核电站安全壳穹顶裂缝无线自动监测方法及装置的制造方法_3

文档序号:9504506阅读:来源:国知局
求在433Mhz频率上一百米的衰减不大于15dB。电缆总长度大约25米,将穹顶中心最高点与女儿墙之间建立起信号链路,在整个装置中起到了关键作用。
[0036]女儿墙的结构是厚30厘米的预制混凝土,经测试,无论是哪个频段的无线电信号,在20dbm的功率的时候,在穿过女儿墙达到地面后,都没有足够的强度被地面的接收装置接收。因此发射天线27必须安置在女儿墙外,以保证与地面的数据处理模块通视。
[0037]接收天线25放置于穹顶中心的护栏上,这样即可保证接收到来自安置在穹顶任意位置的无线传感器节点发出的无线信号;具体实施时,第二无线传输模块22、第三无线传输模块23以及微控制器模块21和第二电源24可集成为中继模块的主机42,放置在女儿墙附近,方便连接发射天线27即可。
[0038]经过以上细致的设计,接收天线25接收来自各个无线传感器节点41的第一无线传输模块12所发出信号,经过高频电缆传输到女儿墙附近的第二无线传输模块22,第二无线传输模块22将其中的数据解调后传输到第二微控制器模块21,第二微控制器模块21在延迟50ms后,将解码后的数据送至第三无线传输模块23,第三无线传输模块23将数据进行调制后,通过发射天线27将数据转发出去。具体实施时,第二无线传输模块22、第三无线传输模块23采用一致的设备,如果配置适当的收发切换装置,可以用一个无线传输模块实现,但是由于切换需要时间,会影响转发效率,降低可靠性,因此本装置中使用两个无线传输模块分工实现。发射天线27位于女儿墙外,可以与位于地面的数据处理模块的第四无线传输模块31通视,距离在100米以内,在数据处理模块一端,有足够的信号强度保证接收。
[0039]可以看出,为了实现可靠的数据传输,在本装置中的中继结合了有线传输与无线传输技术,将两种传输途径互相配合,才可以解决穹顶的数据收集以及从穹顶到地面的数据传送。
[0040]具体实施时,第二微控制器模块21也可采用MCU芯片Si8051,第二电源24同样可采用锂聚合物电池,经计算和实测,12WH的电池包可以连续工作2个月。
[0041]参见图3,数据处理模块包括第四无线传输模块31和终端设备32。第四无线传输模块31必须放置在与中继模块的发射天线27通视的位置,以保证可以可靠接收中继模块转发过来的信号,在接收到一个完整的测量数据后,第四无线传输模块31将数据通过数据电缆(USB)传递给终端设备32,具体实施时,终端设备32可利用电脑终端或其他智能终端,例如便于携带的平板电脑,本领域技术人员可预先在终端设备32上设置相应数据处理软件,然后由电脑运行数据处理软件进行数据处理和存储。
[0042]数据处理模块位于地面,一般有稳定的交流电供应。第二无线传输模块22、第三无线传输模块23和第四无线传输模块31也可采用Si4432芯片,但不需要采用按需突发发射形式进行工作,平时处于微功耗接收状态,在收到第一无线传感模块12发出的数据后相应进入正常运行模式即可。
[0043]至此构成一个完整的数据采集、发送、转发、接收、处理的过程。
[0044]由于无线传播始终是一个不可靠的系统,传播过程中难免会受到干扰等因素导致个别数据丢失,为保证数据完整性,在每个传感器节点上都存有测量数据的备份,以便在发生无线数据传输丢包的时候,可以通过数据线将数据取出。
[0045]参见图4,安全壳结构的穹顶部分记为C,筒壁部分记为A,外圈的女儿墙记为B。本发明实施例的整体安装实现如下:
选择地面工作点,安装数据处理模块,将无线传输天线31安装在室外可以与安全壳女儿墙任意一个部分通视的位置; 将各无线传感器节点41安装在需要监测的裂缝附近;
将中继模块的接收天线25固定在穹顶中心护栏上;
将中继器模块的主机42和发射天线27固定在女儿墙外,与数据处理模块的无线传输天线31通视;
用高频传输电缆26将中继模块的接收天线25和中继模块的主机42连接。
[0046]具体实施时,相应核电站安全壳穹顶裂缝无线自动监测方法可为:
设置若干无线传感器节点、中继模块和数据处理模块,
将各无线传感器节点布设于穹顶的裂缝处,每个无线传感器节点包括位移传感器15、第一微控制器模块11、存储器13和第一无线传输模块12,位移传感器15、存储器13和第一无线传输模块12分别与第一微控制器模块11连接,
通过位移传感器15测量裂缝的状况,采集的测量数据输入第一微控制器模块11 ;
通过第一微控制器模块11控制整个无线传感器节点的运行,包括将位移传感器15采集的测量数据分别输出到存储器13和第一无线传输模块12 ;
通过存储器13存储本节点中位移传感器15采集的测量数据,防止无线传输失败;
通过第一无线传输模块12无线发射本节点中位移传感器15采集的测量数据;
中继模块包括接收天线25、高频传输电缆26、第二微控制器模块21、第二无线传输模块22、第三无线传输模块23和发射天线27,第二无线传输模块22和第三无线传输模块23分别与第二微控制器模块21连接,接收天线25通过高频传输电缆26与第二无线传输模块22连接,发射天线27和第三无线传输模块23连接;
将接收天线25放置于穹顶中间的护栏上,接收所有无线传感器节点采集的测量数据;通过高频传输电缆26在穹顶中间与女儿墙之间建立起信号链路,将接收天线25接收的测量数据传输到第二无线传输模块22 ;
通过第二无线传输模块22解调测量数据并输入第二微控制器模块21 ;
通过第二微控制器模块21控制整个中继模块的运行,包括将测量数据解码后输出到第三无线传输模块23 ;
通过第三无线传输模块23对第二微控制器模块21解码后的测量数据进行调制,并发送到发射天线27 ;
将发射天线27安置在女儿墙外,根据第三无线传输模块23的调制结果转发测量数据;
数据处理模块包括第四无线传输模块31和终端设备32,第四无线传输模块31和终端设备32通过数据电缆连接,
将第四无线传输模块31放置在能够与中继模块的发射天线27通视的位置,接收发射天线27转发的测量数据,并发送到终端设备32 ;
通过终端设备32对收到的测量数据进行处理及存储。
[0047]本发明提供了本领域技术人员能够实现的技术方案。以上实施例仅供说明本发明之用,而非对本发明的限制,有关技术领域的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变换或变型,因此所有等同的技术方案,都落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种核电站安全壳穹顶裂缝无线自动监测方法,所述核电站安全壳包括穹顶部分和筒壁部分,穹顶外圈有一圈女儿墙,在穹顶中间设有避雷针,避雷针周围有护栏,其特征在于:设置若干无线传感器节点、中继模块和数据处理模块, 将各无线传感器节点布设于穹顶的裂缝处,每个无线传感器节点包括位移传感器(15)、第一微控制器模块(11)、存储器(13)和第一无线传输模块(12),位移传感器(15)、存储器(13)和第一无线传输模块(12)分别与第一微控制器模块(11)连接, 通过位移传感器(15)测量裂缝的状况,采集的测量数据输入第一微控制器模块(11); 通过第一微控制器模块(11)控制整个无线传感器节点的运行,包
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