集成化堆外核仪表系统测试设备的设计

为了方便、快捷、有效地实现对堆外核仪表系统的功能性能测试,对集成化堆外核仪表系统测试设备进行了设计和验证。采用信号输出模块、信号采集模块、通信模块和上位机组成了该测试设备,并通过对上位机的软件设计实现了上位机对测试设备的控制。该测试设备能够在实现向堆外核仪表系统输入信号的同时,对堆外核仪表系统输出信号进行连续监测。对该测试设备的功能性能进行了测试。测试结果为:信号输出模块中,微电流输出误差均小于0.5%、输出脉冲信号大于1000 Hz时误差最大为0.018%、输出直流电流信号误差最大为0.07%、输出电压信号误差最大为0.07%;信号采集模块中,直流电流信号采集误差最大为0.13%、低压电压信号采集误差最大为0.07%、高压信号采集误差最大为0.14%;所有开关量采集通道功能正常。该测试设备能够应用于堆外核仪表系统的功能性能测试,为后续研究自动化、智能化堆外核仪表系统测试设备提供参考。

反应堆中子倍增特性分析及标定技术研究

针对反应堆用核测量仪表的反应堆周期测量标定问题,从理论推导和实堆数据验证两方面研究了反应堆中子倍增特性,并确定了使用指数变化规律的信号可以表征反应堆中子注量率随时间的变化特性。为全面标定核测量仪表的反应堆周期测量性能,结合中子探测器输出信号微弱的特点,提出了基于数字技术实现反应堆周期信号模拟的方案。方案包括硬件和软件两方面,识别了关键问题,并设计解决了高精度定时和微弱信号输出问题。同时,研究了仪表的标定方法并按方法对反应堆周期信号输出的性能进行测试。在反应堆周期值为2 s~999 s的范围内,选取7个反应堆周期值进行测试,测试偏差绝对值的最大值为0.45%。

长光纤ZnS探测系统的探测效率试验研究

随着快中子反应堆研究的不断发展,快中子直接测量技术成为研究焦点。提出了1种普通长光纤作为光信号传输媒介的ZnS探测系统。该系统不易受到电磁干扰,同时减小了探测器的体积。利用已有ZnS探测系统的探测效率,通过试验刻度,得到长光纤ZnS探测系统的探测效率为1.09%(2.45 MeV);同时,长光纤ZnS探测系统采集的脉冲信号时间宽度更低,降低了信号堆积的可能,有利于电子学信号采集系统分辨信号。该研究为快中子探测技术的工程应用提供了技术支撑。

核动力平台反应堆安全级仪控设备鉴定标准探讨

设备鉴定是确保设备满足技术要求的重要方法,安全级仪控设备的可靠性直接影响到反应堆的可靠运行。随着对国外设备的引进,对相关法规、标准规范的研究和分析,核电站已经形成了一套完备的安全级仪控设备鉴定方法,而核动力平台反应堆安全级仪控设备的鉴定还未形成体系。文章对目前国内外安全级仪控设备鉴定所采用的标准进行了梳理,研究了常用的鉴定试验标准使用的试验方法,探讨了现有标准对安全级仪控设备的适用性,对核动力平台反应堆安全级仪控设备鉴定标准体系提出了新增通用规范及补充老化试验要求的建议,研究结果有助于鉴定体系的完善。

用于运动姿势捕捉的可穿戴MEMS微型化加速度计研制

在人体上穿戴加速度计能够实现对人体运动姿势捕捉,进而在体育教学和运动训练中有利于提升教学和训练效果,而加速度计的固有频率和测量灵敏度存在相互制约的关系。为此,研制一种孔缝复合八梁结构的MEMS加速度计。该加速度计质量块由四根宽大的支撑梁和四根短小的敏感梁共同支撑,在敏感梁上引入应力集中孔。采用离子注入、背腔干法刻蚀、ICP刻蚀、金属溅射、阳极键合等工艺制作加速度计芯片,并对芯片进行封装。分别采用离心机测试法和简谐激励法对加速度计的静态性能和动态性能进行测试。结果表明,该加速度计的单位电压灵敏度达到0.21 mV/(g·V),固有频率高达14.22 kHz,同时拥有高灵敏度和高频响性能。

反应堆中子注量率对数测量技术研究

反应堆核仪表系统通过一系列布置在堆外的中子探测器进行反应堆中子注量率测量,为反应堆启动、运行和安全提供初始测量信号。中间量程中子注量率测量范围超过6个量级,同时探测器输出的电流十分微弱,最小达到10 pA,对测量技术要求较高。线性电流测量方法会产生由量程切换带来的测量跳变,影响反应堆周期测量稳定性,从而影响反应堆安全。本文详细分析了对数测量原理,利用对数放大电路具有宽动态范围的特点,实现了很宽的动态范围的中子注量率快速测量,避免了量程切换带来的测量数值跳变,提高了中子注量率测量和周期计算的精度。模拟探测器信号输入10 pA~100μA的微电流进行测量,结果表明,对于范围达7个数量级的输入电流,测量的相对误差低于0.5%,该方案适用于反应堆中子注量率的中间量程测量。