Устройство для обнаружения течи Советский патент 1990 года по МПК G01M3/24 

Изобретение относится к области Исследования и анализа объектов, излучающих акустическую энергию, и мо- сет быть использовано для обнаруже- Иия аварийного состояния труб пароге- ераторов атомных реакторов с жидко- металлическим теплоносителем, возни- |сающего при течи воды в натрий.

Целью изобретения является повы™ )иение помехоустойчивости и достовер- ности обнаружения течи путем поддер- йсания заданного среднего значения информативного параметра.

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

Устройство для обнаружения течи содержит блок 1 управленкгя, последовательно соединенные блок 2 акустических преобразователей, блок 3 коммута- ции, блок 4 усиления, фильтрации и формирования, блок 5 определения кор- 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 соединен с первым выходом блока 1 управления, и регистр 10 сдвига, второй вход которого соединен с вторым выходом блокд 1 управления, первый 11

5

5

„

0

5

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 1 1 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, iчетвертым 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 соединены 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 вхрды которых соединены соответственно с выходами первого 17 и второго 18 узлов

51552032

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 Д-входы которых соединены с выходом первого элемента ИЛИ 22, а С-входы синхронизации - соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами дешифратора 19, узел 29 задержки, вход которого соединен с шестым выходом дешиф10

ф т об

си ци вы Т, чи сд и с

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

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.

ратора 19, второй элемент ИЛИ 30, пер-|5 поступает значение сдвига в точке

20

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 31, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с выходами триггеров 23- 28, 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 и вторым входом второго элемента ИЛИ 30, а выход - соответственно с адресными входами первого 15 и второго 16 мультиплексоров.

30

Г 0 оси временных сдвигов. С вых дов первого 15 и второго 16 мульти плексоров на вторые входы первого и второго 12 блоков сравнения знак поступают значения временных сдвиг автокорреляционной функции в двух точках и используются для определе ния величины, пропорциональной тан генсу угла наклона знаковой автоко реляционной функции. Эта величина определяется с помощью блока 13 оп деления направления счета и первог реверсивного счетчика 14, с выхода которого, являющегося также выходо блока 5 определения корреляционной функции и связанного с ней информа ного, параметра, она поступает на в рые входы первого 17 и второго 18 узлов сравнения, на первые входы к торых поступают опорные значения ин формативного параметра, которые зад ют пределы изменения этого параметр в номинальном режиме работы пароген ратора. Коды опорных значений задаю ся с помощью подачи логических уров ней О (потенциал Земли) и 1 (пу тем соединения через резистор с источником +5В). Первым узлом 17 срав нения текущее значение информативно параметра сравнивается с нижним пре делом. Если нначение параметра стан вится меньше заданного значения ниж него предела, с выхода Меньше пер вого узла 17 сравнения, выполненног 50 например, на микросхемах серии 555С поступает сигнал на первый вход эле мента И 20 и на первый вход элемента ИЛИ 22, вторым узлом 18 сравнени текущее значение информативного пар метра сравнивается с верхним предел Если значение параметра становится больше заданного значения верхнего предела, с выхода Больше второго узла 18 сравнения на первый вход

Устройство работает следующим образом.

Акустический шум парогенератора преобразовывают в электрические сигналы с помощью акустических преобразователей 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 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 автокорреляционной функции с заданными уставками в блоке 6 и при выходе контролируемого параметра за пределы уставок включают сигнализацию тревоги в блоке 7 и делают вывод о наличии течи.

|5 поступает значение сдвига в точке

20

5

0

Г 0 оси временных сдвигов. С выходов первого 15 и второго 16 мультиплексоров на вторые входы первого 11 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 О (потенциал Земли) и 1 (путем соединения через резистор с источником +5В). Первым узлом 17 сравнения текущее значение информативного параметра сравнивается с нижним пределом. Если нначение параметра становится меньше заданного значения нижнего предела, с выхода Меньше первого узла 17 сравнения, выполненного, 0 например, на микросхемах серии 555СП1, поступает сигнал на первый вход элемента И 20 и на первый вход элемента ИЛИ 22, вторым узлом 18 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

5

0

5

5

10

15

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 за заданные пределы, с выхода первого элемента ИЛИ 22 поступает сигнал логической 1 на информативные входы D-триггеров 23-28, которые устанавливаются в исходное состояние сигналом Сброс, поступающим с девятого выхода блока 1 управления. В процессе последовательного опроса акустических преобразователей я а адресный в|код дешифратора 19 Поступает сигнал с восьмого выхода блока 1 управления, который дешифрируется. С выходов дешифратора 19 на С-входы синхрониза- триггеров 23-28 поступают последовательно во времени сигналы, разре- запись логической 1, посту- п&ющей на информативные входы D-триг- гЈров 23-28. Таким образом, на триггерах 23-28 фиксируется событие, которое заключается в выходе за задан- F&ie пределы текущего значения информа- т ивного параметра, которое определяет- ср для каждого датчика в процессе цик-30 лического опроса акустических преобразователей.

На дешифратор 19 подаются адреса датчиков, одинаковым образом реагиру- ю)цих на нестационарные изменения режимов парогенератора, сопровождающих- сз уменьшением или увеличением уровня шумов, приводящим к изменению формы спектра, а следовательно, к изменению 4Q наклона начального участка корреляционной функции и изменению информативного параметра, зависящего от корреляционной функции. Если при прохождении цикла опроса- всех датчиков на 45 всех триггерах 23-28 зафиксирован выход информативного параметра за заданные для номинального режима работы парогенератора пределы, это означает, что 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 31 на вторые входа первого 20 и второго 21 элементов И поступает сигнал логической 1. Если в состояние логической 1 установлены не все триггеры 23-28, то это может слу15520328

жить свидетельством реакции информативного параметра на кратковременные нестационарные изменения шумов парогенераторов, связанные с различными нестационарными 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 23- 28, 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

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

16поступают с регистра 10 сдвига и проходят на выходы мультиплексоров 15 и 16 соответствующие значения задержки, которые обеспечивают при определении информативного параметра

20

25

50

55

такае 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.

Форму, л а изобретения1

Устройство для обнаружения течи, содержащее блок управления, последо

такае 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.

Форму, л а изобретения1

Устройство для обнаружения течи, содержащее блок управления, последовательно соединенные блок акустических преобразователей, блок коммутации, блок усиления, фильтрации и формирования, блок определения корреляционной функции и связанного с ней инкЬормативного 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, пер- вые входы которых соединены с первым выходом регистра сдвига, блок определения направления счета, первый и второй входы которого соединены соот

ветственно с выходами первого и второго блоков сравнения знаков, и первый реверсивныц счетчик, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока определения направления счета, а третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления , блок формирования сигнала тревоги, входы которого соединены с четвертым, пятым, шестым и седьмым выходами блока управления, и блок сигнализации тревоги, а второй вход блока коммутации соединен с седьмым выходом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и достоверности, блок определения корреляционной функции и связанного с ней информативного параметра включает первый

35 выходом второго элемента ИЛИ, а вы- (ходы соединены соответственно с пер- |вым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами третьего элемен та И, выход которого соединен с втои второй мультиплексоры, первый и вто-др рыми входами первого и второго элерой 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, первый, второй, третий и четвертый входа первого мультиплексора соединены соответственно с вторым, третьим, четментов И, выходы которых соединены соответственно с прямым и инверсным входами второго реверсивного счетчика, вход сброса которого соединен с 45 десятым выходом блока управления и вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вы- 1 ходом узла задержки, вход которого соединен с шестым выходом дешифратор

5

0

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

0 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 управ5 ления, управляющий вход дешифратора соединен с девятым выходом блока управления, а первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы соединены соответственно с входами

0 синхронизации первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого триггеров, информационные входы которых соединены с выходом первого элемента ИЛИ, входы сброса соединены с

5 выходом второго элемента ИЛИ, а вы- (ходы соединены соответственно с пер- |вым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами третьего элемента И, выход которого соединен с втор рыми 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 вы- ходом узла задержки, вход которого соединен с шестым выходом дешифратора.