Устройство для обнаружения течи

 

Изобретение относится к исследованию и анализу объектов, излучающих акустическую энергию. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и достоверности обнаружения течи в парогенераторах атомных реакторов путем поддержания заданного среднего значения информативного параметра. Устройство содержит блок 1 управления, блок 2 акустических преобразователей, блок 3 коммутации, блок 4 усиления, фильтрации и формирования, блок 5 определения корреляционной функции и связанного с ней информативного параметра, блок 6 формирования сигнала тревоги и блок 7 сигнализации тревоги. Блок 5 определения корреляционной функции и связанного с ней информативного параметра содержит блок формирования знакового сигнала, узел дискретизации по времени регистр сдвига, блоки сравнения знаков, блок определения направления счета, реверсивные счетчики, мультиплексоры, узлы сравнения, дешифратор, элементы И, элементы ИЛИ, триггер и узел задержки. Устройство обеспечивает коррекцию значений временных сдвигов, используемых для определения информативного параметра. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, ° Лй

РЕСГ}УБ ЛИК

А1 (Э (1И

2 2 (51)5 G 01 И 3 24

ОПИСАНИЕ -ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4485243/25-28 (22) 06 ° 07.88 (46) 23.03.90. Бюл. 9 11 (72) В.С, Дунаев и А.В. Балашов (53) 620.165.29(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1254854, кл. С 01 И 3/24, 1988.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

ТЕЧИ (57) Изобретение относится к исследованию и анализу объектов, излучакицих акустическую энергию. Цель изобретения — повьппение помехоустойчивости

1 552032 и достоверности обнаружения течи в парогенераторах атомных реакторов путем поддержания заданного среднего .значения информативного параметра.

Устройство содержит блок 1 управления, блок 2 акустических преобразователей, блок 3 коммутации, блок 4 усиления, фильтрации и формирования, блок 5 определения корреляционной функции и 1О

Связанного с ней информативного параметра, блок 6 формирования сигнала тревоги и блок 7 сигнализации тревоги.

Блок 5 определения корреляционной функции и связанного с ней информатив- !5 ного параметра, блок 6 формирования

Изобретение относится к области исследования и анализа объектов, излучающих акустическую энергию, и может быть использовано для обнаруже(Ния аварийного состояния труб пароге- 25

Нераторов атомных реакторов с жидкометаллическим теплоносителем, возниКающего при течи воды в натрий.

Целью изобретения является повыШение помехоустойчивости и достоверНости обнаружения течи путем поддержания заданного среднего значения

Информативного параметра.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для обнаружения течи; на фиг. 2 — структурная схема бло35 ка определения корреляционной функции и связанного с ней информативного параметра.

Устройство для обнаружения течи содержит блок 1 управления, последовательно соединенные блок 2 акустических преобразователей, блок 3 коммутации, блок 4 усиления, фильтрации и формирования, блок 5 определения кор- 45 реляционной функции и связанного с ней информативного параметра, блок 6 формирования сигнала тревоги и блок 7 сигнализации тревоги.

Блок 5 определения корреляционной функции и связанного с ней информативного параметра содержит последовательно соединенные блок 8 формирования знакового сигнала, узел 9 дискретизации по времени, второй вход которого

55 соединен с первым выходом блока 1 управления, и регистр 10 сдвига, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 1 управления, первый 11 сигнала тревоги и блок 7 сигнализации тревоги. Блок 5 определения корреляционной функции и связанного с ней информативного параметра содержит блок формирования знакового сигнала, узел дискретизации по времени регистр сдвига, блоки сравнения знаков, блок определения направления счета, реверсивные счетчики, мультиплексоры, узлы сравнения, дешифратор, элементы И, элементы ИЛИ, триггер и узел задержки, Устройство обеспечивает коррекцию значений временных сдвигов, используемых для определения информативного параметра. 2 ил. и второй 12 блоки сравнения знаков, первые входы которых соединены с первым выходом регистра 10 сдвига, блок

13 определения направления счета, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого 11 и второго 12 блоков сравнения знаков, и первый реверсивный счетчик

14, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 13 определения направления счета, третий вход которого соединен с третьим выходом блока 1 управления, первый мультиплексор 15, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым и пятым выходами регистра

10 сдвига, а выход — с вторым входом первого блока 11 сравнения знаков, второй мультиплексор 16„ первый, второй, третий и четвертый входы которого ñîåäèíåíû соответственно с шестым, седьмым, восьмым и девятым выходами регистра 10 сдвига, а выход — с вторым входом второго блока 12 сравнения знаков, первый 17 и второй 18 узлы сравнения, первые входы которых являются входами опорных значений информативного параметра, а вторые соединены с выходом первого реверсивного счетчика 14, дешифратор 19, адресный вход которого соединен с восьмым выходом блока 1 управления, а управляющий вход — с девятым выходом блока 1 управления, первый 20 и второй 21 элементы И, первые входы которых соединены соответственно с выходами первого 17 и второго 18 узлов

5 15520 . сравнения, первый элемент ИЛИ 22, первый и второй входы которого соедине ны соответственно с выходами первого

17 и второго 18 узлов сравнения, первый 23, второй 24, третий 25, четвертый 27 и шестой 28 триггеры, информационные Р-входы которых соединены с. выходом первого элемента ИЛИ 22, а

С-входы синхронизации — соответствен- 10 но с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами дешифратора 19, узел 29 задержки, вход которого соединен с шестым выходом дешифратора 19, второй элемент ИЛИ 30, пер-15 вый вход которого соединен с выходом узла 29 задержки, второй вход "Сброс" с девятым выходом блока 1 управления, а выход — с R-входами сброса триггеров 23-28, третий элемент И 3 1, пер- 20 вый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с выходами триггеров 2328, а выход — с вторыми входами первого 20 и второго 21 элементов И, второй 25 реверсивный счетчик 32, прямой и инверсный входы которого соединены соответственно с выходами первого 20 и второго 21 элементов И,вход "Сброс" с девятым выходом блока 1 управления 30 и вторым входом второго элемента ИЛИ

30, а выход — соответственно с адресными входами первого 15 и второго 16 мультиплексоров.

Устройство работает следующим об35 раэоме

Акустический шум парогенератора преобразовывают в электрические сигналы с помощью акустических преобра- 40 зователей блока 2. В блоке 3 коммутируют электрические сигналы высокочастотного спектра от акустических преобразователей и в блоке 4 усиливают и формируют их. В блоке 8 формируют 4 знаковый сигнал, определяют значение знаковой автокорреляционной функции преобразованного в электрические сигналы акустического шума в двух заданных точках и по ним определяют величину тангенса угла наклона знаковой автокорреляционной функции в блоке 5, сравнивают величину тангенса угла наклона знаковой автокорреляIgfoнной A Kции ми в блоке 6 и при выходе контролируемого параметра за пределы уставок включают сигнализацию тревоги,в блоке 7 и делают вывод о наличии течи.

32 6

Блок определения корреляционной функции и связанного с ней информа тивного параметра работает следующим образом.

Сформированный блоком 8 знаковый сигнал поступает в узел 9 дискретизации по времени, с выхода которого выбором знакового сигнала с периодом

Т, имеющим жестко фиксированную величину, поступает на вход регистра 10 сдвига. На первые входы первого 11 и второго 12 блоков сравнения знаков с первого выхода регистра 10 сдвига поступает значение сдвига в точке

, = 0 оси временных сдвигов. С выходов первого 15 и второго 16 мультиплексоров на вторые входы первого и второго 12 блоков сравнения знаков поступают значения временных сдвигов автокорреляционной функции в двух точках и используются для определения величины, пропорциональной тангенсу угла наклона знаковой автокорреляционной функции. Эта величина определяется с помощью блока 13 определения направления счета и первого реверсивного счетчика 14, с выхода которого, являющегося также выходом блока 5 определения корреляционной функции и связанного с ней информативного параметра, она поступает на вторые входы первого 17 и второго 18 узлов сравнения, на первые входы которых поступают опорные значения информативного параметра, которые задают пределы изменения этого параметра в номинальном режиме работы парогенератора. Коды опорных значений задаются с помощью подачи логических уровней "0" (потенциал Земли) и "1" (путем соединения через резистор с источником +5В). Первым узлом 17 сравнения текущее значение информативного параметра сравнивается с нижним пределом. Если значение параметра становится меньше заданного значения нижнего предела, с выхода "Меньше" первого узла 17 сравнения, выполненного, например, на микросхемах серии 555СП1, поступает сигнал на первый, вход элемента И 20 и на первый вход элемента ИЛИ 22, вторым узлом 1.8 сравнения текущее значение информативного параметра сравнивается с верхним пределом.

Если значение параметра становится больше заданного значения верхнего предела, с выхода "Больше" второго узла 18 сравнения на первый вход

1552032 второго элемента И 21 и на второй вход первого элемента ИЛИ 22 поступает сигнал. При поступлении сигнала логической "1" на любой из входов первого элемента ИЛИ 22, указывающего

На выход информативного параметра эа заданные пределы, с выхода первого элемента ИЛИ 22 поступает сигнал ло1ической "1" на информативные входы

D-триггеров 23-28, которые устанавЛиваются в исходное состояние сигна,«1ом "Сброс", поступающим, с девятого выхода блока 1 управления. В процесcle последовательного опроса акусти- 15 ческих преобразователей на адресный в сод дейифратора 19 поступает сигнал с восьмого выхода блока 1 управления, который дешифрируется. С выходов деш««фратора 19 на С-входы синхронизац1«и триггеров 23-28 поступают последовательно во времени сигналы, разрешающие запись логической "1", поступающей на информативные входы D- òðèãг ров 23-28. Таким образом, на триггерах 23-28 фиксируется событие, которое заключается в выходе за задан« «е пределы текущего значения информат««вного параметра, которое определяетс«« для каждого датчика в процессе цик-30 л««ческого опроса акустических преобразователей.

На дешифратор 19 подаются адреca д тчик ов, одинаковым об раз ом р е агируюШих на нестационарные изменения режнмов парогенератора, сопровождающихся уменьшением или увеличением уровня шумов, приводящим к изменению формы спектра а следовательно к изменению 40 наклона начального участка корреляционной функции и изменению информативного параметра, зависящего от корреляционной функции. Если при прохождении цикла опроса всех датчиков на всех триггерах 23-28 зафиксирован вы>op информативного параметра за заданНые для номинального режима работы парогенератора пределы, это означает, ïo режим реботы парогенератора изменился. При этом на входы третьего элемента И 31 с выходов триггеров

23-28 поступают сигналы уровня логической "1", а с выхода третьего элемента И 3 1 на вторые вхорь« первого 20

55 и второго 21 элементов И поступает сигнал логической 1 . Если в состояние логической "1" установлены не все триггеры 23-28, то это может служить свидетельством реакции информативного параметра на кратковременные нестационарные изменения шумов парогенераторов, связанные с различными не стационарными технологическими помехами. В процессе последовательного опроса датчиков при появлении сигнала на шестом выходе дешифратора 19 этот сигнал, проходя через узел 29 задержки, поступает на первый вход второго элемента ИЛИ 30 и с его выхода на R-входы сброса триггеров 2328, устанавливая их в исходное состояние.

Сигнал уровня логической "1", поступающий на вторые входы первого 20 и второго 21 элементов И, разрешает прохождение сигналов на их первые входы. Затем эти сигналы поступают с выходов первого 20 и второго 21 элементов И соответственно на прямой и инверсный входы второго реверсивного счетчика 32, увеличивая или уменьшая его содержимое на единицу.

В исходное состояние счетчик 32 устанавливается по сигналу "Сброс", поступающему на его вход с девятого выхода блока 1 управления. Код с выхода второго реверсивного счетчика

32 поступает на адресные входы первого 15 и второго 16 мультиплексоров.

Адрес задает каналы мультиплексоров !

5 и 16. В зависимости от адреса на один из входов мультиплексоров 15 и

16 поступают с регистра 10 сдвига и проходят на выходы мультиплексоров

15 и 16 соответствующие значения задержки, которые обеспечивают при определении информативного параметра также его значения, которые не выходят за заданные пределы при любых режимах работы парогенератора.

Предлагаемое устройство обеспечивает возможность обнаружения нестационарных изменений шумов парогенератора при изменении их режимов работы, приводящих к уменьшению или увеличению мощности шума и изменению формы спектра и наклона начального участка знаковой автокорреляционной функции, а также позволяет ввести корреляцию значений временных сдвигов, используемых для определения информативного параметра.

Формула изобретения

Устройство для обнаружения течи, содержащее блок управления, последо5

9 155 вательно соединенные блок акустических преобразователей, блок коммутации, блок усиления, фильтрации и формирования, блок определения корреляционной функции и связанного с ней ий@ормативного параметра, включающий соединенные последовательно блок формирования знакового сигнала, узел дискретизации по времени, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, и регистр сдвига, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, первый и второй блоки сравнения знаков, первые входы которых соединены с первым выходом регистра сдвига, блок определения направления счета, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков сравнения знаков, и первый реверсивный счетчик, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока определения йаправления счета, а третин вход которого соединен с третьим. выходом блока управления, блок формирования сигнала тревоги, входы которого соединены с чет. вертым, пятым, шестым и седьмым выходами блока управления, и блок сигнализации тревоги, а второй вход блока коммутации соединен с седьмым выходом блока управления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и достоверности, блок определения корреляционной функции и связанного с ней информативного параметра включает первый и второй мультиплексоры, первый и второй узлы сравнения, дешифратор, первый, второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой триггеры, узел задержки и второй реверсивный счетчик, причем, riep-. вый, второй, третий и четвертый входы первого мультиплексора соединены соответственно с вторым, третьим, чет2032 l0 вертым и пятым выходами регистра сдвига, первый, второй, третий и четвертый входы второго мультиплексора соединены соответственно с шестым, седьмым,,восьмым и девятым выходами ре-; гистра сдвига, выходы первого и второго мультиплексоров соединены соответственно с вторыми входами первого и второго блоков сравнения знаков, а адресные входы соединены с выходом второго реверсивного счетчика, первые входы первого и второго узлов сравнения являются входами опорных значений информативного параметра, а вторые входы соединены с выходом первого реверсивного счетчика, выход первого узла. сравнения соединен с первыми входами первого элемента И и первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго узла сравнения и первым входом второго элемента И, адресный вход дешифратора соединен с восьмым выходом блока управления, управляющий вход дешифратора соединен с девятым вьпюдом блока управления, а первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы соединены соответственно с входами синхронизации первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого триггеров, информационные входы которых соединены с выходом первого элемента ИЛИ, входы сброса соединены с выходом второго элемента ИЛИ, а вы ."оды соединены соответственно с пер вым, вторым, третьим, четвертым, пятъпч и шестым входами третьего элемента И, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с прямым и инверсным входами второго реверсивного счетчика, вход сброса которого соединен с десятым выходом блока управления и вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом узла задержки, вход которого соединен с шестым выходом дешифратора.

1552032

Составитель В. Черноусов

Редактор А. Шандор Техред А.Кравчук Корректор Т. Малец

Заказ 323 Тираж 442 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, r Ужгород, ул. Гагарина, 101

ff 1I