3、本专利技术提供的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统，采用全数字化的棒位变送器采用信号生成、信号放大、数字滤波与数字处理电路集成设计，将磁致伸缩棒位豪伏级弱电压信号转换为标准电流信号(4ma～20ma)进行传输，增强了磁致伸缩棒位信号幅值及抗干扰能力，大幅延长了磁致伸缩棒位信号的传输距离。
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1.一种反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统，其特征在于，所述磁致伸缩棒位探测器包括：电子仓、探测杆和磁环，所述探测杆外套设有承压管，在所述承压管内布置有波导丝；
3.根据权利要求2所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统，其特征在于，所述磁环通过丝杠设置在所述承压管上，且所述磁环同所述丝杠沿所述承压管轴向做往复运动。
4.根据权利要求1所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统，其特征在于，所述磁致伸缩棒位探测器与所述棒位变送器之间，所述棒位变送器与所述棒位信息显示设备之间均设置有电气贯穿件。
5.根据权利要求1所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统，其特征在于，所述棒位变送器包括：
6.根据权利要求1所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统，其特征在于，所述棒位变送器与所述磁致伸缩棒位探测器的信号传输电缆采用多芯同轴电缆连接；
7.一种反应堆长距离磁致伸缩棒位测量方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系
8.根据权利要求7所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量方法，其特征在于，接收起始脉冲信号的磁致伸缩棒位探测器发出回波信号，输入到棒位变送器，包括：
9.根据权利要求7所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量方法，其特征在于，棒位变送器基于发出的起始脉冲信号和采集的回波信号的时间差确定棒位数字信息，包括：
10.根据权利要求7所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括：重复测量步骤，获得多组不用位置的棒位信息。
...【技术特征摘要】
1.一种反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统，其特征在于，所述磁致伸缩棒位探测器包括：电子仓、探测杆和磁环，所述探测杆外套设有承压管，在所述承压管内布置有波导丝；
3.根据权利要求2所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统，其特征在于，所述磁环通过丝杠设置在所述承压管上，且所述磁环同所述丝杠沿所述承压管轴向做往复运动。
4.根据权利要求1所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统，其特征在于，所述磁致伸缩棒位探测器与所述棒位变送器之间，所述棒位变送器与所述棒位信息显示设备之间均设置有电气贯穿件。
5.根据权利要求1所述的反应堆长距离磁致伸缩棒位测量系统，其特征在于，所述棒位变送器包括：
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晨，孙鸿成，王劲松，陈美远，邓强，余海涛，彭仁勇，王昭苏，刘堂胜，董化平，刘依依，张建建，王金鑫，罗雍溢，王明星，王雪梅，尤恺，孙琦，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：
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