本發(fā)明涉及熱電阻響應(yīng)時間檢測，尤其涉及熱電阻響應(yīng)時間檢測方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、核反應(yīng)堆通常需要采用熱電阻來檢測反應(yīng)堆穩(wěn)定，以確保反應(yīng)堆在發(fā)生較大溫度瞬態(tài)變化時能夠及時實現(xiàn)停堆等相關(guān)保護措施，因此熱電阻的響應(yīng)時間的準確度非常重要。但由于采用的熱電阻耗散功率較大，且電流不能長時間超過20ma，當輸入階躍電流后熱電阻的阻值變化僅零點幾歐姆，如果用伏安法或分壓法進行測試，發(fā)現(xiàn)得到的阻值隨時間變化的數(shù)據(jù)信噪比較小，導致熱電阻的響應(yīng)時間檢測非常不準確，這不利于核電廠安全運行。因此亟需一種能夠準確檢測熱電阻響應(yīng)時間的方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種熱電阻響應(yīng)時間檢測方法及裝置。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種熱電阻響應(yīng)時間檢測方法，用于熱電阻響應(yīng)時間檢測裝置，所述熱電阻響應(yīng)時間檢測裝置包括可調(diào)電源電壓采樣模塊用于與熱電阻組成惠斯通電橋的電橋模塊、與所述惠斯通電橋的第一對相對接頭連接的可調(diào)電源以及與所述惠斯通電橋的第二對相對接頭連接的電壓采樣模塊，所述熱電阻響應(yīng)時間檢測方法包括：

3、多次輸出持續(xù)一定時間的測試指令至所述可調(diào)電源；其中，所述測試指令能夠使所述可調(diào)電源向所述熱電阻輸入從初始電流值階躍至測試電流范圍的階躍電流；

4、在每次輸出所述測試指令的期間通過所述電壓采樣模塊周期性地檢測所述惠斯通電橋的第二對相對接頭隨時間變化的壓差值，得到多組壓差數(shù)據(jù)；

5、計算出多組所述壓差數(shù)據(jù)中同一時序下的各個壓差值的平均值，以得到與各個時序一一對應(yīng)的多個壓差平均值；

6、獲取所述電橋模塊的電阻設(shè)計參數(shù)及所述可調(diào)電源的輸出參數(shù)，根據(jù)所述電阻設(shè)計參數(shù)、所述輸出參數(shù)和多個所述壓差平均值生成能夠表示所述熱電阻阻值隨時間變化的階躍測試數(shù)據(jù)；

7、將所述階躍測試數(shù)據(jù)擬合到預(yù)設(shè)的目標方程，以計算出所述目標方程的第一極值點和第二極值點；

8、根據(jù)所述第一極值點和所述第二極值點計算出所述熱電阻的響應(yīng)時間。

9、優(yōu)選地，所述目標方程表示為：

10、

11、其中，p1表示所述第一極值點，p2表示所述第二極值點。

12、優(yōu)選地，所述響應(yīng)時間的表達式為：

13、

14、其中，τ表示所述響應(yīng)時間。

15、優(yōu)選地，所述熱電阻響應(yīng)時間檢測方法還包括根據(jù)預(yù)設(shè)的校正因子校正所述響應(yīng)時間；其中，校正方程為：

16、

17、其中，τb表示校正后的響應(yīng)時間，cf表示所述校正因子，b0表示第一校正系數(shù)，b1表示第二校正系數(shù)，b2表示第三校正系數(shù)，b3表示第四校正系數(shù)，b4表示第五校正系數(shù)，b5表示第六校正系數(shù)。

18、優(yōu)選地，所述初始電流值的設(shè)定范圍是1ma至2ma，所述測試電流范圍是4ma至40ma。

19、優(yōu)選地，所述電阻設(shè)計參數(shù)包括電橋模塊與熱電阻組成的惠斯通電橋中，除熱電阻外的各個電阻的阻值，所述輸出參數(shù)包括可調(diào)電源的輸出電壓和/或輸出電流；

20、所述根據(jù)所述電阻設(shè)計參數(shù)、所述輸出參數(shù)和多個所述壓差平均值生成能夠表示所述熱電阻阻值隨時間變化的階躍測試數(shù)據(jù)的步驟，包括：

21、基于設(shè)定時間寬度對多個所述壓差平均值的檢測時間軸進行劃分，以得到多個時間區(qū)間；其中，所述設(shè)定時間寬度大于所述電壓采樣模塊的采樣周期；

22、計算出每個所述時間區(qū)間內(nèi)的所有所述壓差平均值的平均值，以得到與多個所述時間區(qū)間一一對應(yīng)的多個區(qū)間壓差均值；

23、將每個所述時間區(qū)間的中心時間和與之對應(yīng)的區(qū)間壓差均值關(guān)聯(lián)；

24、對每個所述壓差平均值分別進行：根據(jù)該壓差平均值、所述電阻設(shè)計參數(shù)和所述輸出參數(shù)還原出與該壓差平均值的中心時間對應(yīng)的熱電阻測試阻值；

25、利用多個所述熱電阻測試阻值組成所述階躍測試數(shù)據(jù)。

26、優(yōu)選地，在每次輸出所述測試指令的期間，還包括：

27、基于設(shè)定提取周期提取出所述電壓采樣模塊檢測到的壓差值，并將該電壓記為趨勢電壓；在每次提取出趨勢電壓時均進行：判斷最新提取到的趨勢電壓減去前一個設(shè)定提取周期中提取到的趨勢電壓的差值是否在設(shè)定電壓范圍內(nèi)，若是則在延時設(shè)定延時時間后停止輸出所述測試指令。

28、本發(fā)明還構(gòu)造了一種熱電阻響應(yīng)時間檢測裝置，包括：

29、電橋模塊，用于連接熱電阻，并與所述熱電阻組成惠斯通電橋；

30、可調(diào)電源，與所述惠斯通電橋的第一對相對接頭連接，用于給所述惠斯通電橋提供檢測用電源；

31、電壓采樣模塊，與所述惠斯通電橋的第二對相對接頭連接，用于檢測第二對相對接頭兩端的壓差值；

32、控制模塊，其包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器中并可在處理器上運行的計算機程序，處理器執(zhí)行計算機程序時實現(xiàn)以上所述的熱電阻響應(yīng)時間檢測方法的步驟。

33、優(yōu)選地，所述電橋模塊程控電阻卡、第一采樣電阻和第二采樣電阻，所述可調(diào)電源包括可調(diào)電壓源、限流電阻、程控電阻卡和控制開關(guān)；

34、所述可調(diào)電壓源的正端連接所述限流電阻的第一端，所述限流電阻的第二端連接所述程控電阻卡的第一端、且用于連接熱電阻的第一端；

35、所述第一采樣電阻的第一端連接電壓采樣模塊、且用于連接所述熱電阻的第二端，所述第一采樣電阻的第二端連接所述可調(diào)電壓源的負端；

36、所述第二采樣電阻的第一端連接所述程控電阻卡的第二端和電壓采樣模塊，所述第二采樣電阻的第二端連接所述可調(diào)電壓源的負端；

37、所述控制開關(guān)的輸入端及輸出端與所述限流電阻并聯(lián)，所述控制開關(guān)的控制端連接所述控制模塊，以在接收到所述控制模塊輸出的測試指令時導通；

38、所述程控電阻卡的控制端連接所述控制模塊，在所述控制開關(guān)關(guān)斷時，所述控制模塊控制所述程控電阻卡的阻值保持為第一設(shè)定阻值，以使輸入所述熱電阻的電流保持為初始電流值。

39、優(yōu)選地，所述電壓采樣模塊包括信號放大器和采集卡；

40、所述信號放大器的第一輸入端連接所述第一采樣電阻的第一端，所述信號放大器的第二輸入端連接所述第二采樣電阻的第一端，所述信號放大器的輸出端連接所述采集卡；

41、所述采集卡連接所述控制模塊，以向其輸入能夠表示所述熱電阻兩端的壓差值大小的壓差信號。

42、實施本發(fā)明具有以下有益效果：提供了一種熱電阻響應(yīng)時間檢測方法，能夠提高檢測數(shù)據(jù)的信噪比，準確地檢測熱電阻響應(yīng)時間，對提高反應(yīng)堆的穩(wěn)定性起到積極作用。

技術(shù)特征：

1.一種熱電阻響應(yīng)時間檢測方法，用于熱電阻響應(yīng)時間檢測裝置，所述熱電阻響應(yīng)時間檢測裝置包括可調(diào)電源電壓采樣模塊用于與熱電阻組成惠斯通電橋的電橋模塊、與所述惠斯通電橋的第一對相對接頭連接的可調(diào)電源以及與所述惠斯通電橋的第二對相對接頭連接的電壓采樣模塊，其特征在于，所述熱電阻響應(yīng)時間檢測方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電阻響應(yīng)時間檢測方法，其特征在于，所述目標方程表示為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱電阻響應(yīng)時間檢測方法，其特征在于，所述響應(yīng)時間的表達式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱電阻響應(yīng)時間檢測方法，其特征在于，還包括：根據(jù)預(yù)設(shè)的校正因子校正所述響應(yīng)時間；其中，校正方程為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電阻響應(yīng)時間檢測方法，其特征在于，所述初始電流值的設(shè)定范圍是1ma至2ma，所述測試電流范圍是4ma至40ma。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的熱電阻響應(yīng)時間檢測方法，其特征在于，所述電阻設(shè)計參數(shù)包括電橋模塊與熱電阻組成的惠斯通電橋中，除熱電阻外的各個電阻的阻值，所述輸出參數(shù)包括可調(diào)電源的輸出電壓和/或輸出電流；

7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的熱電阻響應(yīng)時間檢測方法，其特征在于，在每次輸出所述測試指令的期間，還包括：

8.一種熱電阻響應(yīng)時間檢測裝置，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱電阻響應(yīng)時間檢測裝置，其特征在于，所述電橋模塊程控電阻卡、第一采樣電阻和第二采樣電阻，所述可調(diào)電源包括可調(diào)電壓源、限流電阻、程控電阻卡和控制開關(guān)；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱電阻響應(yīng)時間檢測裝置，其特征在于，所述電壓采樣模塊包括信號放大器和采集卡；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及熱電阻響應(yīng)時間檢測方法及裝置，其方法包括：多次輸出持續(xù)一定時間的測試指令至可調(diào)電源，以向熱電阻輸入從初始電流值階躍至測試電流范圍的階躍電流；每次輸出測試指令的期間通過電壓采樣模塊檢測包含熱電阻的惠斯通電橋的第二對相對接頭隨時間變化的壓差值，得到多組壓差數(shù)據(jù)；計算出多組壓差數(shù)據(jù)中同一時序的各壓差值的平均值，得到與各時序?qū)?yīng)的多個壓差平均值；根據(jù)電橋模塊的電阻設(shè)計參數(shù)、可調(diào)電源的輸出參數(shù)和多個壓差平均值生成階躍測試數(shù)據(jù)；將階躍測試數(shù)據(jù)擬合到預(yù)設(shè)的目標方程，計算出目標方程的第一和第二極值點；根據(jù)第一和第二極值點計算出熱電阻的響應(yīng)時間。本發(fā)明能提高檢測數(shù)據(jù)的信噪比、準確檢測熱電阻響應(yīng)時間。

技術(shù)研發(fā)人員：李星,涂俊,胡偉,王磊,蔡少展,黃志文,李德民,尹旭輝,詹達會,胡金來
受保護的技術(shù)使用者：陽江核電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8