[實用新型]一種用于核電站振動和聲音監測的信號轉換器

有效

• 申請號: 201520221918.9
• 申請日: 2015-04-13
• 公開（公告）號: CN204630654U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 孔海志;楊曉奇;吳茜;王宇;許化珍;李俊梅
• 申請（專利權）人: 中科華核電技術研究院有限公司北京分公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G01H11/08
• 分類號: G01H11/08
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 蘇愛華

技術領域

本實用新型涉及核電專用儀控設備，尤其涉及一種用于核電站振動和聲音監測的信號轉換器。

背景技術

傳統的電荷放大器是輸出電壓與輸入電荷量成正比的電荷放大器，配接壓電傳感器，可測量物體的加速度、壓力、力等機械量，詳細設計取決于應用領域，譬如：水利、動力、采礦、交通、建筑、地震、航空、航天、兵器等等部門。但是，專門應用于核電的電荷放大器屬于核電站振動和聲音監測系統專用關鍵部件，電氣上需要著重匹配核電專用系統前端特殊信號，結構上需要滿足電站現場特殊安裝需求，質保上需要嚴格按照核電儀控設備研制規范進行，產品性能需要符合核電站特殊環境條件下正常工作的要求，而現有電荷放大器無法滿足上述要求。

實用新型內容

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供一種用于核電站振動和聲音監測的信號轉換器，通過與壓電式加速度計相連接和配合，來完成對壓力容器振動和聲音信號的測量，輸出振動信號。

本實用新型的原理是，壓電式加速度計裝在壓力容器上，每臺加速度計釋放出與壓力容器的振動成比例的電荷。本實用新型提供的信號轉換器采用微弱信號就近處理的理念，結構上外加防護盒，其輸入可通過射頻同軸連接器(如L5-KY-1)與壓電式加速度計連接，使得信號轉換器與測試對象相連接，從而完成測試信息輸入到信號轉換器；其輸出可通過BNC(Bayonet?Neill-Concelman)連接器(如BNC-KY)與墻掛箱內的端子相連接來完成電壓值的輸出；從而實現將加速度計釋放出與壓力容器的振動成比例的高阻抗的電荷信號轉換成低阻抗的電壓信號并輸出。

本實用新型提供的技術方案是：

一種用于核電站振動和聲音監測的信號轉換器，通過與裝在壓力容器上的加速度計相連接，測量壓力容器振動和聲音的信號，將壓力容器的振動信號由高阻抗的電荷信號轉換成低阻抗的電壓信號并輸出；包括盒體、盒蓋、輸入連接器、輸出連接器和PCB板；其中，所述由盒體和盒蓋組成的盒子為具有防水防腐蝕功能的防護盒；PCB板置于由盒體和盒蓋組成的防護盒外殼內；輸入連接器安裝在盒體的側壁，其一端與裝在壓力容器上的加速度計相連接，另一端連接PCB板；輸出連接器安裝在輸入連接器安裝盒體側壁對側的側壁，其一端連接PCB板，另一端與墻掛箱內的端子相連接；PCB板用于測量壓力容器振動和聲音的信號，并將壓力容器的振動信號由高阻抗的電荷信號轉換成低阻抗的電壓信號經墻掛箱內的端子輸出。

上述用于核電站振動和聲音監測的信號轉換器中，進一步地：

輸入連接器可采用BNC連接器；在本實用新型一實施例中，輸入連接器為射頻同軸連接器，采用L5-KY-1射頻同軸連接器作為輸入連接器。

輸出連接器可采用BNC連接器；在本實用新型一實施例中，采用BNC連接器BNC-KY作為輸出連接器。

墻掛箱為KIR101CR；墻掛箱內的端子為KIR011BN；輸出連接器連接PCB板和墻掛箱內的端子KIR011BN；進一步地，在本實用新型一實施例中，墻掛箱內的端子KIR011BN通過連接到機柜KIR001AR上的端子KIR005BN，將信號輸出到機柜KIR001AR上處理。

PBC板的器件包括：輸入端子、輸出端子、放大器、穩壓二極管、晶體管、結型場效應管、多個電容和多個電阻等，電荷信號經輸入端子采集，經電容、電阻、晶體管、結型場效應管和放大器等的濾波、積分和放大后，從輸出端子輸出；在本實用新型的實施例中，PBC板包括放大器、電容C1～C4、電阻R1～R12、穩壓二極管CR1、晶體管Q1、結型場效應管Q2、輸入端子J1～J2和輸出端子J3～J4；其中，電荷信號經J1、J2采集，經濾波、積分、放大后從J4、J3輸出。在本實用新型提供的信號轉換器中，電信號通過J1輸入，經由R1控制電容C4的充電時間，由電阻R12、R6和R7構成的電阻網絡給放大器提供輸入偏置。放大器與電容C1、R2、C2、R4構成了積分電路，當輸入產生階躍信號后，C4開始充電，放大器輸出正向信號，經過電阻R8與R9的分壓，使得晶體管Q1在放大區間工作，晶體管Q1開始導通，隨著輸入電壓的增大，晶體管Q1的電平也隨之放大，并且電容C1同時也在進行充電，開始實現積分功能，電阻R2與電容C2構成了去抖濾波電路，避免了Q2的誤動作，電阻R4與R5對Q2形成了分壓，隨著充電的時間，電壓逐漸變大，當電容C1充滿、Q2導通后，放大器輸出翻轉，電容C1放電，Q1基極電位下降，放大功能減弱，實現下降。通過此電路，最終由Q1構成正弦振蕩電路，由輸出端子J3和J4輸出。