[發(fā)明專利]一種核電站用單通道聲發(fā)射信號采集裝置

在審

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• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114354765A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設計）人: 張雷;陳衛(wèi)軍;魏華彤;夏增輝;王歡
• 申請（專利權）人: 中國核電工程有限公司;長沙鵬翔電子科技有限公司
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24;G01N29/14
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 任曉航

本發(fā)明屬于核工業(yè)數(shù)據(jù)采集技術領域，具體涉及一種核電站用單通道聲發(fā)射信號采集裝置，用于將輻射區(qū)的聲發(fā)射傳感器(3.1)發(fā)射的聲發(fā)射信號收集并傳送給輻射區(qū)之外的工控設備(3.4)，包括設有聲發(fā)射信號放大器(3.2)的聲發(fā)射信號采集器(3.3)，聲發(fā)射信號放大器(3.2)與聲發(fā)射傳感器(3.1)連接，用于將聲發(fā)射傳感器(3.1)發(fā)出的聲發(fā)射信號進行放大；聲發(fā)射信號采集器(3.3)與工控設備(3.4)連接，用于采集聲發(fā)射信號放大器(3.2)放大后的聲發(fā)射信號進行計算分析并將結果傳送給工控設備(3.4)。本發(fā)明為核電站提供了一種單通道分布式聲發(fā)射信號采集方案，解決聲發(fā)射數(shù)據(jù)網(wǎng)絡傳輸和聲發(fā)射設備分布式布置的問題，也同樣適用于具有類似需求對象。

技術領域

本發(fā)明屬于核工業(yè)數(shù)據(jù)采集技術領域，具體涉及一種核電站用單通道聲發(fā)射信號采集裝置。

背景技術

聲發(fā)射是材料中因裂縫擴展、塑性變形或相變等引起應變能快速釋放而產(chǎn)生的應力波現(xiàn)象。利用接收聲發(fā)射信號研究材料、動態(tài)評價結構的完整性稱為聲發(fā)射檢測技術。由于聲發(fā)射技術先進性，目前已在核電站進行推廣應用，核電站在管道泄漏、容器檢測、裂紋檢測等領域逐步采用聲發(fā)射檢測技術。

聲發(fā)射信號頻率通常可以達到幾百KHz，聲發(fā)射信號的采集頻率要求一般在1MHz以上。受到聲發(fā)射應用市場限制，聲發(fā)射信號采集設備目前主要采用PCI、PCIE、PXI接口的采集板卡進行采集。部分聲發(fā)射公司的聲發(fā)射采集卡內(nèi)置聲發(fā)射信號特征參數(shù)計算功能，可將聲發(fā)射特征參數(shù)或波形參數(shù)發(fā)給工控機軟件進行二次應用，而大部分常規(guī)采集卡只能完成聲發(fā)射信號的高頻采集，而無法完成聲發(fā)射特征參數(shù)的計算，需要由上位機軟件完成，由于聲發(fā)射信號特征參數(shù)計算專業(yè)性強，極大增加了上位機軟件開發(fā)難度，同時也會增加上位機軟件的計算負荷。

聲發(fā)射技術在核電站實施過程中，采用聲發(fā)射采集卡集中采集的方式，需要部署大量采集電纜，增加了施工難度和成本，后期聲發(fā)射測量通道增減的靈活性、可擴展性、操作便捷性也受到限制。隨著邊緣計算技術和網(wǎng)絡化技術的發(fā)展，核電站數(shù)據(jù)采集方式正在從集中采集向分布式采集轉變，聲發(fā)射信號采集方式也依托于邊緣技術水平的提高、以太網(wǎng)傳輸技術的發(fā)展以及芯片計算能力的提升向著邊緣層分布式采集轉變。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可以用于核電站的分布式聲發(fā)射信號采集裝置，該采集裝置可布置在核輻射區(qū)域內(nèi)的聲發(fā)射傳感器附近，具有耐受核輻射特性，可遠距離傳輸聲發(fā)射信號，并對聲發(fā)射信號進行采集和計算分析。

為達到以上目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種核電站用單通道聲發(fā)射信號采集裝置，用于將輻射區(qū)的聲發(fā)射傳感器發(fā)射的聲發(fā)射信號收集并傳送給輻射區(qū)之外的工控設備，其中，包括設有聲發(fā)射信號放大器的聲發(fā)射信號采集器，所述聲發(fā)射信號放大器與所述聲發(fā)射傳感器連接，用于將所述聲發(fā)射傳感器發(fā)出的所述聲發(fā)射信號進行放大；所述聲發(fā)射信號采集器與所述工控設備連接，用于采集所述聲發(fā)射信號放大器放大后的所述聲發(fā)射信號進行計算分析并將結果傳送給所述工控設備。

進一步，所述聲發(fā)射信號放大器采用純模擬電路，能夠耐輻射，無需單獨的外部電源供電；所述聲發(fā)射信號放大器上設置BNC信號輸入端和BNC信號輸出端。

進一步，所述聲發(fā)射信號放大器通過聲發(fā)射信號采集通道與所述聲發(fā)射傳感器連接，所述聲發(fā)射信號采集通道連接在所述BNC信號輸入端上；所述聲發(fā)射信號放大器通過信號傳輸通路與所述聲發(fā)射信號采集器連接，所述信號傳輸通路連接在所述BNC信號輸出端上。

進一步，

所述聲發(fā)射信號采集器的機殼外部設置電源撥鍵開關、電源接線端子、聲發(fā)射信號BNC接入口、同步信號BNC接入口、SD卡槽、電源指示燈、通訊指示燈、RJ45網(wǎng)絡接口和散熱口；

所述電源撥鍵開關和所述電源接線端子用于電源接入和通斷控制；

所述聲發(fā)射信號BNC接入口用于與所述BNC信號輸出端連接，用于采集放大后的所述聲發(fā)射信號；