一種用于核電站振動和聲音監(jiān)測的信號轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及核電專用儀控設(shè)備，尤其涉及一種用于核電站振動和聲音監(jiān)測的信號轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的電荷放大器是輸出電壓與輸入電荷量成正比的電荷放大器，配接壓電傳感器，可測量物體的加速度、壓力、力等機械量，詳細(xì)設(shè)計取決于應(yīng)用領(lǐng)域，譬如:水利、動力、采礦、交通、建筑、地震、航空、航天、兵器等等部門。但是，專門應(yīng)用于核電的電荷放大器屬于核電站振動和聲音監(jiān)測系統(tǒng)專用關(guān)鍵部件，電氣上需要著重匹配核電專用系統(tǒng)前端特殊信號，結(jié)構(gòu)上需要滿足電站現(xiàn)場特殊安裝需求，質(zhì)保上需要嚴(yán)格按照核電儀控設(shè)備研制規(guī)范進行，產(chǎn)品性能需要符合核電站特殊環(huán)境條件下正常工作的要求，而現(xiàn)有電荷放大器無法滿足上述要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種用于核電站振動和聲音監(jiān)測的信號轉(zhuǎn)換器，通過與壓電式加速度計相連接和配合，來完成對壓力容器振動和聲音信號的測量，輸出振動信號。
[0004]本實用新型的原理是，壓電式加速度計裝在壓力容器上，每臺加速度計釋放出與壓力容器的振動成比例的電荷。本實用新型提供的信號轉(zhuǎn)換器采用微弱信號就近處理的理念，結(jié)構(gòu)上外加防護盒，其輸入可通過射頻同軸連接器(如L5-KY-1)與壓電式加速度計連接，使得信號轉(zhuǎn)換器與測試對象相連接，從而完成測試信息輸入到信號轉(zhuǎn)換器；其輸出可通過BNC(Bayonet Neill-Concelman)連接器(如BNC-KY)與墻掛箱內(nèi)的端子相連接來完成電壓值的輸出；從而實現(xiàn)將加速度計釋放出與壓力容器的振動成比例的高阻抗的電荷信號轉(zhuǎn)換成低阻抗的電壓信號并輸出。
[0005]本實用新型提供的技術(shù)方案是:
[0006]一種用于核電站振動和聲音監(jiān)測的信號轉(zhuǎn)換器，通過與裝在壓力容器上的加速度計相連接，測量壓力容器振動和聲音的信號，將壓力容器的振動信號由高阻抗的電荷信號轉(zhuǎn)換成低阻抗的電壓信號并輸出；包括盒體、盒蓋、輸入連接器、輸出連接器和PCB板；其中，所述由盒體和盒蓋組成的盒子為具有防水防腐蝕功能的防護盒；PCB板置于由盒體和盒蓋組成的防護盒外殼內(nèi)；輸入連接器安裝在盒體的側(cè)壁，其一端與裝在壓力容器上的加速度計相連接，另一端連接PCB板；輸出連接器安裝在輸入連接器安裝盒體側(cè)壁對側(cè)的側(cè)壁，其一端連接PCB板，另一端與墻掛箱內(nèi)的端子相連接；PCB板用于測量壓力容器振動和聲音的信號，并將壓力容器的振動信號由高阻抗的電荷信號轉(zhuǎn)換成低阻抗的電壓信號經(jīng)墻掛箱內(nèi)的端子輸出。
[0007]上述用于核電站振動和聲音監(jiān)測的信號轉(zhuǎn)換器中，進一步地:
[0008]輸入連接器可采用BNC連接器；在本實用新型一實施例中，輸入連接器為射頻同軸連接器，采用L5-KY-1射頻同軸連接器作為輸入連接器。
[0009]輸出連接器可采用BNC連接器；在本實用新型一實施例中，采用BNC連接器BNC-KY作為輸出連接器。
[0010]墻掛箱為KIR101CR ;墻掛箱內(nèi)的端子為KIROlIBN ;輸出連接器連接PCB板和墻掛箱內(nèi)的端子KIROlIBN ;進一步地，在本實用新型一實施例中，墻掛箱內(nèi)的端子KIROlIBN通過連接到機柜KIR001AR上的端子KIR005BN，將信號輸出到機柜KIR001AR上處理。
[0011]PBC板的器件包括:輸入端子、輸出端子、放大器、穩(wěn)壓二極管、晶體管、結(jié)型場效應(yīng)管、多個電容和多個電阻等，電荷信號經(jīng)輸入端子采集，經(jīng)電容、電阻、晶體管、結(jié)型場效應(yīng)管和放大器等的濾波、積分和放大后，從輸出端子輸出；在本實用新型的實施例中，PBC板包括放大器、電容Cl?C4、電阻Rl?R12、穩(wěn)壓二極管CRl、晶體管Ql、結(jié)型場效應(yīng)管Q2、輸入端子Jl?J2和輸出端子J3?J4 ;其中，電荷信號經(jīng)Jl、J2采集，經(jīng)濾波、積分、放大后從J4、J3輸出。在本實用新型提供的信號轉(zhuǎn)換器中，電信號通過Jl輸入，經(jīng)由Rl控制電容C4的充電時間，由電阻R12、R6和R7構(gòu)成的電阻網(wǎng)絡(luò)給放大器提供輸入偏置。放大器與電容Cl、R2、C2、R4構(gòu)成了積分電路，當(dāng)輸入產(chǎn)生階躍信號后，C4開始充電，放大器輸出正向信號，經(jīng)過電阻R8與R9的分壓，使得晶體管Ql在放大區(qū)間工作，晶體管Ql開始導(dǎo)通，隨著輸入電壓的增大，晶體管Ql的電平也隨之放大，并且電容Cl同時也在進行充電，開始實現(xiàn)積分功能，電阻R2與電容C2構(gòu)成了去抖濾波電路，避免了 Q2的誤動作，電阻R4與R5對Q2形成了分壓，隨著充電的時間，電壓逐漸變大，當(dāng)電容Cl充滿、Q2導(dǎo)通后，放大器輸出翻轉(zhuǎn)，電容Cl放電，Ql基極電位下降，放大功能減弱，實現(xiàn)下降。通過此電路，最終由Ql構(gòu)成正弦振蕩電路，由輸出端子J3和J4輸出。
[0012]上述PBC板的器件具體包括運算放大器、晶體管Q1、結(jié)型場效應(yīng)管Q2、穩(wěn)壓二極管CRlUl種電阻和4種電容。在本實用新型實施例中，運算放大器采用型號為AD71IJN的器件；晶體管Ql采用型號為TIP31A的器件；結(jié)型場效應(yīng)管Q2采用型號為MMBFJ108的器件；穩(wěn)壓二極管CRl采用型號為1N5232B的器件；11種電阻為Rl?R12，其中，R6和R7相同；4種電容為Cl?C4。
[0013]上述用于核電站振動和聲音監(jiān)測的信號轉(zhuǎn)換器還包括絕緣墊板，置于由盒體和盒蓋組成的盒子外殼內(nèi)，安裝在PCB板的下方，用于與盒體絕緣。
[0014]在本實用新型的實施例中，上述信號轉(zhuǎn)換器外加防護盒，安裝于處于低輻射區(qū)的防水盒內(nèi)，滿足密封，防濺及防塵等要求，盡可能接近加速度計；其外殼的結(jié)構(gòu)尺寸為78mmX55mmX22mm滿足小型化、便攜式和匹配性高的使用要求，且充分考慮了抗腐蝕型、電磁屏蔽和防震要求:
[0015]一、盒體和盒蓋的產(chǎn)品加工件為優(yōu)質(zhì)鋼板折彎焊接而成，工件表面鍍彩鋅，外殼盒子具有良好的防腐蝕能力；
[0016]二、PCB板安裝固定后，盒子內(nèi)部用絕緣膠密封膠完全填充，待膠固化后盒蓋和盒體用鉚釘固定。填充密封膠可以使盒子焊接處存在的裂縫完全密封，保證盒子具有良好的電磁屏蔽能力；
[0017]三、填充密封膠也可以對PCB板起到穩(wěn)固作用，PCB板完全被固定死，避免外界環(huán)境的震動對元器件產(chǎn)生不良影響，保證電路運行穩(wěn)定可靠。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0019]本實用新型提供的用于核電站振動和聲音監(jiān)測的信號轉(zhuǎn)換器，是核電站振動和聲音監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，通過與壓電式加速度計相連接和配合，來完成對壓力容器振動和聲音信號的測量，輸出振動信號。
[0020]本實用新型采用微弱信號就近處理的理念，結(jié)構(gòu)上外加防護盒，安裝于處于低輻射區(qū)的防水盒內(nèi)(滿足密封，防濺及防塵等要求)，盡可能接近加速度計；同時配合射頻同軸連接器和BNC連接器，通過射頻同軸連接器將壓電式加速度計傳送過來的電荷(高阻抗)信號輸入，通過BNC連接器將轉(zhuǎn)換后的電壓信號(低阻抗)輸出，與振動和聲音監(jiān)測系統(tǒng)中其它部件匹配使用，實現(xiàn)將壓電式加速度計傳送過來的電荷(高阻抗)轉(zhuǎn)換為電壓(低阻抗)信號；簡化通用電荷放大器的電路設(shè)計，不需要對現(xiàn)有的核電站振動和聲音監(jiān)測系統(tǒng)其它部件進行變更和修改，有效的降低了設(shè)計成本和建設(shè)成本。
[0021]本實用新型采用現(xiàn)有成熟器件，產(chǎn)品通過絕緣電阻測試、介電強度測試和功能性能測試，具有良好的抗腐蝕、抗干擾性能，通過現(xiàn)場測試驗證，質(zhì)保等級及電氣特性均滿足核電站振動和聲音監(jiān)測系統(tǒng)特殊要求。
[0022]此外，本實用新型專門應(yīng)用于核電，屬于核電站振動和聲音監(jiān)測系統(tǒng)專用關(guān)鍵部件，電氣上著重匹配核電專用系統(tǒng)前端特殊信號，結(jié)構(gòu)上滿足電站現(xiàn)場特殊安裝需求，質(zhì)保上嚴(yán)格按照核電儀控設(shè)備研制規(guī)范進行，產(chǎn)品性能符合核電站特殊環(huán)境條件下正常工作的要求。本實用新型體積小、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，滿足核電站振動和聲音監(jiān)測系統(tǒng)特殊安裝要求，可以在核電站安全應(yīng)用，滿足核電站使用要求。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型實施例中信號轉(zhuǎn)換器盒體及其盒內(nèi)的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖2是本實用新型實施例中信號轉(zhuǎn)換器盒蓋的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖1?2中，I一輸出連接器；2—PCB板；3—盒體；4一絕緣墊板；5—輸入連接器；6一盒蓋；7—柳釘。
[0026]圖3是本實用新型實施例的典型電路圖；
[0027]其中，Cl?C4一電容；R1?R12—電阻；Q1—晶體管；Q2—結(jié)型場效應(yīng)管；CR1—穩(wěn)壓二極管；J1?J2—輸入端子；J3?J4一輸出端子。
【具體實施方式】
[002