Способ настройки спектрометрической аппаратуры



Способ настройки спектрометрической аппаратуры
Способ настройки спектрометрической аппаратуры
Способ настройки спектрометрической аппаратуры
Способ настройки спектрометрической аппаратуры
H03K3/84 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Владельцы патента RU 2759541:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" (RU)

Изобретение относится к области аналого-цифровой вычислительной техники. Технический результат - повышение точности настройки спектрометрической аппаратуры и оперативной замены измерительной аппаратуры. Для этого в способе выполняют регистрацию импульсных сигналов детектора нейтронного потока ядерного реактора, контроль и обработку выходного аналогового сигнала спектрометрического усилителя, сохранение информации. Для настройки подключают калибровочную аппаратуру, обеспечивающую настройку спектрометрического тракта настраиваемой аппаратуры. На ее вход подают спектрометрический импульсный сигнал с детектора и усредняют спектрометрические импульсы напряжения. Оцифровывают усредненный импульс напряжения и сохраняют оцифрованную информацию. Отключают детектор от входа калибровочной аппаратуры и подключают к этому входу через токоформирующие резисторы генератор импульсов произвольной формы. Преобразуют в аналоговую форму и формируют аналоговый импульсный сигнал на выходе спектрометрического усилителя. Регулировкой амплитуды выходного импульса напряжения генератора настраивают амплитуду выходного импульса напряжения спектрометрического усилителя калибровочной аппаратуры, добиваясь совпадения по амплитуде с усредненным импульсом напряжения. 3 ил.

 

Изобретение относится к области аналого-цифровой вычислительной техники и может быть использовано для настройки аппаратуры измерения мощности и реактивности ядерных реакторов и оперативной проверки их работоспособности.

На разных этапах жизнедеятельности ядерных реакторов - при физпуске, эксплуатации на мощности, остановке реактора, проведении ремонтных работ, осуществляется контроль за состоянием активной зоны с помощью аппаратуры измерения мощностного сигнала и аппаратуры измерения реактивности ядерного реактора - реактиметров. Для того, чтобы обеспечить достоверность измерений, спектрометрические тракты этой аппаратуры должны быть соответствующим образом настроены, причем идентичность настроенных параметров спектрометрических трактов позволяет иметь в резерве до нескольких комплектов полностью настроенной аппаратуры, которые могут оперативно заменять при необходимости (ремонт, регламентные работы) аппаратуру, непосредственно задействованную в измерениях на ядерной установке, то есть обеспечивать так называемый «горячий резерв».

Известен способ настройки спектрометрической аппаратуры [а.с. RU №1298702, опубл. 23.03.1987], включающий регистрацию с помощью аппаратуры импульсных сигналов детекторов гамма-излучения и цифровую обработку выходного аналогового сигнала спектрометрического усилителя аппаратуры. Недостатком способа является ограничение его функциональных возможностей, поскольку при настройке спектрометрического тракта аппаратуры настраивают только его детекторную часть, соответственно, при необходимости замены измерительной части аппаратуры, например, при выходе ее из строя или для проведения регламентных работ необходимо повторять операции настройки спектрометрического тракта аппаратуры.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ настройки спектрометрической аппаратуры, используемый в патенте RU №2392673 [опубл. 20.06.2010], в котором исключен недостаток аналога, заключающийся в ограничении настройки спектрометрического тракта аппаратуры только его детекторной частью, однако и в прототипе функциональные возможности способа ограничены, но уже по другой причине, а именно: при настройке спектрометрического тракта аппаратуры настраивают только его часть, связанную с обеспечением линейности счетного канала при изменении скорости счета, посредством изменения уровней дискриминации, при этом цифровая информация, записанная с выхода спектрометрического усилителя данной конкретной аппаратуры, не обеспечивает идентичной настройки спектрометрических трактов в другой аналогичной аппаратуре, что снижает точность настройки и не позволяет при необходимости замены аппаратуры иметь в «горячем» резерве полностью настроенную дежурную аппаратуру. Как следствие, это ведет к необходимости подстройки спектрометрических трактов непосредственно по сигналу детектора, размещенного вблизи ядерного реактора. При этом оперативный персонал, производящий настройку, оказывается в зоне воздействия ионизирующего излучения ядерного реактора.

Технической проблемой, стоящей перед авторами заявляемого технического решения, является создание способа, позволяющего повысить точность настройки спектрометрической аппаратуры за счет дополнительной настройки ее спектрометрического усилителя с использованием входного импульса напряжения, идентичного усредненному импульсу напряжения, полученному от реального детектора, и расширить функциональные возможности способа за счет обеспечения идентичной настройки спектрометрических трактов в другой аналогичной аппаратуре, что позволит при необходимости замены аппаратуры иметь в «горячем» резерве полностью настроенную дежурную аппаратуру. Способ также должен обеспечить защиту персонала, производящего настройку, от воздействия ионизирующего излучения ядерного реактора, за счет выполнения настройки в лабораторных условиях вдали от ядерного реактора.

Для решения вышеуказанной проблемы в известном способе настройки спектрометрической аппаратуры, включающем регистрацию с помощью аппаратуры импульсных сигналов детектора нейтронного потока ядерного реактора, контроль и цифровую обработку выходного аналогового сигнала спектрометрического усилителя аппаратуры, сохранение цифровой информации на внешнем носителе с последующим обратным преобразованием ее в аналоговую форму и повторную регистрацию полученного аналогового сигнала настройку производят следующим образом: для регистрации импульсных сигналов детектора нейтронного потока ядерного реактора указанный детектор подключают к входу спектрометрического усилителя калибровочной аппаратуры, обеспечивающей настройку спектрометрического тракта настраиваемой аппаратуры. С помощью цифрового осциллографа усредняют спектрометрические импульсы напряжения на выходе спектрометрического усилителя указанной аппаратуры. Далее оцифровывают усредненный импульс напряжения и сохраняют оцифрованную информацию на внешнем носителе. После оцифровки отключают детектор от входа калибровочной аппаратуры и подключают к этому входу через токоформирующие резисторы цифровой генератор импульсов произвольной формы. С помощью цифрового генератора записанную на внешнем носителе цифровую информацию преобразуют в аналоговую форму и формируют аналоговый импульсный сигнал на выходе спектрометрического усилителя калибровочной аппаратуры. Затем регулировкой амплитуды выходного импульса напряжения генератора настраивают амплитуду выходного импульса напряжения спектрометрического усилителя калибровочной аппаратуры, добиваясь полного совпадения по амплитуде с усредненным импульсом напряжения, и, сохраняя настройки генератора, подключают его выход через те же токоформирующие резисторы к входу настраиваемой аппаратуры. Далее настраивают спектрометрический усилитель настраиваемой аппаратуры по коэффициенту усиления и полосе пропускания, добиваясь полного совпадения по амплитуде и форме его выходного импульса напряжения с усредненным импульсом напряжения, и настраивают спектрометрический усилитель настраиваемой аппаратуры по согласованию входного сопротивления спектрометрического усилителя этой аппаратуры с волновым сопротивлением сигнального кабеля по критерию отсутствия отраженных импульсов.

Вышеуказанные признаки позволяют повысить точность настройки спектрометрической аппаратуры за счет дополнительной настройки ее спектрометрического усилителя с использованием входного импульса напряжения, идентичного усредненному импульсу напряжения, полученному от реального детектора, и расширить функциональные возможности способа за счет обеспечения идентичной настройки спектрометрических трактов в другой аналогичной аппаратуре, что, в свою очередь, позволяет при необходимости замены аппаратуры иметь в «горячем» резерве полностью настроенную дежурную аппаратуру. Кроме того, способ позволяет производить точную настройку спектрометрической аппаратуры в лабораторных условиях и исключить тем самым воздействие на персонал ионизирующего излучения ядерного реактора.

Особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры. На фигурах изображены:

фиг. 1 - осциллограмма усредненного импульса напряжения на выходе спектрометрического усилителя калибровочной аппаратуры, полученная с помощью цифрового осциллографа,

фиг. 2 - осциллограмма импульса напряжения на выходе спектрометрического усилителя настраиваемой аппаратуры до ее настройки, полученная с помощью цифрового осциллографа,

фиг. 3 - осциллограмма импульса напряжения на выходе спектрометрического усилителя настраиваемой аппаратуры после ее настройки, полученная с помощью цифрового осциллографа.

Настройка спектрометрического тракта аппаратуры производится следующим образом.

Для практической реализации способа могут быть использованы урановая камера деления КНМ с подвеской ПИК-24-1, реактиметр ПВР-7, изготавливаемый ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова», цифровой генератор AFG 3021 С, цифровой осциллограф TDS 2022 В. Урановую камеру деления, контролирующую нейтронный поток в ядерном реакторе, подключают к счетному каналу калибровочной аппаратуры (первый реактиметр ПВР-7), к входу ее спектрометрического усилителя. Цифровой осциллограф подключают к выходу этого спектрометрического усилителя и включают режим осреднения осциллографа по 128 импульсам. Полученный осредненный импульс напряжения, осциллограмма которого приведена на фиг. 1, сохраняют в цифровом виде в ПЗУ осциллографа с помощью встроенной программы осциллографа командой Ref. Подключают осциллограф к компьютеру и с помощью программы ArbExpress переносят данные в ПЗУ компьютера. Подключают компьютер к цифровому генератору и с помощью программы ArbExpress переносят данные в ПЗУ генератора. Далее через токоформирующие резисторы 100 кОм подключают выход генератора к входу спектрометрического усилителя первого реактиметра и с помощью встроенной программы генератора формируют на его выходе аналоговый импульс напряжения. Контролируют цифровым осциллографом напряжение на выходе спектрометрического усилителя первого реактиметра и регулируют амплитуду импульса напряжения на выходе генератора до совпадения амплитуды на выходе спектрометрического усилителя первого реактиметра с амплитудой осредненного импульса напряжения. Сохраняя полученные настройки генератора, подключают его выход через кабель с волновым сопротивлением 50 Ом к счетному каналу настраиваемой аппаратуры (второй реактиметр ПВР-7), к входу ее спектрометрического усилителя. Затем подключают осциллограф к выходу спектрометрического усилителя второго реактиметра и наблюдают его выходной импульс напряжения (пример такого импульса показан на фиг. 2). На фиг. 2 видно, что амплитуда импульса напряжения ниже амплитуды усредненного импульса, полученного ранее (фиг. 1) на выходе спектрометрического усилителя первого реактиметра. Настраивают коэффициент усиления спектрометрического усилителя второго реактиметра, добиваясь совпадения амплитуды импульса напряжения на его выходе с амплитудой усредненного импульса. Параллельно настраивают полосу пропускания этого усилителя до совпадения фронтов импульса напряжения на его выходе с фронтами усредненного импульса. На фиг. 2 помимо разницы с амплитудой напряжения усредненного импульса видно отражение импульса на его хвосте, что говорит о плохом согласовании входного сопротивления спектрометрического усилителя второго реактиметра с волновым сопротивлением кабеля. Настраивают входное сопротивление спектрометрического усилителя второго реактиметра, добиваясь отсутствия отражений на хвосте импульса напряжения и приводя его к форме импульса, показанного на фиг. 3. На этом настройка заканчивается.

Способ настройки спектрометрической аппаратуры, включающий регистрацию импульсных сигналов детектора нейтронного потока ядерного реактора,

контроль и цифровую обработку выходного аналогового сигнала спектрометрического усилителя аппаратуры,

сохранение цифровой информации на внешнем носителе с последующим обратным преобразованием ее в аналоговую форму,

повторную регистрацию полученного аналогового сигнала,

отличающийся тем, что

для регистрации импульсных сигналов детектора нейтронного потока ядерного реактора указанный детектор подключают к входу спектрометрического усилителя калибровочной аппаратуры, обеспечивающей настройку спектрометрического тракта настраиваемой аппаратуры,

усредняют спектрометрические импульсы напряжения на выходе спектрометрического усилителя калибровочной аппаратуры,

оцифровывают усредненный импульс напряжения и сохраняют оцифрованную информацию на внешнем носителе,

отключают детектор от входа калибровочной аппаратуры и подключают к этому входу через токоформирующие резисторы цифровой генератор импульсов произвольной формы,

преобразуют с помощью цифрового генератора в аналоговую форму, записанную на внешнем носителе цифровую информацию,

формируют аналоговый импульсный сигнал на выходе спектрометрического усилителя калибровочной аппаратуры,

регулировкой амплитуды выходного импульса напряжения генератора настраивают амплитуду выходного импульса напряжения спектрометрического усилителя калибровочной аппаратуры, добиваясь полного совпадения по амплитуде с усредненным импульсом напряжения,

сохраняя настройки генератора, подключают через те же токоформирующие резисторы его выход к входу настраиваемой аппаратуры,

настраивают спектрометрический усилитель настраиваемой аппаратуры по коэффициенту усиления и полосе пропускания, добиваясь полного совпадения по амплитуде и форме его выходного импульса напряжения с усредненным импульсом напряжения,

настраивают спектрометрический усилитель настраиваемой аппаратуры по согласованию входного сопротивления спектрометрического усилителя этой аппаратуры с волновым сопротивлением сигнального кабеля по критерию отсутствия отраженных импульсов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в измерительных генераторах импульсов. Техническим результатом является расширение частотного диапазона генератора прямоугольных импульсов, без существенного увеличения требований к объему аппаратных средств.

Изобретение относится к электрохимической технологии получения нанотрубок диоксида циркония ZrO2 c последующим формированием квантовых проводников. Получение стабильных при комнатной температуре квантовых проводников из вакансий кислорода в нанотрубках ZrO2 является техническим результатом изобретения.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к средствам обработки сигналов фотоприемников. Технический результат заключается в повышении эффективности обнаружения оптических каналов передачи данных.

Изобретение относится к области защиты конфиденциальной информации и может быть использовано для защиты радиотехнических систем, объединенных термином «распределенные случайные антенны». Техническим результатом является повышение эффективности защиты распределенной случайной антенны от утечки конфиденциальной информации.

Изобретение относится к средствам борьбы с взрывоопасными предметами, имеющими радиовзрыватели, путем блокирования несанкционированной передачи информации управления радиовзрывателями по радиоканалу, а также может быть использовано для защиты от несанкционированной передачи любой информации по радиоканалу в широком диапазоне заранее неизвестных радиочастот.

Изобретение относится к области электротехники, в частности, преобразовательной техники, и может быть использовано при проектировании вторичных источников электропитания различного назначения. Техническим результатом изобретения является улучшение технических характеристик источника питания для импульсной нагрузки - уменьшение нестабильности амплитуды и величины скоса импульсов тока и напряжения на нагрузке.

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в ускорителях прямого действия, предназначенных для регистрации быстропротекающих процессов (например, для импульсной рентгенографии) в полигонных условиях. Техническим результатом является расширение эксплуатационных возможностей за счет увеличения емкости разрядного контура, обеспечения эффективной экранировки высокопотенциальных узлов и элементов ГИН, ликвидации последствий возможных искрений сильноточных контактных соединений, обеспечения простоты доступа к любому узлу или элементу.

Изобретение относится к области радиотехники и импульсной техники и может быть использовано в качестве автоколебательного или старт-стопного генератора прямоугольных импульсов. Технический результат заключается в удвоении генерируемой частоты при неизменных номиналах входящих элементов, что расширяет диапазон в сторону верхних частот, в повышении нагрузочной способности, в уменьшении погрешности формы выходных импульсов.

Настоящее изобретение относится к области мощной СВЧ-техники и может быть использовано для генерации мощных импульсов СВЧ-излучения. Технический результат заключается в преодолении ограничения на длительность СВЧ-генерации и в снижении массы и габаритов установки за счет уменьшения объема создаваемого магнитного поля.

Изобретение относится к наноэлектронике и может быть использовано при создании интегральных схем различного назначения где требуется формирование однополярных сигналов прямоугольной формы для работы последующих логических схем с элементами нанометровых размеров. Техническим результатом является создание наноразмерного генератора для цифровых устройств с низким энергопотреблением, высоким быстродействием и с отсутствием гальванической связи между переключаемыми элементами.

Изобретение относится к области радиохимического анализа, а именно к способу контроля содержания радионуклидов йода в теплоносителе водо-водяных ядерных энергетических установок. При осуществлении способа пробу теплоносителя корректируют реагентами, затем переводят йод в молекулярную форму с последующим переведением молекулярного йода из водной фазы в газовую путем барботажа и пропускают через пористый мембранный адсорбент, импрегнированный серебром.
Наркология
Наверх