專利名稱:基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于核電站安全控制設(shè)備領(lǐng)域。特別涉及一種基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器及其控制方法。
背景技術(shù)：
目前，常用的設(shè)備控制按其動力源的不同，可分為氣動、液壓傳動和電動控制。隨著機(jī)電一體化及自動化技術(shù)的發(fā)展，電動在工業(yè)生產(chǎn)中表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢，越來越多地應(yīng)用到工業(yè)控制現(xiàn)場和民用自動控制系統(tǒng)中。自動控制指的是利用電動、氣動、液動或電磁驅(qū)動等人力以外的方式，對設(shè)備進(jìn)行控制。其特點是使用方便、安全；可以現(xiàn)場控制，也可以遠(yuǎn)距離控制；可以對單一設(shè)備進(jìn)行控制，也可以對多部設(shè)備進(jìn)行集中控制；可以進(jìn)行簡單的開關(guān)控制，也可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)控制；配合電子計算機(jī)，可以實現(xiàn)程序化控制。由于有遠(yuǎn)距離·控制的需要，一般都會有設(shè)備信號反饋一燈信號或Γ20πιΑ信號反饋，用以進(jìn)行設(shè)備控制。液壓控制系統(tǒng)的特點是響應(yīng)較高，由于液壓控制系統(tǒng)額度壓力可以很高，因而執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸小、質(zhì)量也??；由于液體壓縮性液壓彈簧剛度高，因此液壓諧振頻率可以很高。液壓控制的缺點是實時性不佳。汽控有結(jié)構(gòu)小巧，安裝方便，適應(yīng)性強(qiáng)等特點。但適應(yīng)的環(huán)境溫度和介質(zhì)溫度不宜過高。電動控制與氣動和液壓傳動相比較，它具有動作響應(yīng)速度快、工作效率高、調(diào)速性能好和操作簡便等優(yōu)點。但其也存在不足比如結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制精度不足，缺乏完善的故障診斷、報警和處理裝置。
本發(fā)明在一定程度上將液體和電動控制結(jié)合起來，是一種新型的自動化控制器。它是在系統(tǒng)異常情況下使用。因為這時系統(tǒng)或區(qū)域的外部動力失去，造成設(shè)備控制失效，不能驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？梢愿鶕?jù)事故的進(jìn)展，通過此裝置，利用儲水箱內(nèi)水的體積變化，進(jìn)而控制設(shè)備，達(dá)到非能動的控制能力。該裝置原理簡單，結(jié)構(gòu)簡約，對正負(fù)偏差能夠?qū)崿F(xiàn)同樣目標(biāo)控制，能實現(xiàn)非能動特性，滿足單一故障準(zhǔn)則，靈敏性高，安全性高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是基于非能動驅(qū)動控制技術(shù)而提出一種基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器及其控制方法，其特征在于，在儲水器I的一個壁上固定壓電轉(zhuǎn)化層2，壓電活塞3與壓電轉(zhuǎn)化層2連接，壓電活塞3與信號放大器4、.驅(qū)動控制器5、被控設(shè)備7和連桿6串聯(lián)成回路；
所述信號放大器4、驅(qū)動控制器5及連桿6都置于一個暗箱內(nèi)，進(jìn)行整體化的處理，有利于標(biāo)準(zhǔn)化運用。
所述儲水箱的材料為低熱阻的熱阻的材料，如傳統(tǒng)的銅、鋁或不銹鋼都具有良好的導(dǎo)熱性，另外新型材料導(dǎo)熱硅脂、低熱阻陶瓷、導(dǎo)熱石墨片導(dǎo)熱性也很好，在微型設(shè)備也用得較多，壁厚薄為I. 5mnT6. 5_，這有利于液體感受外界的溫度變化。
所述的壓電轉(zhuǎn)化層的尺寸與壓電活塞的內(nèi)壁面大小一致，緊密結(jié)合在一起。
所述的信號放大器位于儲水箱的外部，用于將壓電轉(zhuǎn)化層產(chǎn)生的微弱電壓信號放大，使信號成為合適的控制信號。
所述的驅(qū)動控制器連接于信號放大器的輸出，其作用在于當(dāng)接收到由于溫度變化所引起的壓電信號時則啟動被控制設(shè)備，以保證系統(tǒng)的安全。
一種基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器的核電站安全控制方法，其特征在于，當(dāng)核電站系統(tǒng)非正常運行時，驅(qū)動控制器的儲水器I的壁面感受到環(huán)境溫度的變化，4度水密度變小并產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致壓電轉(zhuǎn)化層2產(chǎn)生電壓信號和推動壓電活塞3，此時，一方面壓電活塞3將電壓信號傳輸給信號放大器4,電壓信號經(jīng)過信號放大器4處理后.傳輸給驅(qū)動控制器5，驅(qū)動控制器5驅(qū)動被控設(shè)備7的執(zhí)行器，關(guān)閉或開啟被控設(shè)備7，以此系統(tǒng)的安全得到保護(hù)；另一方面壓電活塞3根據(jù)儲水箱I內(nèi)水的體積變化，推動連桿6，連桿6作用于被控設(shè)備7的執(zhí)行器，產(chǎn)生力矩，進(jìn)而控制設(shè)備，達(dá)到非能動的控制能力。
本發(fā)明的有益效果是利用4度的水在非正常運行時被加熱或冷卻而產(chǎn)生體積變化，采用電信號控制和連桿機(jī)械推動結(jié)合的兩個途徑控制被控設(shè)備的執(zhí)行器，達(dá)到非能動·的控制能力，可以有效的提高系統(tǒng)的安全性。


圖I為基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明提出一種基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器及其控制方法。下面結(jié)合附圖予以說明。
在圖I所示的基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器的結(jié)構(gòu)示意圖中，在儲水器I的一個壁上固定壓電轉(zhuǎn)化層2，壓電活塞3與壓電轉(zhuǎn)化層2連接，壓電轉(zhuǎn)化層的尺寸與壓電活塞的內(nèi)壁面大小一致，緊密結(jié)合在一起。壓電活塞3與信號放大器4、.驅(qū)動控制器5、被控設(shè)備7和連桿6串聯(lián)成回路。
本發(fā)明是利用偏離4攝氏度體積水變大原理的驅(qū)動控制裝置。在儲水器I中裝入高純水，儲水器的尺寸為10cnTl000cm3，儲水箱的材料為低熱阻的熱阻的材料，如傳統(tǒng)的銅、鋁或不銹鋼都具有良好的導(dǎo)熱性，另外新型材料導(dǎo)熱硅脂、低熱阻陶瓷、導(dǎo)熱石墨片導(dǎo)熱性也很好，在微型設(shè)備也用得較多，壁厚薄為I. 5mnT6. 5mm，這有利于液體感受外界的溫度變化。在系統(tǒng)正常運行時，4度水密度變小并產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致壓電轉(zhuǎn)化層2產(chǎn)生電壓信號和推動壓電活塞3此時,一方面壓電活塞3將電壓信號傳輸給信號放大器4,電壓信號經(jīng)過信號放大器4處理后.傳輸給驅(qū)動控制器5，驅(qū)動控制器5驅(qū)動被控設(shè)備7的執(zhí)行器，關(guān)閉或開啟被控設(shè)備7，所述的信號放大器位于儲水箱的外部，用于將壓電轉(zhuǎn)化層產(chǎn)生的微弱電壓信號放大，使信號成為合適的控制信號，以使系統(tǒng)的安全得到保護(hù)；另一方面壓電活塞3根據(jù)儲水箱I內(nèi)水的體積變化，推動連桿6，連桿6用于被控設(shè)備7的執(zhí)行器，產(chǎn)生力矩，進(jìn)而控制設(shè)備，達(dá)到非能動的控制能力可以有效的提高系統(tǒng)的安全性。
權(quán)利要求
1.一種基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器，其特征在于，在儲水器(I)的一個壁上固定壓電轉(zhuǎn)化層(2 )，壓電活塞(3 )與壓電轉(zhuǎn)化層(2 )連接，壓電活塞(3 )與信號放大器(4 )、.驅(qū)動控制器(5)、被控設(shè)備(7)和連桿(6)串聯(lián)成回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器，其特征在于，所述信號放大器(4)、驅(qū)動控制器(5)及連桿(6)都置于一個暗箱內(nèi)，進(jìn)行整體化的處理，有利于標(biāo)準(zhǔn)化運用。
3.根據(jù)權(quán)利要求
I所述基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器，其特征在于，所述儲水箱的材料為低熱阻材料，為銅、鋁、不銹鋼、導(dǎo)熱硅脂、低熱阻陶瓷或?qū)崾?，壁厚薄為I.5mnT6. 5mm,這有利于液體感受外界的溫度變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求
I所述基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器，其特征在于，所述的壓電轉(zhuǎn)化層的尺寸與壓電活塞的內(nèi)壁面大小一致，緊密結(jié)合在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求
I所述基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器，其特征在于，所述的信號放大器位于儲水箱的外部，用于將壓電轉(zhuǎn)化層產(chǎn)生的微弱電壓信號放大，使信號成為合適的控制信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求
I所述基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器，其特征在于，所述的驅(qū)動控制器連接于信號放大器的輸出，其作用在于當(dāng)接收到由于溫度變化所引起的壓電信號時則啟動被控制設(shè)備，以保證系統(tǒng)的安全。
7.一種基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器的核電站安全控制方法，其特征在于，當(dāng)核電站系統(tǒng)非正常運行時，驅(qū)動控制器的儲水器(I)的壁面感受到環(huán)境溫度的變化，4度水密度變小并產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致壓電轉(zhuǎn)化層(2)產(chǎn)生電壓信號和推動壓電活塞(3)，此時，一方面壓電活塞(3)將電壓信號傳輸給信號放大器(4),電壓信號經(jīng)過信號放大器(4)處理后.傳輸給驅(qū)動控制器(5)，驅(qū)動控制器(5)驅(qū)動被控設(shè)備(7)的執(zhí)行器，關(guān)閉或開啟被控設(shè)備(7)，以此系統(tǒng)的安全得到保護(hù)；另一方面壓電活塞(3)根據(jù)儲水箱(I)內(nèi)水的體積變化，推動連桿(6)，連桿(6)作用于被控設(shè)備(7)的執(zhí)行器，產(chǎn)生力矩，進(jìn)而控制設(shè)備，達(dá)到非能動的控制能力。
專利摘要
本發(fā)明公開了屬于核電站安全控制技術(shù)領(lǐng)域：
的一種基于4攝氏度水特性的驅(qū)動控制器及其方法。該驅(qū)動控制器由在儲水器的一個壁上固定壓電轉(zhuǎn)化層，壓電活塞與壓電轉(zhuǎn)化層連接，壓電活塞與信號放大器、驅(qū)動控制器、被控設(shè)備和連桿串聯(lián)成回路構(gòu)成。本發(fā)明利用4度的水在非正常運行時被加熱或冷卻而產(chǎn)生體積變化，采用電信號控制和連桿機(jī)械推動結(jié)合的兩個途徑控制被控設(shè)備的執(zhí)行器，達(dá)到非能動的控制能力，可以有效的提高系統(tǒng)的安全性。
文檔編號G21C15/24GKCN102789823SQ201210259616
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月25日
發(fā)明者劉夢影, 周濤, 李云博, 蘇子威, 鄒文重 申請人:華北電力大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan