一种用于核电厂反应堆冷却剂泵转速处理的装置的制作方法

本发明涉及核电厂反应堆冷却剂泵转速计量设备技术领域，特别是涉及一种用于核电厂反应堆冷却剂泵转速处理的装置。

背景技术：

在压水堆核电厂中，主泵转速不仅是表征主泵运行状态的重要参数，更是为反应堆保护系统提供原始数据，对保证反应堆的安全和运行有非常重要的作用。因此，主泵转速测量系统是核电厂重要安全级设备。主泵转速测量系统的关键设备主要包括转速传感器和转速处理装置。其中，转速处理装置接收来自传感器的输出信号，经处理得到对应转速值，并输出标准模拟信号，同时将转速值与预设定值进行比较后输出转速低和转速低低的开关量信号。此外，转速处理装置需执行定期试验。

通常，传感器输出信号为电压脉冲信号，容易受到干扰信号影响，尤其易受工频干扰源的影响。转速处理装置通过单片机采集电压脉冲信号，然后采用软件计算出主泵转速，此方法需要进行单片机软件v&v，且单片机可靠性不高，响应慢。当前，转速处理装置接收传感器信号均采用核级同轴电缆连接，而核级同轴电缆成本较高，且不通用。另外，常用的转速处理装置功耗较高，如散热设计不合理，容易导致板卡烧坏。

为了避免上述缺陷，提高主泵转速测量的精度、响应时间和可靠性，降低处理装置功耗而设计一种转速处理装置十分必要。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于核电厂反应堆冷却剂泵转速处理的装置，可有效滤除干扰信号对测量结果的影响，同时处理精度高、响应时间快、功耗低，且可用普通双绞线或同轴电缆进行输入信号连接，可有效保证核电厂的正常运行。

为解决上述问题，本发明提供的一种用于核电厂反应堆冷却剂泵转速处理的装置通过以下技术要点来解决问题：一种用于核电厂反应堆冷却剂泵转速处理的装置，包括信号预处理模块及数据逻辑电路模块，所述数据逻辑电路模块的输入端连接于信号预处理模块的输出端上；

所述信号预处理模块包括脉冲触发电路，所述脉冲触发电路用于将所接收的传感器信号转换为方波信号；

所述数据逻辑电路模块包括计数器模块，所述计数器模块接收脉冲触发电路输出的方波信号，完成对方波信号时间间隔计数。

采用以上方案，通过采用信号预处理模块对监测转速的传感器所采集到的信号转换为方波信号，可使得信号在传递过程中具有较强的抗干扰能力，这样，本装置中相应部分的连接线就可以采用同轴电缆、普通双绞线电缆进行信号连接；区别于传统技术，在达到对主泵转速监测功能的情况下，由于不需要采用通过单片机进行复杂计算的数据处理方式，故本装置还具有功耗低的特点；同时，本装置中包括的多个部件在采用纯硬件电路的情况下，也能够满足主泵转速监测的需要，故本装置还具有响应时间快、测量精度高、可靠性强的优势。

作为以上所述的一种用于核电厂反应堆冷却剂泵转速处理的装置进一步的技术方案：

作为信号预处理模块的具体实现形式，所述信号预处理模块还包括滤波电路，滤波电路设置于脉冲触发电路的前端，滤波电路用于对传感器信号进行滤波处理，所述脉冲触发电路用于将滤波电路的输出信号转换为方波信号；

所述滤波电路包括依次串联的lc低通滤波器、rc低通滤波器、有源带阻滤波器，所述lc低通滤波器位于信号源传递方向的最前端。采用以上形式的滤波电路，可有效的消除干扰信号。

作为脉冲触发电路的具体实现形式，所述脉冲触发电路包括积分比较电路、过零比较电路、信号合成电路及触发器；

所述积分比较电路和过零比较电路两者的信号输入端均接收传感器信号，积分比较电路和过零比较电路两者的信号输出端均连接在信号合成电路的信号输入端上，所述触发器的信号输入端与信号合成电路的信号输出端相连。

作为计数器模块的具体实现形式，所述计数器模块包括计数器、控制信号模块及锁存器；所述控制信号模块用于接收标准时钟信号及脉冲触发电路生成的方波信号，所述计数器的信号输入端与控制信号模块的信号输出端相连，锁存器的数据输入端连接于计数器的数据输出端上。

为使得本装置具有以下功能中的任意一个或多个：校验输出正确性、实现开关量数据输出、输出表征转速的电流信号功能，还包括输入端与计数器模块数据输出端相连的flash模块；

所述flash模块的输出端上连接有以下装置中的一种或几种：校验电路、回环逻辑控制电路、da模块。以上校验电路及针对校验输出正确性功能，回环逻辑控制电路即针对开关量数据输出功能，da模块即针对输出表征转速的电流信号功能。

为使得本装置能够快速输出转速低和转速低低开关量信号，还包括输入端与脉冲触发电路输出端相连的继电器隔离输出电路。

所述信号预处理模块中还设置有以下装置中的一种或几种：保护装置、信号衰减装置、切换开关装置、增益控制装置。以上信号衰减装置及增益控制装置均可使得脉冲触发电路具有更好的信号源，所述保护装置用于对各信号处理装置或控制装置进行单向或双向保护，如实现静电放电效应保护、电流单向流动等功能，所述切换开关装置可用时实现信号路的通断控制和得到不同的信号传递方式。

作为一种一体化设计，还包括信号处理板，所述信号预处理模块及数据逻辑电路模块均固定于信号处理板。

更进一步的，本装置的电源设置为如下方式：输入的交流电源首先经过防雷电路，然后经过熔丝，由按键电源开关控制电源的通断，交流电源经过开关后，再由emc滤波器进行滤波，滤波后送入ac/dc模块，然后ac/dc模块经过稳压二极管输出，此时输出的电源为5v直流电源，可供给各电子元器件使用。

更进一步的，本装置还包括显示面板，显示面板包含主led、多功能led和状态指示灯。主led用于显示正常运行的转速值及定期试验时输出值等。多功能led用于显示定值比较预设值(转速低和转速低低)及定期试验时的内建试验转数值。状态指示灯分别用于装置上电指示、运行/试验状态指示、转速低(speedlow)及转速低低(speedll)状态指示。同时在面板上设置装置上电开关、试灯开关、感应器信号与试验信号切换开关、内建试验信号与外部试验信号切换开关、模拟量输出切换开关、内建测试信号频率调整开关以及多功能显示窗控制开关。另外，在面板还设置了外部信号输入接口和试验用转速电流信号输出接口。

同时，本发明还公开了一种用于核电厂反应堆冷却剂泵转速处理的方法，以上装置的实现依赖于该方法，该方法包括顺序进行的以下步骤：

s1、将用于检测转速的传感器输出的电压脉冲信号转换为方波信号；

s2、采用计数器模块以所述方波信号及标准时钟信号为依据，得到转速数据。

本发明具有以下有益效果：

采用以上方案，通过采用信号预处理模块对监测转速的传感器所采集到的信号转换为方波信号，可使得信号在传递过程中具有较强的抗干扰能力，这样，本装置中相应部分的连接线就可以采用同轴电缆、普通双绞线电缆进行信号连接；区别于传统技术，在达到对主泵转速监测功能的情况下，由于不需要采用通过单片机进行复杂计算的数据处理方式，故本装置还具有功耗低的特点；同时，本装置中包括的多个部件在采用纯硬件电路的情况下，也能够满足主泵转速监测的需要，故本装置还具有响应时间快、测量精度高、可靠性强的优势。

附图说明

图1为本发明所述的一种用于核电厂反应堆冷却剂泵转速处理的装置一个具体实施例的系统拓扑图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1所示，一种用于核电厂反应堆冷却剂泵转速处理的装置，一种用于核电厂反应堆冷却剂泵转速处理的装置，包括信号预处理模块及数据逻辑电路模块，所述数据逻辑电路模块的输入端连接于信号预处理模块的输出端上；

所述信号预处理模块包括脉冲触发电路，所述脉冲触发电路用于将所接收的传感器信号转换为方波信号；

所述数据逻辑电路模块包括计数器模块，所述计数器模块接收脉冲触发电路输出的方波信号，完成对方波信号时间间隔计数。

采用以上方案，通过采用信号预处理模块对监测转速的传感器所采集到的信号转换为方波信号，可使得信号在传递过程中具有较强的抗干扰能力，这样，本装置中相应部分的连接线就可以采用同轴电缆、普通双绞线电缆进行信号连接；区别于传统技术，在达到对主泵转速监测功能的情况下，由于不需要采用通过单片机进行复杂计算的数据处理方式，故本装置还具有功耗低的特点；同时，本装置中包括的多个部件在采用纯硬件电路的情况下，也能够满足主泵转速监测的需要，故本装置还具有响应时间快、测量精度高、可靠性强的优势。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，如图1所示，作为以上所述的一种用于核电厂反应堆冷却剂泵转速处理的装置进一步的技术方案：

作为信号预处理模块的具体实现形式，所述信号预处理模块还包括滤波电路，滤波电路设置于脉冲触发电路的前端，滤波电路用于对传感器信号进行滤波处理，所述脉冲触发电路用于将滤波电路的输出信号转换为方波信号；

所述滤波电路包括依次串联的lc低通滤波器、rc低通滤波器、有源带阻滤波器，所述lc低通滤波器位于信号源传递方向的最前端。采用以上形式的滤波电路，可有效的消除干扰信号。

作为脉冲触发电路的具体实现形式，所述脉冲触发电路包括积分比较电路、过零比较电路、信号合成电路及触发器；

所述积分比较电路和过零比较电路两者的信号输入端均接收传感器信号，积分比较电路和过零比较电路两者的信号输出端均连接在信号合成电路的信号输入端上，所述触发器的信号输入端与信号合成电路的信号输出端相连。

作为计数器模块的具体实现形式，所述计数器模块包括计数器、控制信号模块及锁存器；所述控制信号模块用于接收标准时钟信号及脉冲触发电路生成的方波信号，所述计数器的信号输入端与控制信号模块的信号输出端相连，锁存器的数据输入端连接于计数器的数据输出端上。

为使得本装置具有以下功能中的任意一个或多个：校验输出正确性、实现开关量数据输出、输出表征转速的电流信号功能，还包括输入端与计数器模块数据输出端相连的flash模块；

所述flash模块的输出端上连接有以下装置中的一种或几种：校验电路、回环逻辑控制电路、da模块。以上校验电路及针对校验输出正确性功能，回环逻辑控制电路即针对开关量数据输出功能，da模块即针对输出表征转速的电流信号功能。

为使得本装置能够快速输出转速低和转速低低开关量信号，还包括输入端与脉冲触发电路输出端相连的继电器隔离输出电路。

所述信号预处理模块中还设置有以下装置中的一种或几种：保护装置、信号衰减装置、切换开关装置、增益控制装置。以上信号衰减装置及增益控制装置均可使得脉冲触发电路具有更好的信号源，所述保护装置用于对各信号处理装置或控制装置进行单向或双向保护，如实现静电放电效应保护、电流单向流动等功能，所述切换开关装置可用时实现信号路的通断控制和得到不同的信号传递方式。

作为一种一体化设计，还包括信号处理板，所述信号预处理模块及数据逻辑电路模块均固定于信号处理板。

更进一步的，本装置的电源设置为如下方式：输入的交流电源首先经过防雷电路，然后经过熔丝，由按键电源开关控制电源的通断，交流电源经过开关后，再由emc滤波器进行滤波，滤波后送入ac/dc模块，然后ac/dc模块经过稳压二极管输出，此时输出的电源为5v直流电源，可供给各电子元器件使用。

更进一步的，本装置还包括显示面板，显示面板包含主led、多功能led和状态指示灯。主led用于显示正常运行的转速值及定期试验时输出值等。多功能led用于显示定值比较预设值(转速低和转速低低)及定期试验时的内建试验转数值。状态指示灯分别用于装置上电指示、运行/试验状态指示、转速低(speedlow)及转速低低(speedll)状态指示。同时在面板上设置装置上电开关、试灯开关、感应器信号与试验信号切换开关、内建试验信号与外部试验信号切换开关、模拟量输出切换开关、内建测试信号频率调整开关以及多功能显示窗控制开关。另外，在面板还设置了外部信号输入接口和试验用转速电流信号输出接口。

实施例3：

同时，本发明还公开了一种用于核电厂反应堆冷却剂泵转速处理的方法，以上实施例提供的装置功能的实现依赖于该方法，该方法包括顺序进行的以下步骤：

s1、将用于检测转速的传感器输出的电压脉冲信号转换为方波信号；

s2、采用计数器模块以所述方波信号及标准时钟信号为依据，得到转速数据。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。