Результат интеллектуальной деятельности: ЦИФРОВОЙ РЕАКТИМЕТР

Изобретение относится к области реакторных измерений и может быть использовано в системах контроля и управления ядерных реакторов.

Известно устройство измерения реактивности [1], состоящее из последовательно соединенных детектора нейтронов, измерителя сигнала, имитатора групп мгновенных и запаздывающих нейтронов и делителя, причем выход имитатора групп мгновенных и запаздывающих нейтронов соединен с первым входом делителя, а выход измерителя сигнала соединен со вторым входом делителя, выход которого является выходом устройства.

Недостатком устройства является ограниченный динамический диапазон измерения, равный 6-8 декадам, и относительно большая погрешность из-за нелинейности и дрейфа характеристик решающих элементов имитатора.

Известен цифровой реактиметр [2], содержащий измерительные каналы, каждый из которых состоит из ионизационной камеры, преобразователя (трансмиттера), измерителя, согласующего устройства, мини-ЭВМ и периферийных устройств индикации и управления.

Динамический диапазон измерения реактивности цифрового реактиметра составляет ~10 декад. Помехоустойчивость этого реактиметра мала.

Эти недостатки объясняются следующим. Динамический диапазон измерения сигнала ограничен возможностями каналов измерения, каждый из которых состоит из ионизационной камеры и преобразователя в код магистрали мини-ЭВМ. Помехозащищенность реактиметра складывается из защищенности каждого канала, которая при токах 10^-8 А весьма мала из-за наличия помех в линии связи.

Задачей изобретения является расширение динамического диапазона измерения и повышение помехозащищенности реактиметра.

Поставленная задача решается тем, что в известный цифровой реактиметр, содержащий n-ное число каналов, каждый из которых включает последовательно включенные ионизационную камеру, электрометрический усилитель с преобразователем сигнала усилителя в код магистрали, к которой также подключено устройство обработки (мини-ЭВМ), введены спектрометрический усилитель, дискриминатор, преобразователь счет-код, выход которого соединен с магистралью своего канала, коммутатор и дополнительное устройство обработки, управления и индикации.

Вход спектрометрического усилителя через конденсатор соединен с плюсовым электродом камеры, а выход - с входом дискриминатора. Выход дискриминатора соединен с входом преобразователя счет-код, выход которого соединен с магистралью устройства обработки своего канала. Выход устройства обработки соединен через коммутатор с дополнительным устройством обработки, управления и индикации.

Признаки, отличающие предлагаемый реактиметр от прототипа, - наличие дополнительного импульсного канала, состоящего из спектрометрического усилителя, дискриминатора и преобразователя счет-код, устройства обработки в каждом канале и коммутатора с дополнительным устройством обработки, управления и индикации - обуславливают расширение диапазона измерения и повышение помехоустойчивости за счет перехода с измерения малых токов, менее 10^-8 А, на измерение импульсов с камеры, число которых пропорционально потоку нейтронов.

На чертеже приведена схема цифрового реактиметра.

Цифровой реактиметр содержит n-ное число измерительных каналов l₁...l_n, каждый из которых состоит из ионизационной импульсно-токовой камеры 2, электрометрического усилителя 3, преобразователя сигнала усилителя в код 4, спектрометрический усилитель 5, дискриминатор 6, преобразователь счет-код 7, устройство управления и обработки 8, коммутатор 9 и дополнительного устройства обработки, управления и индикации 10.

Цифровой реактиметр работает следующим образом.

При энергетической мощности реактора поток нейтронов на ионизационной камере 2 каждого канала формирует ток, пропорциональный величине потока. Ток поступает на электрометрический усилитель 3, на выходе которого формируется сигнал, поступающий на вход преобразователя 4. Преобразователь формирует в магистрали канала сигналы, которые поступают в устройство обработки 8 и далее через коммутатор 9 в дополнительное устройство 10, которое производит вычисление величины мощности и реактивности ядерного реактора.

При снижении мощности величина тока с камеры 2 снижается и представляет собой наложенные импульсы с загрузкой, меньшей 10⁷ имп./с. Импульсы с камеры 2, шумы и помехи линии связи поступают через разделительный конденсатор на вход спектрометрического усилителя 5. Усиленные сигналы поступают на вход дискриминатора 6, где происходит отделение шумов и помех от полезного сигнала путем их дискриминации по уровню входного сигнала. Кроме того, дискриминатор 6 формирует выходной сигнал по длительности и уровню. Сформированные импульсы с дискриминатора поступают на вход преобразователя счет-код 7, выход которого связан с магистралью канала. По магистрали канала сигналы с преобразователей 7 и 4 поступают на устройство обработки 8. Устройство 8 производит прием поступающей информации от преобразователей 4 и 7, выбирает один из каналов и формирует сигнал через коммутатор 9 на устройство управления, обработки и индикации 10. Коммутатор 9 по сигналам от устройства 10 подключается к одному из каналов 1, производит вычисление величины реактивности путем решения уравнения кинетики реактора по плотности потока нейтронов, формирует на мониторе численное значение мощности и реактивности по каждому каналу.

Таким образом, предлагаемый цифровой реактиметр позволяет обеспечить вычисление реактивности в широком диапазоне измерения (10-12 декад) мощности реактора с учетом его пространственных эффектов при наличии помех в линии связи длиной 30-50 м между камерой и прибором.

Источники информации
1. Карасев И. Б. и др. "Разработка схем реактиметров для ЯР". Вопросы атомной науки и техники. Ядерное приборостроение. - Выпуск 36, М., Атомиздат, 1978 г., с. 59.

2. Сарыров В. Н. , Воскресенский Ф.Ф., Горбунов А.П. "Цифровые реактиметры". Атомная техника за рубежом. 1979 г. 11, с. 19, рис. 1 (Прототип).