[發明專利]一種多量程氚濃度在線測量信號處理系統

在審

• 申請號: 202110986850.3
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113552609A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 徐靈杰;張帥;劉曉松;孫勝;馮明全;魏甫;岳瀟;傅源杰;曹娜
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G01T1/167
• 分類號: G01T1/167;G01T1/16;G01T7/12;G08B21/18
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 喻英

本發明公開了一種多量程氚濃度在線測量信號處理系統，涉及氚濃度測量技術領域，其技術方案要點是：包括傳感器模塊、低濃度氚測量模塊、中低濃度氚測量模塊以及高濃度氚測量模塊、ARM信號處理模塊、PC顯示存儲模塊、恒溫模塊以及系統供電的電源模塊；低濃度氚測量模塊、中低濃度氚測量模塊和高濃度氚測量模塊均與ARM信號處理模塊的輸入端連接，PC顯示存儲模塊和恒溫模塊均與ARM信號處理模塊的輸出端連接。本發明對多量程氚濃度的在線測量、顯示、存儲及數據分析，并對不同氚濃度氣體的測量進行自動控制和預警響應，有效避免了人為操作的風險和失誤率，提高了氚測量過程監測和控制的自動化執行效率，且提升了整個系統運行的安全性。

技術領域

本發明涉及氚濃度測量技術領域，更具體地說，它涉及一種多量程氚濃度在線測量信號處理系統。

背景技術

氚具有放射性，在自然界中的含量極少，主要是從核反應中產生。在以He-3為介質的輻照回路瞬態試驗中會產生大量的氚。在涉氚工藝操作等工況下，需要對氚濃度進行實時測量，一方面能夠監測到氚所在工藝環境、管道系統中的濃度，判斷是否有氚泄漏，另一方面還能為含氚氣體后處理提供監測數據。目前氚測量方法主要采用離線法，通過吸附取樣進行質樸分析來測量。這種方法檢測實時性不強、精度不高，適用范圍較窄。另一種方法是采用電離室，通過測量β衰變產生的電流值來推算氚濃度。這種方法主要用于高濃度氚的監測，受氚在內壁吸附產生的記憶效應影響，低濃度氚的測量準確度無法保證。在實際應用過程中，氚濃度測量系統通常只是對氚處理過程的監控，測量人員根據氚濃度值的范圍手動切換合適的氚濃度測量模塊進行調整。但是，這種半自動化的控制過程不僅存在人為操作失誤的風險，稍有不慎若造成氚泄露，后果將不堪設想。而且一般涉及到氚測量的場地距離反應堆廠房工作區都較近，輻射強度較高，對現場操作工作人員的身體健康存在潛在的危害，在這種惡劣環境下，工作人員的執行效率也勢必會有所降低，不利于氚氣體濃度的實時測量。另外，目前氚測量系統多是單量程或雙量程，關于多量程的氚濃度實時測量系統研究涉及較少。

因此，如何研究設計一種多量程氚濃度在線測量信號處理系統是我們目前急需解決的問題。

發明內容

為解決現有技術中的不足，本發明的目的是提供一種多量程氚濃度在線測量信號處理系統，用于含氚氣體濃度的實時測量以及智能化監測，實現了多量程氚濃度測量模塊信號的顯示、傳輸、存儲以及數據分析，并對故障、過載等異常情況進行預警響應，能夠提高氚測量過程監測和控制的自動化執行效率，并且能夠提升整個系統運行的安全性以及改善現場操作人員的工作環境。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種多量程氚濃度在線測量信號處理系統，包括傳感器模塊、低濃度氚測量模塊、中低濃度氚測量模塊以及高濃度氚測量模塊、ARM信號處理模塊、PC顯示存儲模塊、恒溫模塊以及系統供電的電源模塊；

低濃度氚測量模塊、中低濃度氚測量模塊和高濃度氚測量模塊均與ARM信號處理模塊的輸入端連接，PC顯示存儲模塊和恒溫模塊均與ARM信號處理模塊的輸出端連接；

當樣品氚氣體濃度低于氚濃度下限閾值時，傳感器模塊測量低濃度氚測量模塊中的吹掃氣體P10，得到低濃度測量信息；

當樣品氚氣體濃度大于或等于氚濃度下限閾值，且小于氚濃度上限閾值時，傳感器模塊測量中低濃度氚測量模塊中的吹掃空氣，得到中低濃度測量信息；

當樣品氚氣體濃度大于或等于氚濃度上限閾值時，傳感器模塊測量高濃度氚測量模塊中的樣品氣體，得到高濃度測量信息；

ARM信號處理模塊依據氚濃度上下限閾值對低濃度測量信息、中低濃度測量信息或高濃度測量信息進行分析判斷，并生成控制低濃度氚測量模塊、中低濃度氚測量模塊和高濃度氚測量模塊自動切換的控制信號。

進一步的，所述氚濃度下限閾值為1MBq/m³，氚濃度上限閾值為1GBq/m³。