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一種用于核級屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號的處理方法與流程

文檔序號:11285146閱讀:1059來源:國知局

本發(fā)明涉及一種反應堆冷卻劑泵轉(zhuǎn)速信號處理領(lǐng)域,具體涉及一種用于核級屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號的處理方法。



背景技術(shù):

第三代核電和新型核動力裝置中的反應堆冷卻劑泵多采用屏蔽泵型式,并將轉(zhuǎn)速信號列為停堆保護參數(shù)。核級屏蔽泵的轉(zhuǎn)速測量普遍采用電磁感應原理,屏蔽泵每轉(zhuǎn)動一圈,對應的轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)速信號,通過計算轉(zhuǎn)速信號的間隔時間便可得到屏蔽泵的轉(zhuǎn)速。

部分核級屏蔽泵轉(zhuǎn)速傳感器采用套管式設(shè)計,通過固定管座深入泵體內(nèi)部,轉(zhuǎn)速傳感器體積受制約,傳感器中用于電磁感應的線圈數(shù)量有限造成轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號峰值很小,僅為現(xiàn)在普遍采用的轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號的百分之一左右。采用目前常用的信號處理方法無法兼顧處理常規(guī)轉(zhuǎn)速信號和微小轉(zhuǎn)速信號。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足,提供一種用于核級屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號的處理方法,解決核級屏蔽泵寬范圍峰值轉(zhuǎn)速信號處理的問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):

一種用于核級屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號的處理方法,包括步驟:

步驟1)輸入的核級屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號先通過保護電路進行瞬態(tài)電壓抑制和靜電保護;

步驟2)再通過帶寬濾波電路對輸入的轉(zhuǎn)速信號進行濾波處理;

步驟3)完成濾波的信號通過轉(zhuǎn)速脈沖分類電路對輸入的轉(zhuǎn)速信號按峰值大小進行分類,并根據(jù)不同類別分別進行多級放大;

步驟4)經(jīng)放大處理的轉(zhuǎn)速信號經(jīng)整形成為單極性方波信號后后送處理核心處理;

步驟5)處理核心將轉(zhuǎn)速值送至總線模塊處理后實現(xiàn)總線型式輸出。

進一步的,所述步驟3),轉(zhuǎn)速信號按其峰值大小分為三種類別,分別為峰值范圍為10mv~99mv的微小轉(zhuǎn)速信號、峰值范圍為100mv~999mv的小轉(zhuǎn)速信號和峰值范圍為1v~10v的常規(guī)轉(zhuǎn)速信號。

進一步的,所述步驟3),完成濾波的信號通過轉(zhuǎn)速脈沖分類電路對輸入的轉(zhuǎn)速信號按峰值大小進行分類后,同時將分類后的轉(zhuǎn)速信號送處理核心,所述處理核心根據(jù)轉(zhuǎn)速信號類別向增益控制電路施加不同信號指令從而控制放大電路進行不同的放大處理。

進一步的,所述放大處理采用多級小倍數(shù)放大的方式進行。

進一步的,所述通過處理核心控制增益控制電路對多級放大電路實現(xiàn)自動增益控制,將放大后的轉(zhuǎn)速信號峰值始終保持在1v~10v范圍內(nèi),對上述轉(zhuǎn)速信號分別進行100倍、10倍和1倍的放大處理。

進一步的,所述步驟5),處理核心還可將轉(zhuǎn)速值送dac轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成4ma~20madc信號輸出。

進一步的,所述步驟4),處理核心是通過內(nèi)置高速時鐘為基準對方波信號的間隔周期進行計數(shù),并根據(jù)計數(shù)值和時鐘脈沖頻率計算轉(zhuǎn)速值。

進一步的,所述步驟2),濾波電路進行帶寬濾波是濾去轉(zhuǎn)速信號工作頻率以外的頻率信號。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下的優(yōu)點和有益效果:

本發(fā)明提供的信號處理方法可用于核級屏蔽泵寬范圍峰值轉(zhuǎn)速信號;

本發(fā)明提供的信號處理方法可處理轉(zhuǎn)速信號的峰值范圍為10mv~10v;

本發(fā)明提供的信號處理方法可按峰值的大小對輸入的轉(zhuǎn)速信號分別進行放大處理,信號放大采用多級小倍數(shù)放大方案,減小轉(zhuǎn)速信號放大過程中的失真現(xiàn)象;

本發(fā)明提供的信號處理方法可以對多級放大電路實行自動增益控制。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解,構(gòu)成本申請的一部分,并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中:

圖1為本發(fā)明一種用于核級屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號的處理方法原理示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白,下面結(jié)合實施例和附圖,對本發(fā)明作進一步的詳細說明,本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明,并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例

如圖1所示,本發(fā)明一種用于核級屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號的處理方法,輸入的核級屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號先通過保護電路進行瞬態(tài)電壓抑制和靜電保護以防止外部電壓信號對后續(xù)電路的損壞,再由濾波電路進行帶寬濾波,濾去轉(zhuǎn)速信號工作頻率以外的頻率信號;完成濾波的信號經(jīng)轉(zhuǎn)速脈沖分類電路按峰值大小進行分類后送放大電路進行信號放大,同時轉(zhuǎn)速脈沖分類電路將將轉(zhuǎn)速信號類別信息送處理核心;處理核心根據(jù)轉(zhuǎn)速信號類別向增益控制電路施加不同信號指令從而控制放大電路進行不同的放大處理,放大處理采用多級小倍數(shù)放大的方式進行;經(jīng)放大處理的轉(zhuǎn)速信號經(jīng)過整形電路運用滯回原理整形成單極性方波信號后送處理核心處理,

處理核心以內(nèi)部高速時鐘為基準對方波信號的相鄰上升沿的間隔進行計數(shù),并根據(jù)計數(shù)值計算得到相應的轉(zhuǎn)速值,處理核心將轉(zhuǎn)速值送至總線模塊處理后實現(xiàn)總線型式輸出,或?qū)⑥D(zhuǎn)速值經(jīng)dac器件進行轉(zhuǎn)換后輸出相應的4ma~20madc信號。

由本發(fā)明提供的信號處理方法將可處理的轉(zhuǎn)速信號按其峰值大小分為三種類別,分別為微小轉(zhuǎn)速信號(峰值范圍為10mv~99mv)、小轉(zhuǎn)速信號(峰值范圍為100mv~999mv)和常規(guī)轉(zhuǎn)速信號(峰值范圍為1v~10v),根據(jù)經(jīng)放大處理后輸出的轉(zhuǎn)速信號峰值范圍在1v~10v之內(nèi),對上述轉(zhuǎn)速信號分別進行100倍、10倍和1倍的放大處理。

額定轉(zhuǎn)速下,a、b、c三種轉(zhuǎn)速信號的峰值分別為25mv、500mv和6.5v,分別對應微小轉(zhuǎn)速信號、小轉(zhuǎn)速信號和常規(guī)轉(zhuǎn)速信號。

a轉(zhuǎn)速信號經(jīng)過保護電路后送濾波電路處理,濾波采用帶寬濾波的方式,濾去工作帶寬以外頻率的脈沖波形,特別是高頻轉(zhuǎn)速信號,經(jīng)濾波的信號送轉(zhuǎn)速脈沖分類電路進行處理,a轉(zhuǎn)速信號需進行100倍放大處理,分類電路向處理核心(采用fpga芯片)發(fā)送二進制信號11(代表需放大100倍),處理核心向增益控制電路發(fā)出二進制信號11,增益控制電路分別向第一級和第二級放大電路分別發(fā)送二進制信號10,即每級放大電路放大10倍,經(jīng)過兩級放大后,轉(zhuǎn)速信號峰值范圍轉(zhuǎn)變?yōu)?.5v,在規(guī)定的范圍內(nèi),信號放大過程結(jié)束。放大后的信號送整形電路轉(zhuǎn)變?yōu)閱螛O性方波信號再送fpga進行處理,fpga以內(nèi)部高速時鐘脈沖作為基準對方波信號的相鄰上升沿的間隔進行計數(shù),為確保測量精度時鐘脈沖設(shè)置為5mhz。fpga根據(jù)時鐘脈沖的計數(shù)值與時鐘脈沖頻率計算得到轉(zhuǎn)速值,為防止計算轉(zhuǎn)速值的超限,還需要進行預設(shè)高、低限值對轉(zhuǎn)速值進行限值處理。fpga將得到的轉(zhuǎn)速值放入數(shù)據(jù)存儲模塊的緩存區(qū)域后通過總線模塊向外發(fā)送數(shù)據(jù),同時,fpga將轉(zhuǎn)速值轉(zhuǎn)換成為二進制信號并通過spi總線傳輸至dac電路并由其進行轉(zhuǎn)換后輸出相應的4ma~20madc信號。

b、c轉(zhuǎn)速信號與a轉(zhuǎn)速信號類似,區(qū)別之處在于,信號送轉(zhuǎn)速脈沖分類電路后,由于b轉(zhuǎn)速信號需進行10倍放大處理,分類電路向fpga輸出發(fā)送二進制信號10,處理核心向增益控制電路發(fā)出二進制信號10,增益控制電路分別向第一級和第二級放大電路分別發(fā)送二進制信號10和01,即第一級放大電路放大10倍,第二級放大電路放大1倍,經(jīng)過兩級放大后,轉(zhuǎn)速信號峰值范圍轉(zhuǎn)變?yōu)?.0v。c轉(zhuǎn)速信號峰值范圍已經(jīng)在1v~10v的范圍內(nèi),不需要進行放大或放大1倍即可,分離電路向fpga輸出發(fā)送二進制信號01,處理核心向增益控制電路發(fā)出二進制信號01,增益控制電路分別向第一級和第二級放大電路分別發(fā)送二進制信號01和01,即第一、二級放大電路均放大1倍,經(jīng)過兩級放大后,轉(zhuǎn)速信號峰值范圍不變。

以上所述的具體實施方式,對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明,所應理解的是,以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已,并不用于限定本發(fā)明的保護范圍,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

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