ИМПУЛЬСНО-ТОКОВЫЙ ИМИТАТОР КИНЕТИКИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Российский патент 2003 года по МПК G06G7/48 G21C17/06 G05B15/02 

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для поверки приборов измерения реактивности ядерных реакторов.

Известен прибор управления реактора [1], содержащий три последовательно соединенных интегратора, дополнительный интегратор, суммирующий усилитель, перемножитель и инвертирующий усилитель.

Недостатком устройства является один диапазон задаваемой реактивности, а воспроизведение реактивности производится в упрощенном виде для одногрупповой модели учета запаздывающих нейтронов.

Известен имитатор кинетики ядерного реактора [2], содержащий измерительный усилитель, охваченный обратной связью, состоящей из шести RC цепочек, инвертирующий усилитель, группу входных резисторов с ключами задания величины реактивности, резисторы формирования тока с ключами выбора величины тока и коммутатор знака реактивности.

Данный имитатор может быть использован для поверки реактиметров с токовым входом, типа измеритель реактивности "Памир" [3].

Для поверки импульсно-токовых реактиметров его возможности ограничены поверкой только одного режима - токового, а поверка импульсного канала данным имитатором невозможна.

Задачей изобретения является расширение области применения имитатора кинетики.

Поставленная задача решается тем, что в известный имитатор реактивности, содержащий измерительный усилитель, охваченный обратной связью, состоящей из шести RC-цепочек, инвертирующий усилитель, группу входных резисторов с ключами задания величины реактивности, резисторы формирования тока с ключами выбора величины тока и коммутатор выбора знака реактивности, введены преобразователь напряжение - частота, формирователь импульса тока камеры деления и высоковольтный усилитель.

Вход преобразователя напряжение - частота и вход высоковольтного усилителя соединены с выходом инвертирующего усилителя.

Выход преобразователя соединен с входом формирователя импульса тока камеры деления, а выход высоковольтного усилителя соединен с входом резисторов формирования выходного тока с ключами выбора величины тока.

Признаки, отличающие предлагаемый имитатор кинетики от прототипа, - наличие дополнительного канала формирования импульсного сигнала, состоящего из преобразователя напряжение - частота, формирователя импульса тока камеры деления и высоковольтного усилителя, позволяют проводить поверку всех видов измерителей реактивности: токовых, импульсно-токовых и импульсных. Совокупность введенных элементов и указанных связей позволяют обеспечить формирование поверочных сигналов на реактиметр, аналогичных сигналам с камеры деления, и тем самым обеспечить расширение области применения имитатора.

На чертеже приведена схема импульсно-токового имитатора кинетики ядерного реактора.

Имитатор содержит измерительный усилитель 1, в обратную связь которого включены параллельно шесть RC-цепочек, инвертирующий усилитель 2, группу входных резисторов 3 с коммутирующими ключами, коммутатор выбора знака реактивности 4, высоковольтный усилитель 5, преобразователь напряжение - частота 6, формирователь импульса тока камеры деления 7 и резисторы формирования выходного тока 8 с ключами выбора величины тока.

Импульсно-токовый имитатор работает следующим образом.

Коммутатор 4 устанавливается в положение "+", и при замыкании одного из ключей группы резисторов 3 начинается процесс увеличения выходного сигнала па усилителе 1 и инверторе 2. Скорость изменения выходного сигнала соответствует скорости изменения тока (счета) с детектора, установленного в ядерном реакторе.

Сигнал с выхода инвертора 2 поступает на вход высоковольтного усилителя 5 и вход преобразователя напряжение - частота 6. На выходе высоковольтного усилителя 5 формируется сигнал с номинальным уровнем 100 В, который через один из ключей группы выходных резисторов 8 поступает на выход имитатора. При токе 10^-3 А выходное сопротивление имитатора составляет 100 кОм, а при токе 10^-9 А выходное сопротивление составит 100 ГОм, что близко к значению сопротивления реального детектора нейтронов.

На выходе преобразователя напряжение - частота 6 формируются прямоугольные импульсы, частота которых пропорциональна величине напряжения входного сигнала. Импульсы с преобразователя 6 поступают на вход формирователя 7, где прямоугольные импульсы преобразуются в колоколообразные с величиной заряда, аналогичной импульсам с детектора.

Процесс нарастания сигнала продолжается до заряда конденсаторов в цепи обратной связи усилителя 1.

Отрицательное значение реактивности устанавливается путем переключения коммутатора 4 в положение "минус". Начинается разряд конденсаторов в цепи обратной связи усилителя 1. Ток и частота на выходе имитатора уменьшаются от номинального до минимального значения. Длительность возрастания (убывания) тока и частоты определяются величиной подключенного входного резистора группы резисторов 3.

Таким образом, предлагаемый импульсно-токовый имитатор позволяет обеспечить поверку как токовых реактиметров типа "Памир", так и импульсно-токовых реактиметров типа ПИР[4].

В качестве преобразователя напряжение - частота может быть использована микросхема 1108 ПП1, измерительный усилитель, инвертор и высоковольтный усилитель выполнены на микросхемах 140УД17, 140УД24, а группы резисторов - на резисторах типа МРХ, МВСГ. С5-60
Список литературы
1. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования / Б.Я. Коган. М., 1963, с.426, рис.251.

2. Имитатор кинетики ядерного реактора ВУАЗ-38. Инструкция по эксплуатации ЖШ2.690.004. (Прототип)
3. Измеритель рективности "Памир-4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Ш 017.00 ТО, 1978.

4. Прибор измерения реактивности ПИР-4. Инструкция по эксплуатации. 10-06/068-97.

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для поверки приборов измерения реактивности ядерных реакторов. Технический результат - расширение области применения имитатора. Импульсно-токовый имитатор содержит измерительный усилитель, охваченный обратной связью, состоящей из шести RC-цепочек, инвертирующий усилитель, группу входных резисторов с коммутирующими ключами, резисторы формирования тока со своими ключами, коммутатор выбора знака реактивности, преобразователь напряжение - частота, формирователь импульса тока камеры деления и высоковольтный усилитель. Измерительный усилитель и инвертор включены последовательно. Выход инвертора соединен с входами высоковольтного усилителя и преобразователя напряжение - частота. Выход высоковольтного усилителя соединен с ключами резисторов формирования тока, а выход преобразователя - с входом формирователя, выход которого является частотным выходом имитатора. 1 ил.

Импульсно-токовый имитатор кинетики ядерного реактора, содержащий последовательно включенные измерительный усилитель, охваченный обратной связью, состоящей из шести RС-цепочек, инвертирующий усилитель, группу входных резисторов с коммутирующими ключами, объединенных с входом измерительного усилителя, резисторы формирования выходного тока с ключами выбора величины тока, соединенные с токовым выходом имитатора, и коммутатор выбора знака реактивности, первый вход которого соединен с выходом измерительного усилителя, а второй вход - с выходом инвертирующего усилителя, выход коммутатора объединен с ключами группы входных резисторов, отличающийся тем, что в него дополнительно введены преобразователь напряжение - частота, формирователь импульса тока камеры деления и высоковольтный усилитель, входы высоковольтного усилителя и преобразователя напряжение - частота соединены с выходом инвертирующего усилителя, выход высоковольтного усилителя соединен с ключами выбора величины тока резисторов формирования выходного тока, а выход преобразователя - с входом формирователя импульса тока камеры деления, выход которого является частотным выходом имитатора.