一种用于控制棒驱动线旋转电流采集及故障预警的传感器的制作方法

1.本实用新型涉及传感器技术领域，更具体地说，它涉及一种用于控制棒驱动线旋转电流采集及故障预警的传感器。


背景技术：

2.控制棒驱动线是核电站反应堆控制和保护系统的执行机构，其主要功能是带动控制棒组件在堆芯内上下移动，实现对反应堆反应性的控制等模式反应堆中的核心组成部分。为了全面掌握控制棒驱动线的工作特性，经常需要对控制棒驱动线开展大量的运行试验，尤其是在额定参数下的自动运行试验，在运行过程中控制棒驱动线吸合电流和旋转电流起到维持其正常自动运行的重要作用，因此在试验过程或实际运行过程中需要长期监测吸合电流或者旋转电流，并且需要在异常情况下发出报警信号，保证控制棒驱动线出现故障时能够正常停机。
3.在现有的控制棒驱动线在开展试验时，对于旋转电流的监控往往都是通过控制棒驱动线本地的控制柜上指针式电流表进行监测，通过人工进行监视，出现故障时需要人工提醒，存在以下弊端：(1)人工监测，费时费力；(2)试验时间长，通过人工肉眼识别，容易造成瞬时的故障无法监测；(3)故障不明显时，人工无法识别；(4)自动化程度不高。
4.因此，研究设计一种能够克服上述缺陷的用于控制棒驱动线旋转电流采集及故障预警的传感器是我们目前急需解决的问题。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种用于控制棒驱动线旋转电流采集及故障预警的传感器，具备控制棒驱动线的旋转电流采集及故障预警，实现了旋转电流的自动监控，故障预警。
6.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于控制棒驱动线旋转电流采集及故障预警的传感器，包括信号采集模块、arm处理器、预警模块以及供电模块；
7.所述信号采集模块的输出端与arm处理器的输入端连接，arm处理器的输出端与预警模块的输入端连接；
8.所述信号采集模块、arm处理器、预警模块均与供电模块连接；
9.所述信号采集模块，用于采集控制棒驱动线的旋转电流，并传输至arm处理器；
10.所述arm处理器，用于对旋转电流进行有效值提取，并将提取的电流有效值与电流保护限值范围进行比较，以及在电流有效值超出电流保护限值范围时输出控制信号；
11.所述预警模块，用于响应控制信号后输出预警信号。
12.进一步的，所述信号采集模块包括电压互感器、第一采样电阻和信号处理单元；
13.输入信号经电压互感器隔离后以第一采样电阻进行采样；
14.信号处理单元对采样信号进行滤波、调理处理后得到旋转电流。
15.进一步的，所述信号处理单元由滤波电路和调理电路组成。
16.进一步的，所述输入信号为0-10v的交直流信号。
17.进一步的，所述arm处理器采用arm_cortex_m3芯片。
18.进一步的，所述预警模块为报警指示灯和/或信号发射器。
19.进一步的，所述供电模块由开关管、隔离变压器、整流滤波器以及直流稳压器组成。
20.进一步的，该传感器还包括设置旋钮和i/v转换模块；
21.所述设置旋钮，用于设置电流保护限值范围的上限值和下限值；
22.所述i/v转换模块，用于将表征上限值和下限值的旋钮信号转换为直流信号。
23.进一步的，所述i/v转换模块采用高精度采样电阻。
24.进一步的，所述直流信号为1-5v。
25.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
26.1、本实用新型提出的一种用于控制棒驱动线旋转电流采集及故障预警的传感器，具备控制棒驱动线的旋转电流采集及故障预警，实现了旋转电流的自动监控，故障预警，克服了传统需要人工长时间监控控制棒驱动线旋转电流费时费力、不能及时进行预警的问题；
27.2、本实用新型的传感器可将预警信号通过信号指示灯的形式展示，也可以以数字信号传输到远程控制系统中；
28.3、本实用新型可灵活设置传感器旋转电流的预警范围，包括电流保护限值范围的上限值和下限值，实现根据实际情况调节预警值。
附图说明
29.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
30.图1是本实用新型的工作原理图。
具体实施方式
31.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
32.需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
33.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
35.实施例：一种用于控制棒驱动线旋转电流采集及故障预警的传感器，如图1所示，包括信号采集模块、arm处理器、预警模块以及供电模块。所述信号采集模块的输出端与arm处理器的输入端连接，arm处理器的输出端与预警模块的输入端连接。所述信号采集模块、arm处理器、预警模块均与供电模块连接。
36.其中，所述信号采集模块，用于采集控制棒驱动线的旋转电流，并传输至arm处理器。所述arm处理器，用于对旋转电流进行有效值提取，并将提取的电流有效值与电流保护限值范围进行比较，以及在电流有效值超出电流保护限值范围时输出控制信号；所述预警模块，用于响应控制信号后输出预警信号。
37.arm处理器采用arm_cortex_m3芯片。需要说明的是，对采集到的电流进行有效值提取是现有技术，在此不做过多赘述。此外，arm处理器还有采用其他具有微处理器mcu和比较器的芯片，微处理器mcu实现电流有效值的提取，比较器实现电流有效值的比较。例如，采用两个比较器，其中一个比较器的基准值端输入电流保护限值范围的上限值，当输入的电流有效值超出上限值时，输出高电平；另一个比较器的基准值端输入电流保护限值范围的下限值，当输入的电流有效值低于下限值时输出高电平；当存在至少一个高电平时，可以通过控制继电器输出控制信号。另外，比较器还可以替换为其他相同功能的逻辑运算电路。
38.在本实施例中，信号采集模块包括电压互感器、第一采样电阻和信号处理单元；输入信号经电压互感器隔离后以第一采样电阻进行采样；信号处理单元对采样信号进行滤波、调理处理后得到旋转电流。
39.在本实施例中，信号处理单元由滤波电路和调理电路组成，输入信号为0-10v的交直流信号。旋转电流原始信号峰值约为10v，有效值约为4a。需要说明的是，滤波电路、调理电路在现有技术中均以公开，在此不做过多赘述。
40.预警模块为报警指示灯、信号发射器、蜂鸣器中的一种或多种。可将预警信号通过信号指示灯的形式展示，也可以以数字信号传输到远程控制系统中，在此不受限制。
41.供电模块由开关管、隔离变压器、整流滤波器以及直流稳压器组成。外部输入交流220v电源，经开关电源后整流滤波，得到低压直流电稳压后以供其他器件使用。
42.此外，该传感器还包括设置旋钮和i/v转换模块。所述设置旋钮，用于设置电流保护限值范围的上限值和下限值。所述i/v转换模块，用于将表征上限值和下限值的旋钮信号转换为直流信号。可灵活设置传感器旋转电流的预警范围，包括电流保护限值范围的上限值和下限值，实现根据实际情况调节预警值。
43.在本实施例中，i/v转换模块主要高精度采样电阻组成，外界旋钮信号经高精度采样电阻转化为直流1-5v，送入arm处理器。
44.工作原理：本实用新型具备控制棒驱动线的旋转电流采集及故障预警，实现了旋转电流的自动监控，故障预警，克服了传统需要人工长时间监控控制棒驱动线旋转电流费时费力、不能及时进行预警的问题。
45.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替
换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。