[发明专利]用于核电厂堆芯测量系统的热电阻信号模拟装置和方法

说明书

本发明公开了一种用于核电厂堆芯测量系统的热电阻信号模拟装置和方法，装置包括控制器、可编程逻辑器件、数模转换单元、运算放大器和模拟开关；控制器通过采集到的四线制热电偶测量通道的电流值和热电阻值，计算得到输出的理论电压值；可编程逻辑器件根据理论电压值输出信号控制数模转换单元产生电压信号，并通过下游的n路运算放大器产生n路输出电压，以模拟四线制热电阻信号；n路输出电压信号端分别连接一路模拟开关；n路模拟开关均由所述可编程逻辑器件控制开闭，作为热电阻模拟信号进行测试。本发明利用数字化处理和控制技术，能够输出高精度电阻信号并同时提供多路模拟信号，使堆芯测量系统的热电阻测量功能测试更加便捷、准确。

技术领域

本发明涉及核电厂堆芯测量技术领域，具体涉及一种用于核电厂堆芯测量系统的热电阻信号模拟装置和方法。

背景技术

为了对核电厂进行监测，使用堆芯测量系统的堆芯冷却监测系统采集和处理来自堆芯温度和堆芯水位探测器的信号，为水位探测器提供直流电源，并将处理后的信息通过硬接线或网络的方式送到控制室显示。

确认堆芯冷却监测系统设备的功能、性能，确保其能够实现堆芯冷却监测功能，需对堆芯冷却监测系统进行测试。其中，为堆芯冷却监测系统设备提供Pt100热电阻模拟信号，要求热电阻模拟信号具有高精度、高可靠性的特点。

四线制热电阻的接线方式是在热电阻的根部两端各连接两根导线，其中两根引线为热电阻提供恒定电流，把电阻信号转换成电压信号，再通过另两根导线测得电压值。这种引线方式可以完全消除引线的电阻影响。

目前提供热电阻模拟信号时一般使用电阻或者仪表接线临时搭建测试环境进行测试，使用电阻或仪表模拟热电阻信号时，首先需要通过查表进行换算，将测试所需温度值换算为电阻值，再更换电阻或修改仪表输出电阻值。然而堆芯冷却监测系统具有24个热电阻通道，完成一次测试需要多次修改接线，设定电阻值，为测试带来不便，并且难以保证精度和可靠性。因此，需要一种热电阻信号模拟装置和方法，解决现有测试步骤繁琐、精度低的问题。

发明内容

为了解决现有热电阻模拟技术导致测试繁琐、精度较低的问题，本发明提供了一种用于核电厂堆芯测量系统的热电阻信号模拟装置和方法。本发明利用数字化处理和控制技术，能够输出高精度电阻信号并同时提供多路模拟信号，使堆芯测量系统的热电阻测量功能测试更加便捷、准确。

本发明通过下述技术方案实现：

用于核电厂堆芯测量系统的热电阻信号模拟装置，包括控制器、可编程逻辑器件、数模转换单元、运算放大器和模拟开关；

其中，所述控制器根据待测温度值，自动查表得到相应的热电阻值，通过采集到的四线制热电偶测量通道的电流值和热电阻值，计算得到输出的理论电压值；

所述可编程逻辑器件根据理论电压值输出信号控制数模转换单元产生电压信号，并通过下游的n路运算放大器产生n路输出电压，以模拟四线制热电阻信号；

n路输出电压信号端分别连接一路模拟开关；n路模拟开关均由所述可编程逻辑器件控制开闭，从而控制将输出电压信号输入到堆芯测量系统作为热电阻模拟信号进行测试。

作为优选实施方式，本发明的装置还包括电流测量单元和模数转换单元；

所述电流测量单元用于采集四线制热电偶测量通道的电流值，采集的电流值通过所述模数转换单元转换后送入所述控制器。

作为优选实施方式，本发明的装置还包括人机交互界面；

所述人机交互界面和所述热电阻信号模拟装置一体化设计；

或者，所述人机交互界面可独立于所述热电阻信号模拟装置设计。

作为优选实施方式，本发明的人机交互界面提供人机交互，用于设置待测温度值；