一种电流型探测器模拟体的制作方法

本实用新型属于电流型探测器故障诊断领域，具体涉及一种电流型探测器模拟体。
背景技术：
：电流型探测器广泛应用于国内外核电站的在线排放活度、区域剂量率监测，测量量程为：10-13A-10-7A。电流型探测器设计成电离室探测器和就地处理箱分离安装的方式，两者间直接通过高绝缘性能的电缆进行传输，仪表测量范围较宽，信号传输距离较长。目前电流型探测器运行期间发生过故障情况，而市场上无专用工具可测试该类仪表就地处理箱的显示以及报警功能，对该类仪表故障定位带来困难。在核电机组大修时，因为缺少合适工具，在做仪表显示功能、报警功能测试时，只能通过软件模拟的方法进行，无法做到对就地处理箱所有部件的完全覆盖。技术实现要素：本实用新型的目的是研制一套宽量程电流模拟电路装置，用于模拟事故后电流型电离室探测器的工作原理和各类故障。本实用新型所采用的技术方案是，一种电流型探测器模拟体，包括稳压电源电路、电源基准电路、电压基准调节电路、四量程继电器切换电路、量程换挡电路和信号输出部分，其中稳压电源电路与电源基准电路、四量程继电器切换电路和电压基准调节电路均电连接，电源基准电路、电压基准调节电路、量程换挡电路和信号输出部分依次按顺序电连接，四量程继电器切换电路单独和量程换挡电路电连接。稳压电源电路设置有保护电路和稳定电路，稳压电源电路提供稳定的10mV-10V的直流电压。稳压电源电路包括电源输入接线端子J1、二极管D1、瞬变抑制二极管D2、电源U4、开关S1、电解电容C1和电容C2。其中电源U4是锂电池。外部电源正极接电源输入接线端子J1的3脚，外部电源的负极接电源输入接线端子J1的1脚，电源输入接线端子J1的1脚接地；二极管D1正极接电源输入接线端子J1的3脚，负极接瞬变抑制二极管D2、电源U4、开关S1的一端，防止电流反向灌入外部电源；瞬变抑制二极管D2并联进电源输入，一端接二极管D1负极，另一端接电源输入接线端子J1的1脚，提供过压保护；电源U4并联进电源输入，电源U4的正极接二极管D1负极，电源U4负极接电源输入接线端子J1的1脚，提供额外电源输入；开关S1串联进电源正输入中，开关S1进端接二极管D1负极，开关S1出端接电解电容C1正极，起开关电源作用；电解电容C1和电容C2并联进电源输入；电解电容C1正极接开关S1一端，电解电容C1的负极接电源输入接线端子J1的1脚；电容C2的一端接开关S1出端，电容C2的另一端接电源输入接线端子J1的1脚，实现稳压滤波。稳压电源电路实现+12V直流输出。电源基准电路包括三端稳压器U1、电源输出接线端子J3、四个电容C3、C4、C5和C6。其中C3和C6是电解电容。三端稳压器U1的3脚Vin接稳压电源电路中的开关S1出端；三端稳压器U1的1脚GND接电源输出接线端子J3的2脚和3脚并共地；三端稳压器U1的2脚Vout接电源输出接线端子J3的1脚，输出+5V；电容C3的正极接三端稳压器U1的3脚Vin，电容C3的负极接三端稳压器U1的1脚GND；电容C4一端接三端稳压器U1的3脚Vin，电容C4的另一端接三端稳压器U1的1脚GND；电容C5的一端接三端稳压器U1的2脚Vout，电容C5的另一端接三端稳压器U1的1脚GND；电容C6的正极接三端稳压器U1的2脚Vout，电容C6的负极接三端稳压器U1的1脚GND，实现稳压滤波。电源基准电路实现+12V转+5V直流输出。三端稳压器U1可有效降低+12V输入电源的纹波。电压基准调节电路包括三端稳压器U2、电位器VR5和四个电容C7、C8、C9、C10，其中C7和C10是电解电容。优选地，电位器VR5是高阻值高精度10圈可调电位器，最大电阻为10kΩ，可在量级范围内连续微调输出电流。三端稳压器U2将输入电压+12V降低至+10V输出。其中，三端稳压器U2的3脚Vin接稳压电源电路中的开关S1的出端；三端稳压器U2的1脚GND接地；三端稳压器U2的2脚Vout接电位器VR5固定端的进端，输出+10V；电解电容C7的正极接三端稳压器U2的3脚Vin，电解电容C7的负极接三端稳压器U2的1脚GND；电容C8的一端接三端稳压器U2的3脚Vin，电容C8的另一端接三端稳压器U2的1脚GND；电容C9的一端接三端稳压器U2的2脚Vout，另一端接三端稳压器U2的1脚GND；电容C10的正极接三端稳压器U2的2脚Vout，负极接三端稳压器U2的1脚GND，实现稳压滤波；电位器VR5固定端的一端接三端稳压器U2的2脚Vout，固定端的另一端接三端稳压器U2的1脚GND。四量程继电器切换电路包括运算放大器U3、电解电容C12和电容C13。其中运算放大器U3的7脚接稳压电源电路中的开关S1的出端；运算放大器U3的3脚接电压基准调节电路中的电位器VR5的可调端；运算放大器U3的4脚接地；运算放大器U3的2脚与6脚相连后接入电源基准电路中的接线端子J3的4脚；电解电容C12的正极接运算放大器U3的7脚，电解电容C12的负极接地；电容C13的一端接运算放大器U3的7脚，电容C13的另一端与电解电容C12的负极共地，实现稳压滤波。量程换挡电路包括4个电阻和舌簧管继电器S2。电阻R1、R2、R3、R4的一端接电位器VR5的可调端；电阻R1、R2、R3、R4的另一端接舌簧管继电器S2的入端。通过R1-R4的不同配比，实现量程的自动切换功能。优选地，量程换挡电路中的四个电阻均为高阻，阻值误差小于1％。电阻R1的电阻值为10TΩ,电阻R2的电阻值为100GΩ，电阻R3的电阻值为1GΩ，电阻R4的电阻值为10MΩ。舌簧管继电器S2的电阻在1013Ω以上。信号输出部分包括电源输出接线端子J2。量程换挡电路的舌簧管继电器S2的出端接电源输出接线端子J2，实现可调微电流输出。信号输出部分的接口设有HN-RADIL型号和标准Q9型号的接口。本实用新型提供的电流型探测器模拟体有以下技术效果：1)可连续模拟电流信号至皮安级；2)设置有专用的信号输出接头，可以匹配核电现场使用的二次仪表；3)可作为专用工具应用于核电现场的检修工作，现场仪表故障时，通过该仿真装置，可快速定位故障位置；4)可应用于辐射仪表培训实体中，模拟电流型电离室探测器的各类故障，用于辐射仪表的培训和教学工作，降低培训成本。附图说明图1是电流型探测器模拟体的电路图；图2是电流型探测器模拟体的结构原理图；图3是电源基准电路图；图4是电压基准电路图；图5是四量程继电器切换电路图；图6是量程换挡电路。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细说明：如图1和图2所示，一种电流型探测器模拟体，包括稳压电源电路、电源基准电路、电压基准调节电路、四量程继电器切换电路、量程换挡电路和信号输出部分，其中稳压电源电路与电源基准电路、四量程继电器切换电路和电压基准调节电路均电连接，电源基准电路、电压基准调节电路、量程换挡电路和信号输出部分依次按顺序电连接，四量程继电器切换电路单独和量程换挡电路电连接。稳压电源电路设置有保护电路和稳定电路，稳压电源电路提供稳定的10mV-10V的直流电压。如图1所示，稳压电源电路包括电源输入接线端子J1、二极管D1、瞬变抑制二极管D2、电源U4、开关S1、电解电容C1和电容C2。其中电源U4是锂电池。外部电源正极接电源输入接线端子J1的3脚，外部电源的负极接电源输入接线端子J1的1脚，电源输入接线端子J1的1脚接地；二极管D1正极接电源输入接线端子J1的3脚，负极接瞬变抑制二极管D2、电源U4、开关S1的一端，防止电流反向灌入外部电源；瞬变抑制二极管D2并联进电源输入，一端接二极管D1负极，另一端接电源输入接线端子J1的1脚，提供过压保护；电源U4并联进电源输入，电源U4的正极接二极管D1负极，电源U4负极接电源输入接线端子J1的1脚，提供额外电源输入；开关S1串联进电源正输入中，开关S1进端接二极管D1负极，开关S1出端接电解电容C1正极，起开关电源作用；电解电容C1和电容C2并联进电源输入；电解电容C1正极接开关S1一端，电解电容C1的负极接电源输入接线端子J1的1脚；电容C2的一端接开关S1出端，电容C2的另一端接电源输入接线端子J1的1脚，实现稳压滤波。稳压电源电路实现+12V直流输出。如图3所示，电源基准电路包括三端稳压器U1、电源输出接线端子J3、四个电容C3、C4、C5和C6。其中C3和C6是电解电容。三端稳压器U1的3脚Vin接稳压电源电路中的开关S1出端；三端稳压器U1的1脚GND接电源输出接线端子J3的2脚和3脚并共地；三端稳压器U1的2脚Vout接电源输出接线端子J3的1脚，输出+5V；电容C3的正极接三端稳压器U1的3脚Vin，电容C3的负极接三端稳压器U1的1脚GND；电容C4一端接三端稳压器U1的3脚Vin，电容C4的另一端接三端稳压器U1的1脚GND；电容C5的一端接三端稳压器U1的2脚Vout，电容C5的另一端接三端稳压器U1的1脚GND；电容C6的正极接三端稳压器U1的2脚Vout，电容C6的负极接三端稳压器U1的1脚GND，实现稳压滤波。电源基准电路实现+12V转+5V直流输出。三端稳压器U1可有效降低+12V输入电源的纹波。如图4所示，电压基准调节电路包括三端稳压器U2，电位器VR5，四个电容C7、C8、C9和C10，其中C7和C10是电解电容。优选地，电位器VR5是高阻值高精度10圈可调电位器，最大电阻为10kΩ，可在量级范围内连续微调输出电流。三端稳压器U2将输入电压+12V降低至+10V输出。其中，三端稳压器U2的3脚Vin接稳压电源电路中的开关S1的出端；三端稳压器U2的1脚GND接地；三端稳压器U2的2脚Vout接电位器VR5固定端的进端，输出+10V；电解电容C7的正极接三端稳压器U2的3脚Vin，电解电容C7的负极接三端稳压器U2的1脚GND；电容C8的一端接三端稳压器U2的3脚Vin，电容C8的另一端接三端稳压器U2的1脚GND；电容C9的一端接三端稳压器U2的2脚Vout，另一端接三端稳压器U2的1脚GND；电容C10的正极接三端稳压器U2的2脚Vout，负极接三端稳压器U2的1脚GND，实现稳压滤波；电位器VR5固定端的一端接三端稳压器U2的2脚Vout，固定端的另一端接三端稳压器U2的1脚GND。如图5所示，四量程继电器切换电路包括运算放大器U3、电解电容C12和电容C13。其中运算放大器U3的7脚接稳压电源电路中的开关S1的出端；运算放大器U3的3脚接电压基准调节电路中的电位器VR5的可调端；运算放大器U3的4脚接地；运算放大器U3的2脚与6脚相连后接入电源基准电路中的接线端子J3的4脚；电解电容C12的正极接运算放大器U3的7脚，电解电容C12的负极接地；电容C13的一端接运算放大器U3的7脚，电容C13的另一端与电解电容C12的负极共地，实现稳压滤波。四量程继电器切换电路实现所加电压信号的输出显示。如图6所示，量程换挡电路包括4个电阻和舌簧管继电器S2。电阻R1、R2、R3、R4的一端接电位器VR5的可调端，实现0-10V可调电压的输出；电阻R1、R2、R3、R4的另一端接舌簧管继电器S2的入端。通过R1-R4的不同配比，实现量程的自动切换功能。优选地，所述量程换挡电路中的四个电阻均为高阻，阻值误差小于1％。电阻R1的电阻值为10TΩ,电阻R2的电阻值为100GΩ，电阻R3的电阻值为1GΩ，电阻R4的电阻值为10MΩ。舌簧管继电器S2的电阻在1013Ω以上。如图1所示，信号输出部分包括电源输出接线端子J2。量程换挡电路的舌簧管继电器S2的出端接电源输出接线端子J2，实现可调微电流输出。信号输出部分的接口设有HN-RADIL型号和标准Q9型号的接口。HN型号的接口可以完全匹配核电现场仪表使用的电缆，直接作为探测器模拟体使用。标准Q9型号的接口可用于其他类型仪表。测试时，本实用新型提供的电流探测器模拟体可显示电源U、高阻R、理论计算值I。弱电流读出器显示数值为实际电流I0，经过读出器转换后的数值N，换算关系为：N＝I0N0/1000式中N0为高阻量级；测得误差I0/I基本保持在1％以内，满足设计需求。实际数据如下表所示：液晶显示电压(mv)换挡高阻(欧姆)理论电流计算值二次仪表显示频率(Hz)误差108.31.00+E121.08-E13112.2-0.04206.81.00+E122.06-E13206.30.003081.00+E123.08-E13310.5-0.01406.61.00+E124.06-E133980.02506.31.00+E125.06-E13494.30.02598.81.00+E125.99-E135830.03711.21.00+E127.11-E13691.30.039051.00+E129.05-E138970.0110001.00+E121.00-E129760.0230011.00+E121.00-E1229520.0280001.00+E128.00-E1278710.02508.81.00+E105.09-E11507.90.00801.91.00+E108.02-E11806.6-0.0110041.00+E101.00-E1010020.0030311.00+E103.03-E1029560.0250041.00+E105.00-E1049870.0070081.00+E107.00-E1068860.026031.00+E086.03-E09610-0.018011.00+E088.01-E09810-0.0110091.00+E081.01-E0810070.0030191.00+E083.02-E0829810.0160051.00+E086.00-E0859440.0180111.00+E088.01-E0879260.01测试结果显示，输出电流精度和电流范围完全达到了预期要求。上面结合实施例对本实用新型作了详细说明，但是本实用新型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，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。本实用新型中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。当前第1页1 2 3