[發明專利]組合式過球檢測傳感器及其檢測方法

有效

• 申請號: 201910693268.0
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110400645B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 韓贊東;都東;鄭智文
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G21C17/06
• 分類號: G21C17/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 王艷斌

本發明公開了一種組合式過球檢測傳感器及其檢測方法，包括：傳感器骨架；第一檢測線圈和第二檢測線圈，第一檢測線圈和第二檢測線圈均勻地布置在過球管道周圍；控制器，用于在第一檢測線圈和第二檢測線圈分別接入電橋的相鄰兩個橋臂之后，采用正弦交流信號對檢測線圈進行激勵，使得當有石墨基體燃料球經過所述檢測線圈時，檢測線圈的阻抗產生變化，并通過電橋將阻抗的變化值轉換為電壓的變化值，提取得到過球信號。根據本申請的組合式過球檢測傳感器，傳感器制造工藝簡單，安裝時不破壞管道，檢修維護方便，可以有效檢測過球管道中的石墨基體燃料球，且檢測準確率高。

技術領域

本發明涉及檢測設備技術領域，特別涉及一種組合式過球檢測傳感器及其檢測方法，對石墨球或者石墨基體的燃料球進行檢測。

背景技術

目前，球床式高溫氣冷核反應堆由于具有固有安全性、發電效率高、能夠在不停堆的情況下完成燃料循環等優點，受到了許多國家的高度重視。過球計數器的功能是用于對球床式高溫氣冷堆核電站石墨基體燃料球的檢測和計數。準確檢測和記錄石墨基體燃料球的裝卸數量，有助于計算堆芯核燃料的剩余情況，從而判斷是否繼續向堆芯中加入新的燃料球以及加入的數量。所以過球計數器的準確計數是球床式高溫氣冷核反應堆能夠正常運行的重要保障。

目前采用的過球檢測方法多數基于電磁感應原理，當石墨基體燃料球經過檢測傳感器線圈周圍的交變磁場時，傳感器線圈的阻抗會發生變化，通過判斷傳感器線圈阻抗的變化從而判斷過球信息。

當前文獻可查的過球計數傳感器采用的方式包括：內裝式環形線圈、側壁打孔式放置線圈、半圓包覆式等。內裝式與側壁打孔式傳感器安裝時需要破壞管道，破壞了過球管道的完整性，并且在使用中出現問題，替換傳感器時必須拆卸過球管道，施工時間長；半圓包覆式傳感器的檢測線圈制作工藝復雜，制作出來的檢測線圈參數的一致性較差，造成過球傳感器調試困難，并且傳感器的參數一致性差，傳感器更換后需要重新調試檢測裝置，給使用帶來不便。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種組合式過球檢測傳感器。

本發明的另一個目的在于提出一種組合式過球檢測傳感器的檢測方法，該方法靈敏度高、非線性誤差低、抗共模干擾能力強。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了組合式過球檢測傳感器，包括：傳感器骨架；第一檢測線圈和第二檢測線圈，所述第一檢測線圈和第二檢測線圈均勻地布置在過球管道周圍；控制器，用于在所述第一檢測線圈和第二檢測線圈分別接入電橋的相鄰兩個橋臂之后，采用正弦交流信號對檢測線圈進行激勵，使得當有石墨基體燃料球經過所述檢測線圈時，所述檢測線圈的阻抗產生變化，并通過所述電橋將阻抗的變化值轉換為電壓的變化值，提取得到過球信號。

本發明實施例的組合式過球檢測傳感器，可以實現傳感器安裝時不破壞過球管道，不會因為石墨基體燃料球在管道中的一側通過而產生檢測信號波動，并且傳感器檢測線圈制作工藝簡單可以保證檢測線圈參數的一致性，提高計數的準確性。

另外，根據本發明上述實施例的組合式過球檢測傳感器還可以具有以下附加的技術特征：

在本發明的一個實施例中，第一檢測線圈和第二檢測線圈均由多個線圈串接組成。

在本發明的一個實施例中，第一檢測線圈和所述第二檢測線圈的間距為所述石墨基體燃料球的半徑。

在本發明的一個實施例中，所述第一檢測線圈中的多個線圈和所述第二檢測線圈中的多個線圈在任何時刻均與自身相鄰線圈的電流方向相反。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述控制器包括：處理電路，用于對所述電信號進行共模抑制、差動放大、帶通濾波、相敏檢波和低通濾波處理，得到所述過球信號。