[发明专利]一种电子辐照加速器的电压故障监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于加速器监控技术领域，更具体地，涉及一种电子辐照加速器的电压故障监测系统及方法。

背景技术

电子辐照加速器是辐照加工产业的关键设备之一，广泛应用于工业线缆、热收缩管、工程塑料、半导体器件表面涂装、橡胶硫化、高聚物发泡以及食品防腐保鲜、医疗和卫生产品消毒、食用水处理、工业废物处理、烟尘处理等方面，它的产品几乎深入到人类生活的各个领域。电子辐照加速器除了应用于辐照加工外还应用于低能核物理研究、核分析、生物医学等其它领域。

大功率直流高压电源就是电子辐照加速器系统中最为关键的部件，电子束的能量来源于高压直流电源提供的高压电场，这种高压直流电源的电压高达数百千伏甚至数千千伏，同时由于输出电压为直流不能用变压器降压测量，现有的测量方式为电阻堆分压后测整体的输出电压，这种方案有两个缺点，首先需要体积庞大的分压电阻堆，第二不能检测电源关键部位的电压，在高压输出故障时不能诊断故障位置。

首先传统的测量电路是通过电阻分压来测量一个电压很高的电压值，由于加速器的电压是很高的直流电压，往往到数百千伏到几个兆伏，由于是直流高电压传统的电压变送器无法使用，要将这个直流电压降到可测量的电压范围就需要大量的分压电阻来串联分压，这些电阻构成了体积旁大的电阻堆，同时一个电阻堆只能测量一个点的电压，加速器内的空间不允许安装多个电阻堆，这样就只能测量输出点的电压，而无法测量加速器中其他关键点的电压，这样在加速器故障时无法准确定位故障位置。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种电子辐照加速器的电压故障监测系统及方法，旨在解决现有的电压检测系统体积庞大，且不能检测关键部位电压导致无法准确定位故障位置，故障诊断存在缺陷的问题。

本发明提供了一种电子辐照加速器的电压故障监测系统，包括：用于分别测量n个待测点电压的n个电压检测器、通信节点网络和数据库；所述通信节点网络由n个通信节点单元和一个网络接入点单元构成星型拓扑结构，n个通信节点单元通过无线通信的方式与所述网络接入点单元连接；所述网络接入点单元通过网线与所述数据库连接；n个电压检测器的输入端分别用于连接加速器中n个电压待测点，采集待测点的电压，n个电压检测器的输出端分别与n个通信节点单元连接；工作时，n个电压检测器实时采集n个电压待测点的相对电压，由n个通信节点单元分别将待测点的相对电压通过无线通信的方式发送至网络接入点单元，网络接入点单元将各个待测点的相对电压以及各个待测点的位置信息发送至数据库；根据数据库中的数据以及预先设定的故障状态数据获得加速器的电压故障状态。

更进一步地，所述电压检测器包括电压调理采样电路，用于测量电子辐照加速器中关键节点的电压并将电压信号数字化，获得待测点的相对电压。

更进一步地，所述电压调理采样电路包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1和电容C2；所述电阻R1的一端作为所述电压调理采样电路的输入端，所述电阻R1的另一端连接至所述第一运算放大器U1的正相输入端，所述电阻R1的另一端还通过所述电阻R2接地；所述第一运算放大器U1的反向输入端连接至所述第一运算放大器U1的输出端，所述第一运算放大器U1的输出端通过依次串联连接的电阻R3和电阻R4连接至所述第二运算放大器U2的正相输入端；所述第二运算放大器U2的反相输入端连接至所述第二运算放大器U2的输出端，所述第二运算放大器U2的输出端作为所述电压调理采样电路的输出端；所述电容C1的一端连接至所述电阻R3和所述电阻R4的串联连接端，所述电容C1的另一端连接至所述第二运算放大器U2的输出端；所述电容C2的一端连接至所述第二运算放大器U2的正相输入端，所述电容C2的另一端接地。

本发明还提供了一种电子辐照加速器的电压故障监测方法，包括下述步骤：

S1：在电子辐照加速器的关键点分布式布置n个待测节点；所述关键点是指加速器中容易高压打火的位置与高故障率点；

S2：测量各个待测节点的相对电压，并通过无线通信的方式将电压测量数据发送至网络接入点；

S3：通过网络接入点获取各个节点的电压信息以及其位置信息，并将这些信息存入数据库；

S4：通过处理数据库里的实时监测数据与预先存入的故障状态数据，判断加速器的工作状况，并将加速器的运行状况以图形化的方法显示。

更进一步地，n个待测节点与网络接入点公用一个信道进行通信。

更进一步地，n个待测节点与网络接入点之间采用争用型的介质访问控制协议进行通信，具体为：