[實用新型]核電站堆芯核測系統使用的高性能信號處理模塊

有效

• 申請號: 201621285969.9
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN206272572U
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 王偉;于艷玲;周星;金舟鍇;王海南
• 申請（專利權）人: 中核核電運行管理有限公司;秦山核電有限公司
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32;H03F1/34
• 代理公司: 核工業專利中心11007
• 代理人: 程然

技術領域

本發明屬于核電站儀控系統技術領域，具體涉及一種核電站堆芯核測系統使用的高性能信號處理模塊。

背景技術

秦山核電一廠堆芯核測系統中使用的BD-IMCH1034型處理模塊負責將核電站堆芯核測系統中子探測器輸出的通量信號(低水平)隔離放大后輸出給電站計算機系統。電站運行二十多年間，該型信號處理模塊曾數次出現故障，影響了堆芯核測系統的正常工作。為了避免堆芯核測系統出現測量故障，保證機組穩定運行，中核核電運行管理有限公司一廠技術處提出在保證功能不變的前提下，重新開發一款新型處理模塊。新開發的處理模塊具有性能穩定、精度高、抗干擾能力強等特點，大大提高了堆芯核測系統的安全性和可靠性，確保了電站的長期穩定運行。

發明內容

本發明的目的是現有核電廠該類型信號處理模塊故障頻發，影響堆芯核測系統正常工作的問題，提供了一種核電站堆芯核測系統使用的高性能信號處理模塊。

本發明是這樣實現的：

一種核電站堆芯核測系統使用的高性能信號處理模塊，包括差分負反饋放大電路、隔離運放模塊、反向負反饋電路和濾波電路組成，外部供電電壓為±15VDC，輸出電壓為0-10V直流電壓信號；差分負反饋放大電路的輸出端與隔離運放模塊的輸入端連接，隔離運放模塊的輸出端分別與濾波電路的輸入端和反向負反饋電路的輸入端連接，濾波電路的輸出端與差分負反饋放大電路的輸入端連接；差分負反饋放大電路用于將輸入信號進行50倍放大；隔離運放電路用于將差分負反饋放大電路送入的信號進行隔離，隔離后的信號輸入到反向負反饋電路中；反向負反饋電路用于對隔離后的信號進行放大；濾波電路用于對隔離模塊轉換后的±15VDC電源進行濾波，處理后的±15VDC用來為差分負反饋放大電路提供直流供電；

如上所述的差分負反饋放大電路，該電路的運算放大器使用的是精密運算放大器，其型號是OPA627BP，該型運放的輸入偏置電流為1pA，差分輸入阻抗達1013Ω，溫漂為0.8μV/℃，偏置電壓為0.1mV，運放有外部調零端，可以使用電位器來消除失調，能夠提高放大器的輸出精度；差分負反饋放大電路負責將輸入信號精確放大50倍后輸出給隔離運放電路，放大倍數通過調節滑變電阻器P1上2腳的位置來確定；

差分放器OPA627BP的差分輸入端2腳和3腳之間將兩個二極管D1和D2進行反接實現保護功能，D1和D2使用的二極管型號為BAS116；差分放器OPA627BP的3腳和2腳輸入端分別串聯保護電阻R1和R2，阻值為4.75k；運放OPA627BP的2腳與6腳并聯跨接電阻R4和電容C3，R4的阻值為237k，C3的容值為0.1uF；差分放器OPA627BP的1腳和5腳之間連接滑變電阻器P1，P1的2腳與差分放器OPA627BP的7腳連接，通過移動P1上2腳的位置達到改變差分負反饋放大電路的放大倍數。

如上所述的隔離運放電路以隔離運放AD215BY為核心構成，該型運放的隔離電壓達1500VAC，增益為單位增益，非線性精度為±0.005％，P6為調零電位器；該模塊對輸入信號進行1:1隔離輸出，防止前后級電路之間的相互干擾；隔離運放電路外圍器件連接是該AD215BY的固定連接，AD215BY的36腳連接電R9，R9的另一端連接到滑動變阻器P6的滑動端2腳上，P6是滑變電阻器，其3腳與板卡GND2的地端連接，P6的1腳與R8連接，R8的另一端連接板卡正端供電電源+15V，R9的阻值為1M，R8的阻值為100K，P6的阻值范圍是0-10K。

如上所述的反向負反饋電路以精密運放OPA627BP為核心構成，運放OPA627BP的1腳和5腳之間跨接一滑變電阻器P2，通過調節P2的2腳的位置來調節運放OPA627BP的零點；運放OPA627BP的2腳輸入端將滑變電阻器P3和電阻R5串聯，通過調節P3的阻值可以調節電路的增益，P3的阻值范圍為1-1K，R5的阻值為4.22K，運放OPA627BP的6腳為輸出端，輸出端串聯三極管Q1，其型號為2N2219A，Q1的發射極E端為該反饋電路的輸出端；運放OPA627BP的2腳與三極管2N2219A的發射極跨接滑變電阻器P4，P4的電阻范圍為0-50K，精度為5％；P3和P4同時調節，可以使運放OPA627BP的增益放大為1-10倍不等，輸出的電壓為0～10VDC電壓信號不等；運放OPA627BP的2腳與三極管Q1的發射極E端跨接極性電容C1，其容值為1.7uF和容值為0.01uF的電容C2，C1與C2為并聯連接方式。