RU2542896C1 - Устройство для измерения плотности потока нейтронов - Google Patents

Устройство для измерения плотности потока нейтронов Download PDF

Info

Publication number
RU2542896C1
RU2542896C1 RU2014123062/08A RU2014123062A RU2542896C1 RU 2542896 C1 RU2542896 C1 RU 2542896C1 RU 2014123062/08 A RU2014123062/08 A RU 2014123062/08A RU 2014123062 A RU2014123062 A RU 2014123062A RU 2542896 C1 RU2542896 C1 RU 2542896C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
frequency
adder
multiplexer
Prior art date
Application number
RU2014123062/08A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Александрович Большов
Сергей Олегович Гринько
Сергей Иванович Крюков
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
ОАО "Ордена Ленина Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н.А. Доллежаля" (ОАО "НИКИЭТ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", ОАО "Ордена Ленина Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н.А. Доллежаля" (ОАО "НИКИЭТ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2014123062/08A priority Critical patent/RU2542896C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2542896C1 publication Critical patent/RU2542896C1/ru

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

Изобретение относится к ядерной технике. Техническим результатом является уменьшение погрешности измеряемой величины плотности потока нейтронов. Устройство для измерения плотности потока нейтронов содержит: ионизационную импульсно-токовую камеру с двумя электродами, электрометрический усилитель, преобразователь напряжение-код, дифференциальный усилитель, первый и второй дискриминаторы, первый и второй преобразователи частота-код, делитель, умножитель с постоянным коэффициентом умножения, мультиплексор, регистр-защелку, первое и второе устройства сравнения, управляющее устройство, первый сумматор с двумя прямыми и одним инвертированным входами, второй сумматор, второй и третий умножители с переменными коэффициентами умножения. 1 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к ядерной технике и может быть применено в системах контроля активной зоны ядерного реактора.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к изобретению является устройство для измерения плотности потока нейтронов, содержащее ионизационную импульсно-токовую камеру с двумя электродами, собирающий электрод которой соединен со входом электрометрического усилителя, выход которого соединен со входом преобразователя напряжение-код, дискриминаторы и делитель (патент RU 2240609, G21C 17/108, опубл. 20.11.2004).
В известном устройстве использованы три дискриминатора с различными уровнями срабатывания, для которых необходимы проведение математического моделирования и последующая настройка каждого дискриминатора для определения уровней дискриминации, что усложняет процесс измерения плотности потока нейтронов. Также известное устройство характеризуется наличием погрешности измерений при осуществлении контроля по токовому сигналу, обусловленной наличием гамма-излучения.
Недостатками известного устройства являются сложность измерения плотности потока нейтронов и низкая достоверность.
Задачей настоящего изобретение является создание устройства для измерения плотности потока нейтронов, которое характеризуется простотой измерения плотности потока нейтронов и высокой достоверностью.
Техническим результатом настоящего изобретения является исключение математического моделирования и последующей настройки дискриминаторов для определения уровней дискриминации, а также компенсация влияния гамма-излучения на токовый сигнал, что приводит к уменьшению погрешности измеряемой величины плотности потока нейтронов.
Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство для измерения плотности потока нейтронов, содержащее ионизационную импульсно-токовую камеру с двумя электродами, собирающий электрод которой соединен со входом электрометрического усилителя, выход которого соединен со входом преобразователя напряжение-код, первый и второй дискриминаторы и делитель, согласно изобретению дополнительно введены дифференциальный усилитель, первый и второй преобразователи частота-код, первый умножитель с постоянным коэффициентом умножения, второй и третий умножители с переменными коэффициентами умножения, мультиплексор, регистр-защелка, первое и второе устройства сравнения, первый и второй сумматоры и управляющее устройство, а первый дискриминатор выполнен с постоянным уровнем дискриминации, при этом оба электрода ионизационной камеры соединены со входом дифференциального усилителя, выход которого соединен со входами первого и второго дискриминаторов, выходы которых соединены со входами первого и второго преобразователей частота-код соответственно, выход первого преобразователя частота-код подключен ко входу делителя, первому входу мультиплексора и входу первого устройства сравнения, выход которого соединен со вторым входом мультиплексора, выходы делителя и первый выход второго преобразователя частота-код подключены ко входам второго устройства сравнения, выход которого соединен со входом второго дискриминатора, причем второй выход второго преобразователя частота-код соединен со входом первого умножителя, выход которого соединен с третьим входом мультиплексора, выход мультиплексора подключен ко входу управляющего устройства и входу второго умножителя, а выходы управляющего устройства соединены со входами второго и третьего умножителей и первым входом регистра-защелки, при этом выход преобразователя напряжение-код подключен ко второму входу регистра-защелки и прямому входу первого сумматора, инвертированный вход которого подключен к выходу регистра-защелки, при этом первый сумматор имеет второй прямой вход для подачи на него постоянного заданного значения, выход первого сумматора соединен со входом третьего умножителя, а выходы второго и третьего умножителей подключены ко входам второго сумматора, выход которого является выходом устройства.
Использование в устройстве только двух дискриминаторов, один из которых, первый, выполнен с постоянным уровнем дискриминации, а уровень дискриминации второго задается подключенным к нему вторым устройством сравнения, позволяет исключить математическое моделирование и последующую настройку дискриминаторов для определения уровней дискриминации, а введение в устройство сумматора с двумя прямыми и одним инвертированным входами позволяет компенсировать влияние гамма-излучения на токовый сигнал, что приводит к уменьшению погрешности измеряемой величины плотности потока нейтронов.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства.
Устройство для измерения плотности потока нейтронов содержит ионизационную импульсно-токовую камеру с двумя электродами 1, электрометрический усилитель 2, преобразователь напряжение-код 3, дифференциальный усилитель 4, первый и второй дискриминаторы 5 и 6, первый и второй преобразователи частота-код 7 и 8, делитель 9, умножитель с постоянным коэффициентом умножения 10, мультиплексор 11, регистр-защелка 12, первое и второе устройства сравнения 13 и 14, управляющее устройство 15, первый сумматор с двумя прямыми и одним инвертированным входами 16, второй сумматор 17, второй и третий умножители с переменными коэффициентами умножения 18 и 19.
Электроды ионизационной импульсно-токовой камеры 1 соединены со входами дифференциального импульсного усилителя 4, вход электрометрического усилителя 2 подключен к собирающему электроду ионизационной камеры 1. Резисторы P1 P2 являются нагрузочными для импульсов тока камеры. Выходы дифференциального усилителя 4 соединены со входами первого и второго дискриминаторов 5 и 6, выходы дискриминаторов 5 и 6 соединены со входами первого и второго преобразователей частота-код 7 и 8 соответственно. Уровень дискриминации первого дискриминатора 5 устанавливается постоянным. Выход первого преобразователя частота-код 7 соединен со входом делителя 9. Выходы делителя 9 и второго преобразователя частота-код 8 подключены ко входам второго устройства сравнения 14. Для задания уровня дискриминации второго дискриминатора 6 к его входу подключен выход второго устройства сравнения 14. Выход второго преобразователя частота-код 8 также соединен со входом первого умножителя 10. Выход первого преобразователя частота-код 7 подключен ко входу первого устройства сравнения 13, на второй вход которого подано постоянное значение. Входы мультиплексора 11 соединены с выходами первого преобразователя частота-код 7, первого умножителя 10 и первого устройства сравнения 13. Выход электрометрического усилителя 2 подключен ко входу преобразователя напряжение-код 3. Выход преобразователя напряжение-код 3 соединен со входом регистра-защелки 12 и прямым входом первого сумматора 16, при этом на второй прямой вход первого сумматора поступает постоянное заданное значение, а на инвертированный вход первого сумматора 16 поступает инвертированный сигнал с выхода регистра-защелки 12. Выход мультиплексора 11 подключен ко входу управляющего устройства 15 и второго умножителя 18, выход первого сумматора 16 соединен со входом третьего умножителя 19. Выходы управляющего устройства 15 подключены ко входам регистра-защелки 12 и второго и третьего умножителей 18 и 19. Выходы умножителей 18 и 19 подключены ко входам второго сумматора 17. Выходной сигнал второго сумматора 17 - искомое значение плотности потока нейтронов.
Устройство для измерения плотности потока нейтронов работает следующим образом.
При малой плотности потока нейтронов (меньше чем 106 импульсов в секунду) практически не происходит наложения импульсов и плотность потока нейтронов определяется по сигналу первого преобразователя частота-код 7. С начала пуска реактора уровень дискриминации второго дискриминатора 6 автоматически подбирается таким образом, чтобы сигнал второго преобразователя частота-код 8 был в 10 раз меньше, чем сигнал первого преобразователя 7. Второе устройство сравнения 14 регулирует значение уровня дискриминации второго дискриминатора 6 для обеспечения соотношения 10:1 сигналов двух преобразователей частота-код 7 и 8. После достижения мощности 106 импульсов в секунду уровень дискриминации второго дискриминатора 6 фиксируется, и при дальнейшем увеличении мощности плотность потоков нейтронов определяется по сигналу второго преобразователя частота-код 8, умноженному на 10. Первое устройство сравнения 13 сравнивает сигнал первого преобразователя частота-код 7 со значением 106 с-1. В зависимости от сигнала первого устройства сравнения 13 мультиплексор 11 выводит на выход либо сигнал первого преобразователя частота-код 7 (при сигнале первого преобразователя частота-код 7 до 106 с-1), либо сигнал второго преобразователя частота-код 8, прошедший через первый умножитель 10 (при сигнале первого преобразователя частота-код 7 более 106 с-1). Токовый сигнал камеры усиливается электрометрическим усилителем 2 и оцифровывается в преобразователе напряжение-код 3.
Управляющее устройство 15 работает следующим образом. При приближении сигнала мультиплексора 11 к значению кода, соответствующему частоте 3·106 с-1, управляющее устройство фиксирует выходное значение регистра-защелки 12, после этого сигнал на выходе первого сумматора 16 становится равен сумме некоторого заданного значения кода, соответствующего току I0, и разности текущего сигнала преобразователя напряжение-ток 3 и сигнала, зафиксированного на регистре-защелке 12 при приближении сигнала мультиплексора 11 к значению кода, соответствующему значению 3·106 с-1. Значение I0 определяется как ток, соответствующий частоте импульсов 3·106 с-1. Таким образом, при достижении частоты 3·106 с-1 в регистре-защелке 12 фиксируется сумма тока, вызванного потоком нейтронов частотой 3·106 с-1 (I0), и тока, обусловленного гамма-излучением, в сумматоре 16 из выходного сигнала регистра-защелки 12 вычитается ток I0, в результате чего получается значение тока, обусловленного гамма-излучением со знаком "минус", затем это значение тока, вызванного гамма-излучением, вычитается из текущего значения тока на выходе преобразователя напряжение-код 3, в результате чего на выходе сумматора 16 получается значение тока, отражающего динамику реактора и не искаженного током, вызванным гамма-излучением. Кроме того, управляющее устройство 15 задает коэффициенты, на которые происходит умножение во втором и третьем умножителях 18 и 19. В диапазоне кодов, соответствующим частотам от f1=3·106 с-1 до f2=6·106 с-1, по выходному сигналу мультиплексора 11 множители k1 (во втором умножителе 18) и k2 (в третьем умножителе 19) линейно изменяются от 1 до 0 и от 0 до 1 соответственно, изменение множителей k1 и k2 в диапазоне сигналов мультиплексора 11 от f1 до f2 описывается следующими формулами:
Figure 00000001
, k2=1-k1.
При частотах меньше f1=3·106 с-1 плотность потока нейтронов определяется только по импульсному сигналу, при частотах больше f2=6·106 с-1 плотность потока нейтронов определяется только по токовому сигналу.
Во втором сумматоре 17 происходит сложение сигналов второго и третьего умножителей 18 и 19. Выходной сигнал второго сумматора 17 является искомой величиной, характеризующей плотность потока нейтронов.

Claims (1)

  1. Устройство для измерения плотности потока нейтронов, содержащее ионизационную импульсно-токовую камеру с двумя электродами, собирающий электрод которой соединен со входом электрометрического усилителя, выход которого соединен со входом преобразователя напряжение-код, первый и второй дискриминаторы и делитель, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены дифференциальный усилитель, первый и второй преобразователи частота-код, первый умножитель с постоянным коэффициентом умножения, второй и третий умножители с переменными коэффициентами умножения, мультиплексор, регистр-защелка, первое и второе устройства сравнения, первый и второй сумматоры и управляющее устройство, а первый дискриминатор выполнен с постоянным уровнем дискриминации, при этом оба электрода ионизационной камеры соединены со входом дифференциального усилителя, выход которого соединен со входами первого и второго дискриминаторов, выходы которых соединены со входами первого и второго преобразователей частота-код соответственно, выход первого преобразователя частота-код подключен ко входу делителя, первому входу мультиплексора и входу первого устройства сравнения, выход которого соединен со вторым входом мультиплексора, выходы делителя и первый выход второго преобразователя частота-код подключены ко входам второго устройства сравнения, выход которого соединен со входом второго дискриминатора, причем второй выход второго преобразователя частота-код соединен со входом первого умножителя, выход которого соединен с третьим входом мультиплексора, выход мультиплексора подключен ко входу управляющего устройства и входу второго умножителя, а выходы управляющего устройства соединены со входами второго и третьего умножителей и первым входом регистра-защелки, при этом выход преобразователя напряжение-код подключен ко второму входу регистра-защелки и прямому входу первого сумматора, инвертированный вход которого подключен к выходу регистра-защелки, при этом первый сумматор имеет второй прямой вход для подачи на него постоянного заданного значения, выход первого сумматора соединен со входом третьего умножителя, а выходы второго и третьего умножителей подключены ко входам второго сумматора, выход которого является выходом устройства.
RU2014123062/08A 2014-06-05 2014-06-05 Устройство для измерения плотности потока нейтронов RU2542896C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014123062/08A RU2542896C1 (ru) 2014-06-05 2014-06-05 Устройство для измерения плотности потока нейтронов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014123062/08A RU2542896C1 (ru) 2014-06-05 2014-06-05 Устройство для измерения плотности потока нейтронов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2542896C1 true RU2542896C1 (ru) 2015-02-27

Family

ID=53290003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014123062/08A RU2542896C1 (ru) 2014-06-05 2014-06-05 Устройство для измерения плотности потока нейтронов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2542896C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2073888C1 (ru) * 1994-03-29 1997-02-20 Войсковая часть 51105 Устройство для измерения потока термоядерных нейтронов
US5956380A (en) * 1995-12-22 1999-09-21 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for determining neutron flux density, in particular in a nuclear power facility
RU2240609C1 (ru) * 2003-04-15 2004-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт им. А.П. Александрова" Устройство измерения нейтронного потока
RU2447521C1 (ru) * 2010-10-04 2012-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" Способ контроля плотности нейтронного потока ядерного реактора

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2073888C1 (ru) * 1994-03-29 1997-02-20 Войсковая часть 51105 Устройство для измерения потока термоядерных нейтронов
US5956380A (en) * 1995-12-22 1999-09-21 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for determining neutron flux density, in particular in a nuclear power facility
RU2240609C1 (ru) * 2003-04-15 2004-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт им. А.П. Александрова" Устройство измерения нейтронного потока
RU2447521C1 (ru) * 2010-10-04 2012-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" Способ контроля плотности нейтронного потока ядерного реактора

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Noronha-Hostler et al. Hydrodynamic predictions for 5.02 TeV Pb-Pb collisions
JP6204504B2 (ja) Ｒｆ計測学によるｒｆパルスの同期、処理、および制御
RU2011119091A (ru) Устройство онлайнового измерения потока быстрых и эпитермических нейтронов
US20180011204A1 (en) Radiation apparatus and radiation signal processing method using bipolar time-over-threshold method
US2986636A (en) Linear and logarithmic amplifiers for compensated ionization chambers
JP6124663B2 (ja) 線量率測定装置
JP6218941B2 (ja) 放射線測定装置
Du et al. Study of time resolution by digital methods with a DRS4 module
Low et al. On the hyperfine structure of hydrogen and deuterium
Ivanova et al. Fast neutron flux analyzer with real-time digital pulse shape discrimination
Zhao et al. A multi-parameter discrimination digital positron annihilation lifetime spectrometer using a fast digital oscilloscope
RU2542896C1 (ru) Устройство для измерения плотности потока нейтронов
Hojbota et al. Accurate single-shot measurement technique for the spectral distribution of GeV electron beams from a laser wakefield accelerator
CN104330644A (zh) 检测电力***中正弦波信号幅值的方法和***
RU2590346C1 (ru) Устройство для измерения потока нейтронов
JP2018159669A (ja) 中性子検出器等の信号のみに基づいて核***性物質の組成、未臨界度、遅発中性子割合、中性子世代時間、即発中性子寿命を測定する方法。
RU2743234C1 (ru) Способ контроля плотности нейтронного потока
WO2016007094A1 (en) Method for measuring reactivity in a light water reactor
RU152498U1 (ru) Устройство для определения статических характеристик нагрузки по напряжению с защитой от аномальных искажений
JP2013200259A (ja) 中性子測定装置およびその中性子測定方法
JPH07151862A (ja) 波高安定化回路
JP7027963B2 (ja) 電流測定装置及び放射線検出装置
DE102013218045B4 (de) Radiometrisches Messgerät und radiometrisches Messsystem
WO2008060670A2 (en) Low noise voltage-to-frequency conversion apparatus and method for quantum measurements
SU1605141A1 (ru) Рентгеновский измеритель толщины проката