[發(fā)明專(zhuān)利]一種核測(cè)用小電流信號(hào)多量程采集及切換裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010013581.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113162599A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程金超;張衛(wèi)軍;張潤(rùn)仲;李寶成;趙璐;佟燕松;劉利平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中核控制系統(tǒng)工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H03K19/0175
• 分類(lèi)號(hào): H03K19/0175;G01T1/185;G01T7/00
• 代理公司: 核工業(yè)專(zhuān)利中心 11007
• 代理人: 張雅丁

本發(fā)明屬于核探測(cè)器信號(hào)采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種核測(cè)用小電流信號(hào)多量程采集及切換裝置。由信號(hào)采集部分和數(shù)字化控制兩部分組成；所述信號(hào)采集部分主要功能是將探測(cè)器的小電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，輸出到數(shù)字化控制部分，并滿足系統(tǒng)要求的精度和響應(yīng)時(shí)間。本裝置可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集自動(dòng)切換量程，采集范圍寬，最低可至10pA。采集精度高，具有較高的抗干擾能力。采用元器件多為表貼，易于規(guī)模化生產(chǎn)和調(diào)試。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核探測(cè)器信號(hào)采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種核測(cè)用小電流信號(hào)多量程采集及切換裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)補(bǔ)償電離室核探測(cè)器小電流信號(hào)的采集，多選用純模擬器件，且為直插元器件，將采集到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)數(shù)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，采集精度不高，特別是當(dāng)電流小于nA數(shù)量級(jí)時(shí)。

因小電流信號(hào)采集范圍較寬，跨越超過(guò)八個(gè)數(shù)量級(jí)，需根據(jù)電流大小分量程進(jìn)行采集。現(xiàn)有技術(shù)中，采用手動(dòng)旋鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)電流信號(hào)采樣量程的切換，操作費(fèi)時(shí)、繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種核測(cè)用小電流信號(hào)多量程采集及切換裝置，實(shí)現(xiàn)堆外核測(cè)系統(tǒng)對(duì)核探測(cè)器小電流信號(hào)的采集，達(dá)到寬范圍測(cè)量、自動(dòng)量程檔位切換、高精度采集等功能。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種核測(cè)用小電流信號(hào)多量程采集及切換裝置，由信號(hào)采集部分和數(shù)字化控制兩部分組成；

所述信號(hào)采集部分主要功能是將探測(cè)器的小電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，輸出到數(shù)字化控制部分，并滿足系統(tǒng)要求的精度和響應(yīng)時(shí)間。

信號(hào)采集部分分為兩部分，第一部分為前放模塊，包括電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊通過(guò)長(zhǎng)電纜與探測(cè)器直接相連，作用是采集探測(cè)器小電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；

電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊還接收探測(cè)器仿真輸入模塊傳入的信號(hào)，以及檔位切換模塊傳入的信號(hào)。

信號(hào)采集部分第二部分為主放模塊，包括電源處理模塊、電壓放大模塊、隔離輸出模塊、檔位碼輸入模塊、檔位切換模塊、故障及離柜報(bào)警模塊；

作用是實(shí)現(xiàn)信號(hào)檔位調(diào)節(jié)，進(jìn)行電壓信號(hào)放大，并隔離輸出至數(shù)字化控制部分。

電壓放大模塊接收前放模塊傳入的電壓信號(hào)，放大后傳送給隔離輸出模塊，隔離輸出模塊再將信號(hào)傳送給數(shù)字化控制部分的AI卡.

故障及離柜報(bào)警模塊將系統(tǒng)的電源異常、離柜報(bào)警等故障信號(hào)傳送給數(shù)字化控制部分；

檔位碼輸入模塊接收數(shù)字化控制部分DO卡的信號(hào)，并將信號(hào)傳送給檔位切換模塊；

所述主放模塊中還包括電源處理模塊，其與外部供電電源相連，濾波后為系統(tǒng)提供工作電源。

信號(hào)采集部分采用分段放大的方法，可將整個(gè)電流測(cè)量范圍按數(shù)量級(jí)分為8個(gè)量程，在相應(yīng)的電流采樣范圍內(nèi)切換采樣電阻，每個(gè)量程的電壓輸出均為0-10V；

由超低漏電流的模擬開(kāi)關(guān)連通各量程電阻，并控制切換量程，可以避免自動(dòng)切換時(shí)放大器的飽和輸出。

數(shù)字化控制部分采用數(shù)字化處理板卡，包括AI卡、控制卡和DO卡，由AI板卡接收信號(hào)采集部分的電壓信號(hào)，送到控制板卡中，控制板卡根據(jù)電壓信號(hào)的大小，判斷當(dāng)前采集量程是否需要切換，及向上還是向下量程切換，并通過(guò)DO卡輸出量程切換信號(hào)至信號(hào)采集部分的檔位碼輸入模塊，實(shí)現(xiàn)采集量程的切換。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.信號(hào)采集自動(dòng)切換量程，采集范圍寬，最低可至10pA。

2.采集精度高，具有較高的抗干擾能力。

3.采用元器件多為表貼，易于規(guī)模化生產(chǎn)和調(diào)試。

附圖說(shuō)明