JPS6073364A - ワイドレンジモニタ装置 - Google Patents
ワイドレンジモニタ装置Info
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- JPS6073364A JPS6073364A JP58180485A JP18048583A JPS6073364A JP S6073364 A JPS6073364 A JP S6073364A JP 58180485 A JP58180485 A JP 58180485A JP 18048583 A JP18048583 A JP 18048583A JP S6073364 A JPS6073364 A JP S6073364A
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- JP
- Japan
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- circuit
- neutron flux
- logarithmic
- campbell
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は原子力発電所等に用いられる原子炉の出力を監
視する装置に係シ、特に10桁以上の広範囲にわたって
変化するランダムに生起する核分裂による中性子束密度
を検出して原子炉の出力を監視する装置に関する。
視する装置に係シ、特に10桁以上の広範囲にわたって
変化するランダムに生起する核分裂による中性子束密度
を検出して原子炉の出力を監視する装置に関する。
この種の監視装置は原子炉起動、停止時に原子炉の出力
が中性子中密度レベルに換算して10桁以上と広範囲に
わたって変化する。このような広範囲に渡って変化する
中性子束密度を監視する必要がある。あまりにも広範囲
のため1つの計測監視技術で全域の測定が不可能のため
監視範囲の異なるいくつかの4測監視技術を組合せて、
それにて全域の監視を行なっている。例えば監視範囲全
域を2分割し、その一方の低い中性子束範囲はパルス計
数技術を用い、他方の高い中性子束範囲はキャンベル計
測技術を用いるようにして、原子炉の低出力領域から高
出力領域に至る全域を監視している。
が中性子中密度レベルに換算して10桁以上と広範囲に
わたって変化する。このような広範囲に渡って変化する
中性子束密度を監視する必要がある。あまりにも広範囲
のため1つの計測監視技術で全域の測定が不可能のため
監視範囲の異なるいくつかの4測監視技術を組合せて、
それにて全域の監視を行なっている。例えば監視範囲全
域を2分割し、その一方の低い中性子束範囲はパルス計
数技術を用い、他方の高い中性子束範囲はキャンベル計
測技術を用いるようにして、原子炉の低出力領域から高
出力領域に至る全域を監視している。
ところで広範囲にわたって1種類の検出器からなるla
i類の監視装置によって監視を実現することは、原子炉
計装のコストの面からも運転操作を容易にし、保守を簡
略にする上でも有益である。
i類の監視装置によって監視を実現することは、原子炉
計装のコストの面からも運転操作を容易にし、保守を簡
略にする上でも有益である。
このため少なくとも2種類の異なった監視技術を必要と
するような充分広い中性子束範囲にわたって変化する中
性子束の対数に比例する単一の出力信号を発生するため
の装置として、特公昭48−18436号[名称ジント
ムパルス監視装置(usp第3579127号)公報に
示すよう々ワイドレンジモニタ装置がある。
するような充分広い中性子束範囲にわたって変化する中
性子束の対数に比例する単一の出力信号を発生するため
の装置として、特公昭48−18436号[名称ジント
ムパルス監視装置(usp第3579127号)公報に
示すよう々ワイドレンジモニタ装置がある。
このランダムパルス監視装置は、第1図に示すような構
成となっている。
成となっている。
核分裂イオンチェンバ11の一対の電極12@13間に
インピーダンス素子15を介して直流電源14の高電圧
が印加される。インピーダンス素子15が接続する核分
裂イオンチェンバー11の電極13はコンデンサ16を
介して、イオン化された信号を広帯域増幅器17の入力
側に与える。この広帯域増幅器17で増幅された信号は
ケーブル18を介して対数計数チャンネル19とキャン
ベル型チャンネル20に与えられる。この対数計数チャ
ンネル19は、全測定範囲を2分割されたうち低域側を
受けもつもので、高周波帯域濾波増幅器191と対数計
数率回路192とからなり、高周波帯域濾波増幅器19
1で増幅された入力信号を対数計数率回路192で対数
をもって、チャンネル出力として、入射中性子束レベル
の対数に比例した信号を出力する。またキャンベル型チ
ャンネル20は前記全測定範囲を2分割されたうち高域
側を受けもつもので高周波帯域濾波増幅器201、平均
整流回路203対数に比例する信号を出力する増幅器2
03、差動増幅器2 fl 4からなシ高周波帯域簡波
増幅器201で増幅された入力信号は平均−1!流回路
202で検波されたのち対数増幅器203で入射中性子
束レベルに比例した信号に変換され、バイアス電圧20
5と差が差動増幅器204でとられ、その差動増幅器2
04の出力側からバイアス電圧に対応する計数率以下の
入力のとき零、計数率以上の入力のとき差動増幅器20
4の出力がチャンネルの出力となる。各チャンネルの出
力信号は、結合回路21に入力される。この結合回路2
1は入射中性子束レベルに対する各チャンネルの出力の
比例関係を同一に調整し、調整結果対数計数チャンネル
の出力とキャンベル型の出力とが直線領域でオーバラッ
プする領域の所定計数率値において、所定計数率値以上
の対数計数チャンネルの出力を1%定レベルでクランプ
し、所定計数率値以下でカットオフ状態になるように差
動増幅器のバイアスを調整して、結合点で対数計数チャ
ンネルの出力とキャンベル型チャンネルの出力を加えて
、この結合点211から対数計数チャンネルの出力とキ
ャンベル形の出力とが連結的に結合された出力を得るよ
うにする。
インピーダンス素子15を介して直流電源14の高電圧
が印加される。インピーダンス素子15が接続する核分
裂イオンチェンバー11の電極13はコンデンサ16を
介して、イオン化された信号を広帯域増幅器17の入力
側に与える。この広帯域増幅器17で増幅された信号は
ケーブル18を介して対数計数チャンネル19とキャン
ベル型チャンネル20に与えられる。この対数計数チャ
ンネル19は、全測定範囲を2分割されたうち低域側を
受けもつもので、高周波帯域濾波増幅器191と対数計
数率回路192とからなり、高周波帯域濾波増幅器19
1で増幅された入力信号を対数計数率回路192で対数
をもって、チャンネル出力として、入射中性子束レベル
の対数に比例した信号を出力する。またキャンベル型チ
ャンネル20は前記全測定範囲を2分割されたうち高域
側を受けもつもので高周波帯域濾波増幅器201、平均
整流回路203対数に比例する信号を出力する増幅器2
03、差動増幅器2 fl 4からなシ高周波帯域簡波
増幅器201で増幅された入力信号は平均−1!流回路
202で検波されたのち対数増幅器203で入射中性子
束レベルに比例した信号に変換され、バイアス電圧20
5と差が差動増幅器204でとられ、その差動増幅器2
04の出力側からバイアス電圧に対応する計数率以下の
入力のとき零、計数率以上の入力のとき差動増幅器20
4の出力がチャンネルの出力となる。各チャンネルの出
力信号は、結合回路21に入力される。この結合回路2
1は入射中性子束レベルに対する各チャンネルの出力の
比例関係を同一に調整し、調整結果対数計数チャンネル
の出力とキャンベル型の出力とが直線領域でオーバラッ
プする領域の所定計数率値において、所定計数率値以上
の対数計数チャンネルの出力を1%定レベルでクランプ
し、所定計数率値以下でカットオフ状態になるように差
動増幅器のバイアスを調整して、結合点で対数計数チャ
ンネルの出力とキャンベル型チャンネルの出力を加えて
、この結合点211から対数計数チャンネルの出力とキ
ャンベル形の出力とが連結的に結合された出力を得るよ
うにする。
次にこのように構成されたワイドレンジモニタ装置の作
用を説明する。
用を説明する。
核分裂イオンチェンバ11からの出力は直流成分がコン
デンサ16でカットされ、対数計数率チャンネル19お
よびキャンベル形チャンネル20の入力側に与えられる
。対数計数率チャンネル19はある値第2図22の中性
子束密度値までは中性子束密度に比例した信号を出力す
る。その中性子束密度値を越えるとパルス分解能計数損
による出力電圧の損失が生じ、中性子束密度値が増大す
るほど出力電圧が減少する。
デンサ16でカットされ、対数計数率チャンネル19お
よびキャンベル形チャンネル20の入力側に与えられる
。対数計数率チャンネル19はある値第2図22の中性
子束密度値までは中性子束密度に比例した信号を出力す
る。その中性子束密度値を越えるとパルス分解能計数損
による出力電圧の損失が生じ、中性子束密度値が増大す
るほど出力電圧が減少する。
第2図Aに示すような特性を示す。
キャンベル形チャンネル20からの出力はある第3図2
2(第2図の22の値と同じ)の中性子束密度値以上に
お−いて中性子束密度値に比例した出力信号を得ること
ができるが、この中性子束密度値以下では、回路雑音ま
たはバックグランド放射線雑音などのため中性子束に比
例しない部分が生ずる。第3図Bに示すような特性を示
す。
2(第2図の22の値と同じ)の中性子束密度値以上に
お−いて中性子束密度値に比例した出力信号を得ること
ができるが、この中性子束密度値以下では、回路雑音ま
たはバックグランド放射線雑音などのため中性子束に比
例しない部分が生ずる。第3図Bに示すような特性を示
す。
このため対数計数チャンネルとキャンベル形チャンネル
の測定領域が直線においてオーバラッグする領域で、パ
ルス分解能泪数損の現象を起すことなく、シかも回路雑
音、バックグランド放射線雑叶の影響のない所定の中性
子束(第2図、第3図の22の中性子束値)を決定し、
結合回路2工がこの所定の中性子束値を境として、低い
方は対数計数チャンネルの出力(第2図A)とカットオ
フとなる差動増幅器の零信号(第3図B)との和(第4
図A)を出力し、高い方は所定レベル(第2図23)に
クランプされた対数計数チャンネルの出力にカットオフ
の解除となったキャンベル形チャンネルの出力(第3図
B)の和(第4図B)を出力するようにして、対数計敬
チャンネルの計測領域からキャンベル形チャンネルの計
測領域に至る広範囲の計測領域を連続して可能になった
。なお第4図22の中性子束値は第2図、第3図の22
と同じ値を示す。
の測定領域が直線においてオーバラッグする領域で、パ
ルス分解能泪数損の現象を起すことなく、シかも回路雑
音、バックグランド放射線雑叶の影響のない所定の中性
子束(第2図、第3図の22の中性子束値)を決定し、
結合回路2工がこの所定の中性子束値を境として、低い
方は対数計数チャンネルの出力(第2図A)とカットオ
フとなる差動増幅器の零信号(第3図B)との和(第4
図A)を出力し、高い方は所定レベル(第2図23)に
クランプされた対数計数チャンネルの出力にカットオフ
の解除となったキャンベル形チャンネルの出力(第3図
B)の和(第4図B)を出力するようにして、対数計敬
チャンネルの計測領域からキャンベル形チャンネルの計
測領域に至る広範囲の計測領域を連続して可能になった
。なお第4図22の中性子束値は第2図、第3図の22
と同じ値を示す。
しかしながらこの種のワイドレンジニュートロンモニタ
は、 (a) 高い中性子束範囲における対数計数回路の出力
の低下による指示出力の異常 (b) 原子炉停止後の高レベルのバックグランドγ線
による雑音のための指示出力の異常(C) 原子炉出力
上昇速度の監視の不具合のような問題点がある。
は、 (a) 高い中性子束範囲における対数計数回路の出力
の低下による指示出力の異常 (b) 原子炉停止後の高レベルのバックグランドγ線
による雑音のための指示出力の異常(C) 原子炉出力
上昇速度の監視の不具合のような問題点がある。
すなわち問題点の(a)については、中性子束レベルが
更に上昇した場合、第2図Aに示されるように対数計数
チャンネルの出力電圧が分解能6計数損により上昇から
下降方向減少する領域が存在する。そしてあらかじめ定
められたクランプレベル(第2図23)以下になるとそ
のクランプ機能が働らかなくなり、中性子束の上昇に伴
って第4図A1で示されるように応答を対数計数率チャ
ンネルの出力が示す。その結果結合回路21の出力特性
は第4図A−B −B、 に示されるような応答になり
、中性子束値に比例しない箇所が生ずる。比例しなくな
ると原子炉の出力は監視できなくなる恐れがある。
更に上昇した場合、第2図Aに示されるように対数計数
チャンネルの出力電圧が分解能6計数損により上昇から
下降方向減少する領域が存在する。そしてあらかじめ定
められたクランプレベル(第2図23)以下になるとそ
のクランプ機能が働らかなくなり、中性子束の上昇に伴
って第4図A1で示されるように応答を対数計数率チャ
ンネルの出力が示す。その結果結合回路21の出力特性
は第4図A−B −B、 に示されるような応答になり
、中性子束値に比例しない箇所が生ずる。比例しなくな
ると原子炉の出力は監視できなくなる恐れがある。
問題点の(b)については、原子炉が定格出力で運転中
で、その後に停止した場合、その直後は中性子束レベル
は急速に減少するもののバックグランドγ線レベルは非
常に高く、この高いバックグランドγ線による雑音のた
めキャンベル形チャンネルの出力は第3図B2で示され
るようにあるノイズレベル以下に下がらなくなってしま
い、予定の中性子束レベル以下でカットオフされなくな
るので、その影響が結合回路の出力側に現われる。当然
原子炉の停止直後の結合回路21の出力・信号は第4図
83− Hに示されるような実際の中性子束レベルとは
異なった応答を示すことになる。特に予定の中性子束値
の近傍で出力−中性子束値の特性曲線が比例関係を示さ
なくなる。
で、その後に停止した場合、その直後は中性子束レベル
は急速に減少するもののバックグランドγ線レベルは非
常に高く、この高いバックグランドγ線による雑音のた
めキャンベル形チャンネルの出力は第3図B2で示され
るようにあるノイズレベル以下に下がらなくなってしま
い、予定の中性子束レベル以下でカットオフされなくな
るので、その影響が結合回路の出力側に現われる。当然
原子炉の停止直後の結合回路21の出力・信号は第4図
83− Hに示されるような実際の中性子束レベルとは
異なった応答を示すことになる。特に予定の中性子束値
の近傍で出力−中性子束値の特性曲線が比例関係を示さ
なくなる。
問題点の(C)について、一般に原子炉の起動時に11
、助定上昇率で中性子束を変化させている。
、助定上昇率で中性子束を変化させている。
この上昇中に急激な原子炉出力の変化があると原子炉の
運転に支障をきだすので、中性子束の変化速度(ペリオ
ド)の監視をし、予定以上の急激な変化に対しては、原
子炉スクラムを含む炉保護対策がとられる。ワイドレン
ジニュートロンモニタもペリオード監視することが要求
されている。したがって第1中間信号から第2中間信号
に或はこの逆に切換える予定されたある中性子レベルお
よび出力レベルは、同じ1つの中性子束レベルであるこ
とが要求される。
運転に支障をきだすので、中性子束の変化速度(ペリオ
ド)の監視をし、予定以上の急激な変化に対しては、原
子炉スクラムを含む炉保護対策がとられる。ワイドレン
ジニュートロンモニタもペリオード監視することが要求
されている。したがって第1中間信号から第2中間信号
に或はこの逆に切換える予定されたある中性子レベルお
よび出力レベルは、同じ1つの中性子束レベルであるこ
とが要求される。
しかしながら、従来装置では、第2図Aに示すごとき第
1の対数計数チャンネルの出力電圧制限のための設定レ
ベル22と第3図Bに示す第2の中間信号の遮断のだめ
の設定レベル22が22// 、22///のようずれ
ている場合があり、予定されたある中性子束レベルで出
力電圧が中性子束の対数に比例しない特性を示す。すな
わち2つの中間信号制限の予定中性子束レベルの値が第
5図に示すよう異々つている場合、このレベル間におい
て中性子束レベルの上昇に伴って実際の原子炉の出力の
上昇速度が一定であっても、ペリオド監視出力は、あた
かも中性子束レベルが変化していないかのように応答す
る。
1の対数計数チャンネルの出力電圧制限のための設定レ
ベル22と第3図Bに示す第2の中間信号の遮断のだめ
の設定レベル22が22// 、22///のようずれ
ている場合があり、予定されたある中性子束レベルで出
力電圧が中性子束の対数に比例しない特性を示す。すな
わち2つの中間信号制限の予定中性子束レベルの値が第
5図に示すよう異々つている場合、このレベル間におい
て中性子束レベルの上昇に伴って実際の原子炉の出力の
上昇速度が一定であっても、ペリオド監視出力は、あた
かも中性子束レベルが変化していないかのように応答す
る。
そして、このようなズレがあると、予定レベル付近で第
6図に示すように原子炉出力がゆっくりした速度でゆら
いでいる場合に、そのゆらぎの波形を忠実に再現できな
い欠点がある。
6図に示すように原子炉出力がゆっくりした速度でゆら
いでいる場合に、そのゆらぎの波形を忠実に再現できな
い欠点がある。
本発明は、上記欠点を除去し、1o桁以上の広iNiλ
囲にわたり変化する中性子束の対数に比例する単一の出
力を得るワイドレンジモニタ装置を提供することにある
。
囲にわたり変化する中性子束の対数に比例する単一の出
力を得るワイドレンジモニタ装置を提供することにある
。
本発明の他の目的は、非直庫部分を有することなく計数
率回路からキャンベル回路に切換えて、1()桁以上の
広範囲の単一の出力を得るワイドレンジモニタ装置を提
供することにある。
率回路からキャンベル回路に切換えて、1()桁以上の
広範囲の単一の出力を得るワイドレンジモニタ装置を提
供することにある。
本発明の他の目的は、計数率回路からキャンベル回路に
非連続特性をもたない単一出力にてペリオドの監視でき
るワイドレンジモニタ装置を提供することにある。
非連続特性をもたない単一出力にてペリオドの監視でき
るワイドレンジモニタ装置を提供することにある。
対数計数回路とキャンベル測定回路とを切換えて10桁
の広範囲にわたシ、単一出力を得るワイドレンジモニタ
装置において、前記対数計数回路の出力を第1中性子束
値に対応する′電圧で比較し、この比較信号を出力する
第1の比較回路と、前記キャンベル測定回路の出力を前
記第1中性子束僅の近傍でかつその第1中性子値より小
さな第2中性子束値に対応する電圧で比較し、比較判別
した信号を出力する第2の比較回路と、前記第1および
第2の比較回路の比較判別信号を入力し、前記対数計数
回路の出力が第1の中性子束値に対応する電圧以上のと
きにキャンベル測定回路側に、前記キャンベル測定回路
の出力が第2の中性子束値に対応する(社)圧以下のと
きに対数計数回路側にそれぞれ切換えるような切換信号
を出力する論理判定回路と、キャンベル測定回路の出力
および対数a1″数回路の出力を入力し、前記切換指令
信号にてそれぞれの入力側を出力側に選択切換接続する
切換回路とを偏見、原子炉出力の上昇時には、第1中性
子束値で対数計数回路の出力からキャンベル測定回路の
出力に切換え、原子炉出力の下降時には、第1中性子束
値よシ低い第2中性子束値でキャンベル測定回路の出力
から対数計数回路の出力に切換えているようにして、ヒ
ステリシス勿もたせつつキャンベル測定回路と対数計数
回路とを切換えるようにして各目的を達成した。
の広範囲にわたシ、単一出力を得るワイドレンジモニタ
装置において、前記対数計数回路の出力を第1中性子束
値に対応する′電圧で比較し、この比較信号を出力する
第1の比較回路と、前記キャンベル測定回路の出力を前
記第1中性子束僅の近傍でかつその第1中性子値より小
さな第2中性子束値に対応する電圧で比較し、比較判別
した信号を出力する第2の比較回路と、前記第1および
第2の比較回路の比較判別信号を入力し、前記対数計数
回路の出力が第1の中性子束値に対応する電圧以上のと
きにキャンベル測定回路側に、前記キャンベル測定回路
の出力が第2の中性子束値に対応する(社)圧以下のと
きに対数計数回路側にそれぞれ切換えるような切換信号
を出力する論理判定回路と、キャンベル測定回路の出力
および対数a1″数回路の出力を入力し、前記切換指令
信号にてそれぞれの入力側を出力側に選択切換接続する
切換回路とを偏見、原子炉出力の上昇時には、第1中性
子束値で対数計数回路の出力からキャンベル測定回路の
出力に切換え、原子炉出力の下降時には、第1中性子束
値よシ低い第2中性子束値でキャンベル測定回路の出力
から対数計数回路の出力に切換えているようにして、ヒ
ステリシス勿もたせつつキャンベル測定回路と対数計数
回路とを切換えるようにして各目的を達成した。
以下本願発明の一実施例を図面を参照しながら詳述する
。第1図の回路構成と同一機能を有するものに同一番号
をイ」シて説明する。
。第1図の回路構成と同一機能を有するものに同一番号
をイ」シて説明する。
第7図において原子炉の中性子束を検出する中性子束検
出器11は陽極13と陰極12との間にインピーダンス
素子を介して高電圧が直流電源14にて印加されている
。インピーダンス素子に生じた中性子検出器11の信号
は、直流成分をカットするコンデンサー16を介して広
帯域増幅器170入力側に供給される。この広帯減増1
隅器17の出力側は、ケーブル18を介して全測定レン
ジの2分割されたうちの低域側を受もつ対数計数回路2
3と2分割されたうちの画成側を受もつキャンベル測定
回路24のそれぞれの入力側に接続し、中性子検出器1
7の出力を増幅して供給する。
出器11は陽極13と陰極12との間にインピーダンス
素子を介して高電圧が直流電源14にて印加されている
。インピーダンス素子に生じた中性子検出器11の信号
は、直流成分をカットするコンデンサー16を介して広
帯域増幅器170入力側に供給される。この広帯減増1
隅器17の出力側は、ケーブル18を介して全測定レン
ジの2分割されたうちの低域側を受もつ対数計数回路2
3と2分割されたうちの画成側を受もつキャンベル測定
回路24のそれぞれの入力側に接続し、中性子検出器1
7の出力を増幅して供給する。
前記対数計数回路23は、広帯域増幅器17の出力を増
幅するパルス増幅器231、このパルス増幅器231の
出力を入力してその出力信号の対数を取り中性子束に比
例した信号を出力する対数計数率器232、この対数計
数率器232の出力を増幅し、前記対数計数回路23の
出力とする可変利得増幅器233とからなる。
幅するパルス増幅器231、このパルス増幅器231の
出力を入力してその出力信号の対数を取り中性子束に比
例した信号を出力する対数計数率器232、この対数計
数率器232の出力を増幅し、前記対数計数回路23の
出力とする可変利得増幅器233とからなる。
この対数計数回路23は入力の中性子束に対する出力が
第2図Aに示すごとき特性となり、中性子束レベル値2
2以下の低域測定範囲を受けもつ。なお対数計数回路2
3は中性子束に対し出力を可変利得増幅器233で、利
得調節してキャンベル測定回路24の入出力特性に一致
させる。
第2図Aに示すごとき特性となり、中性子束レベル値2
2以下の低域測定範囲を受けもつ。なお対数計数回路2
3は中性子束に対し出力を可変利得増幅器233で、利
得調節してキャンベル測定回路24の入出力特性に一致
させる。
前記キャンベル測定回路24は、広帯域増幅器17の出
力のうち高周波成分のみ増幅する高周波帯域増幅器24
1、この24周波帯帯域幅器241の出力を入力し、入
力信号の自乗平均をとって出力する自乗平均回路242
、この自乗平均回路の出力を入力し、入力の対数をとる
対数変換回路243、前記対数変換回路の出力レベルを
シフトする回路244、レベルシフトされた対数信号を
増幅する可変利得直流増幅器245とからなり、この可
変利得直流増幅器245の出力側に入力表なる中性子束
に対し第3図13に示すごときの特性の信号を得るもの
で、シフト回路244によってそのキャンベル測定回路
24の出力が上下方向にシフトし、可変利得1は流」9
甲畠器245の利得によってキャンベル測定回路の中性
子束に対する出力の勾配を可変し、そして対数計数回路
23の入出力特性に一致させることが可能である。
力のうち高周波成分のみ増幅する高周波帯域増幅器24
1、この24周波帯帯域幅器241の出力を入力し、入
力信号の自乗平均をとって出力する自乗平均回路242
、この自乗平均回路の出力を入力し、入力の対数をとる
対数変換回路243、前記対数変換回路の出力レベルを
シフトする回路244、レベルシフトされた対数信号を
増幅する可変利得直流増幅器245とからなり、この可
変利得直流増幅器245の出力側に入力表なる中性子束
に対し第3図13に示すごときの特性の信号を得るもの
で、シフト回路244によってそのキャンベル測定回路
24の出力が上下方向にシフトし、可変利得1は流」9
甲畠器245の利得によってキャンベル測定回路の中性
子束に対する出力の勾配を可変し、そして対数計数回路
23の入出力特性に一致させることが可能である。
切替判定回路25は、ヒステリシスをもちかつそのヒス
テリシス幅を可変できて、所定中性子束レベル値22(
第2図、第3図22)にヒステリシス■1畠イ1Gを加
えた値(第8図31)に対応する゛電圧信号と対数計数
回路23の出力とを比+1・りする第1比較器251と
、ヒステリシスをもちかつそのヒステリシス幅を可変で
きて所定中性子束レベル値22にヒステリシス幅値を差
引いた値(第8図32)に対応する電圧信号とキャンベ
ル測定回路24の出力とを比較する第2比較器252と
、各比較器の出力を入力し、対数計数回路の出力が上昇
時でかつ所定中性子束レベルに対する電圧信号にヒステ
リシスを上積された値よシ対数計数回路23の出力が大
きくなったとき、対数計数回路側からキャンベル測定回
路側に切換えるための第1切換信号を、キャンベル測定
回路24の出力が下降時でかつ前記所定中性子束レベル
に対応する電圧値からヒステリシス幅分を差引いた値を
キャンベル測定回路24の出力が上首わつだときキャン
ベル測定回路24から対数計数回路23測に切換えるだ
めの第2切換信号を出力する論理回路253からなり、
対数計数回路23の出力が上昇時には切換点第2図の2
2の中性子束値よりヒステリス幅分だけ大きな値の中性
子束で対数計数回路からキャンベル測定回路側に切換え
られ、ま/辷キャンベル測定回路の出力が下降時には切
換点の中性子束1i[よりヒステリス幅分だけ小さな値
の中性子束値でキャンベル測定回路から対数計数回路側
に切換移行するようにする。
テリシス幅を可変できて、所定中性子束レベル値22(
第2図、第3図22)にヒステリシス■1畠イ1Gを加
えた値(第8図31)に対応する゛電圧信号と対数計数
回路23の出力とを比+1・りする第1比較器251と
、ヒステリシスをもちかつそのヒステリシス幅を可変で
きて所定中性子束レベル値22にヒステリシス幅値を差
引いた値(第8図32)に対応する電圧信号とキャンベ
ル測定回路24の出力とを比較する第2比較器252と
、各比較器の出力を入力し、対数計数回路の出力が上昇
時でかつ所定中性子束レベルに対する電圧信号にヒステ
リシスを上積された値よシ対数計数回路23の出力が大
きくなったとき、対数計数回路側からキャンベル測定回
路側に切換えるための第1切換信号を、キャンベル測定
回路24の出力が下降時でかつ前記所定中性子束レベル
に対応する電圧値からヒステリシス幅分を差引いた値を
キャンベル測定回路24の出力が上首わつだときキャン
ベル測定回路24から対数計数回路23測に切換えるだ
めの第2切換信号を出力する論理回路253からなり、
対数計数回路23の出力が上昇時には切換点第2図の2
2の中性子束値よりヒステリス幅分だけ大きな値の中性
子束で対数計数回路からキャンベル測定回路側に切換え
られ、ま/辷キャンベル測定回路の出力が下降時には切
換点の中性子束1i[よりヒステリス幅分だけ小さな値
の中性子束値でキャンベル測定回路から対数計数回路側
に切換移行するようにする。
[(II記切替判定回路23の第1、第2切換信号を受
けて切換動作をする切換回路26は、第1入力端に対数
計数回路23の出方信号を、第2入力端にキャンベル測
定回路24の出方信号をそれぞれ入力し、切替判定回路
25の切換指令辿り出力j’:14にこれら入力端を選
択的に切換接続する。
けて切換動作をする切換回路26は、第1入力端に対数
計数回路23の出方信号を、第2入力端にキャンベル測
定回路24の出方信号をそれぞれ入力し、切替判定回路
25の切換指令辿り出力j’:14にこれら入力端を選
択的に切換接続する。
切I外回路26の出力を入力する直流増幅器27は、出
力をワイドレンジモニタ用出力端28とペリオド回路2
90入カ側に接続され、ペリオド回路29の出力をペリ
オド端方Qm 3 Uに供給する。
力をワイドレンジモニタ用出力端28とペリオド回路2
90入カ側に接続され、ペリオド回路29の出力をペリ
オド端方Qm 3 Uに供給する。
以下このような回路構成の作動を第8図を診照しながら
副、明する。
副、明する。
対数計数回路23からは中性子束レベルに対応して第2
図Aに示すごと@1o8の中性子束レベルまで対数で比
例し、その108以上の中性子束レベルとなると飽和し
たのち減少するような出力特性曲線の信号が出力される
。
図Aに示すごと@1o8の中性子束レベルまで対数で比
例し、その108以上の中性子束レベルとなると飽和し
たのち減少するような出力特性曲線の信号が出力される
。
キャンベル測定回路24からは中性子束レベルに対応し
第3図Bに示すごとき1o8の中性子束レベル以下で非
線形となり、108以上の中性子束レベルとなると対数
に比例するような出力特性曲線の信号が出力される。
第3図Bに示すごとき1o8の中性子束レベル以下で非
線形となり、108以上の中性子束レベルとなると対数
に比例するような出力特性曲線の信号が出力される。
これら対数計数回路23、キャンベル測定回路24の出
力特性曲線の1M11M領域でオーバラップする領域の
所定中性子束レベル例えば108の中性子束レベル値2
2において、第4図A−B特性曲線上に一致するように
対数計数回路23の利得、キャンベル測定回路24シフ
ト量、利得がそれぞれ調整される。
力特性曲線の1M11M領域でオーバラップする領域の
所定中性子束レベル例えば108の中性子束レベル値2
2において、第4図A−B特性曲線上に一致するように
対数計数回路23の利得、キャンベル測定回路24シフ
ト量、利得がそれぞれ調整される。
そして切替判定回路25は、中性子束レベル値が増加傾
向の場合、所定中性子束レベルの点22にヒステリシス
幅を加えた中性子束レベルに対応する電圧値(第8図3
1)と対数計数回路の出力とが第1比較器251で比較
され、所定中性子東レベルにヒステリシス幅値を加えた
値に対応する電圧より対数計数回路の出力が越えたとき
切換回路26の第1入力端に接続する出力端を第2入力
端に切換えられる。下降傾向の場合、所定中性子束レベ
ルからヒステリシス幅を差引いた中性子束に対応する電
圧とキャンベル測定回路の出力が第2比較器252で比
較され、その電圧よりキャンベル測定回路の出力が下が
ると切換回路の第2入力端に接続する出力端を第1入力
端に切換接続する。
向の場合、所定中性子束レベルの点22にヒステリシス
幅を加えた中性子束レベルに対応する電圧値(第8図3
1)と対数計数回路の出力とが第1比較器251で比較
され、所定中性子東レベルにヒステリシス幅値を加えた
値に対応する電圧より対数計数回路の出力が越えたとき
切換回路26の第1入力端に接続する出力端を第2入力
端に切換えられる。下降傾向の場合、所定中性子束レベ
ルからヒステリシス幅を差引いた中性子束に対応する電
圧とキャンベル測定回路の出力が第2比較器252で比
較され、その電圧よりキャンベル測定回路の出力が下が
ると切換回路の第2入力端に接続する出力端を第1入力
端に切換接続する。
しだがって原子炉の出力上昇時と原子炉の出力下降時の
切換回路26の切換レベルが異なる。
切換回路26の切換レベルが異なる。
すなわち切替判定回路25によって切換点にヒステリシ
スをもたせている。このようにヒステリシスをもだせて
切換えを行なうな、キャンベル測定回路の切換レベルと
対数計数回路の切換レベルとの差がヒステリシス幅範囲
であれば、このヒステリシス作用にて吸収され、切換レ
ベルの違いによる影響が切換回路の出力側に現われない
。同様にヒステリシス幅以内であるならバックグランド
放射線の影響も除去できる。さらに対数計数回路の出力
が減少するような高中性子束レベルにおいては、原子炉
の出力上昇時に対数計数回路の出力レベルにより、原子
炉の出力下降時にキャンベル測定回路の出力レベルによ
り切換えるか否かをそれぞれ判定しているため、中性子
検出器に分解能欠損現象が生じても、その影響を完全に
除去し得る。
スをもたせている。このようにヒステリシスをもだせて
切換えを行なうな、キャンベル測定回路の切換レベルと
対数計数回路の切換レベルとの差がヒステリシス幅範囲
であれば、このヒステリシス作用にて吸収され、切換レ
ベルの違いによる影響が切換回路の出力側に現われない
。同様にヒステリシス幅以内であるならバックグランド
放射線の影響も除去できる。さらに対数計数回路の出力
が減少するような高中性子束レベルにおいては、原子炉
の出力上昇時に対数計数回路の出力レベルにより、原子
炉の出力下降時にキャンベル測定回路の出力レベルによ
り切換えるか否かをそれぞれ判定しているため、中性子
検出器に分解能欠損現象が生じても、その影響を完全に
除去し得る。
その結果、切換回路の出力端には、対数計数回路とキャ
ンベル測定回路とが組み合され、対数に比例して101
0桁にわたって直線的にかつ連続した中性子束−出力電
圧特性の′ものが得られた。特に切換点において不連続
な箇所がないため原子炉の出力のゆらぎ波形が忠実に測
定可能となった。
ンベル測定回路とが組み合され、対数に比例して101
0桁にわたって直線的にかつ連続した中性子束−出力電
圧特性の′ものが得られた。特に切換点において不連続
な箇所がないため原子炉の出力のゆらぎ波形が忠実に測
定可能となった。
以上本発明は、中性子検出器の出力の対数をとる対数計
数回路およびキャンベル測定回路それぞれの出力の直線
領域を所定の一次式に一致させて、かつこれら直線領域
でオーバラップ区間において切替判定回路が、原子炉出
力の上昇時に対数計数回路の出力を利用し、下降時にキ
ャンベル測定回路の出力を利用して切換える中性子束レ
ベル値を違えて、ヒステリシスをもたせて切換回路を切
換えるように構成したため1゜高い中性子束範囲におけ
る対数計数率回路の出力の低下による指示出力の異常、
2.原子炉停止後の高lノベルのバックグランドγ線に
よる雑音のための指示出力の異常、3.原子炉出力上昇
速度の監視の不具合、4.対数計数回路とキャンベル測
定回路との中性子束−出力゛電圧特性のズレによって生
ずる指示出力の異常をそれぞれ除去し得る作用効果があ
り 1010桁にわたって液化する中性子束レベルの監
視にあっては顕著な効果を奏する。
数回路およびキャンベル測定回路それぞれの出力の直線
領域を所定の一次式に一致させて、かつこれら直線領域
でオーバラップ区間において切替判定回路が、原子炉出
力の上昇時に対数計数回路の出力を利用し、下降時にキ
ャンベル測定回路の出力を利用して切換える中性子束レ
ベル値を違えて、ヒステリシスをもたせて切換回路を切
換えるように構成したため1゜高い中性子束範囲におけ
る対数計数率回路の出力の低下による指示出力の異常、
2.原子炉停止後の高lノベルのバックグランドγ線に
よる雑音のための指示出力の異常、3.原子炉出力上昇
速度の監視の不具合、4.対数計数回路とキャンベル測
定回路との中性子束−出力゛電圧特性のズレによって生
ずる指示出力の異常をそれぞれ除去し得る作用効果があ
り 1010桁にわたって液化する中性子束レベルの監
視にあっては顕著な効果を奏する。
第1図は従来のランダムパルス監視装置の構成図、第2
図、第3図、第4図、第5図および第6図は第1図のラ
ンダムパルス監視装隨の作動を説明するための図、第7
図は本願発明のワイドレンジモニタ装置の回路構成を示
す図、第8図は第7図のワイドレンジモニタ装置の作動
を説明するだめの図である。 工1 ・中性子検出器 17 ・広帯域増幅器 23・・・対数計数回路 231 パルス増幅器 232・対数計数率回路 233 可変利得増幅器 24 ・キャンベル測定回路 241 尚周波帯域増幅器 242・・・自乗平均回路 243・・・対数変換回路 244・・シフト回路 245 可変利得直流増幅器 25 ・切換判定回路 251 ・第1比較器 252・・第2比較器 253・・・論理回路 261・;・切換回路 271 ・直流増幅器 29・・ペリオド回路 代理人弁理士 則近憲佑ほか1名 102 104 101+ 10” 10101(+1
21014中性子東− 中d子東 − 第4図 中性子束− 第5図 +o2 +o4 +o6 108 101010121
(114中性子東 第 6 図 10210110610810I01012101・1
中性子東 手続補正書(自発) 86和5?3、−y 日 特許庁長官殿 1事件の表示 特願昭58−180485号 2発明の名称 ワイドレンジモニタ装置 3、細工をする者 事件との関係 特許出願人 (307)東京芝浦電気株式会社 4、代理人 〒100 東京都千代田区内幸町1−i−6 東京芝浦電気株式会社東京事務所内 明細書および図面 6輛正の内容 明 細 書 1、発明の名称 ワイドレンジモニタ装置 2、特許請求の範囲 中性子検出器の出力を、中性子測定範囲を異え、かつ中
性子束の対数に比例した信号を出力する対数計数率測定
回路およびキャンベル測定回路に入力し、中性子束の対
数に比例する直線域のオーバラップ区間の所定中性子束
以下のとき対数計数率測定回路の出力を、所定中性子束
以上のときキャンベル測定回路の出力を選択し、中性子
束の対数に直線的に比例し、かつ連続した単一信号を選
択出力するものにおいて、ヒステリシス特性を有し、前
記対数計数率測定回路の出力と所定中性子束に対応する
第2判定レベビス’T ’l ’−Lイよ【 ルに斤定坤−性脅′に対応した信号を増、減した値と比
較した第1判別信号を出力する第1比較器と、前記キャ
ンベル測定回路の出力と前記中性子検出器の分解能計数
用領域を判別するだめの第2判定レベルと比較判別した
第2判別信号を出力する第2比較器と、第1判別信号、
第2判別信号を人力し、いずれ7判定レベルよシ小さい
内容の判別信号のとき第1選択伯号を、少なくとも一方
が判定レベルよシ大きい内容の判別信号のとき第2選択
信号を出力する論理回路と、前記対数計数率測定回路の
出力および前記キャンベル測定回路の出力を入力し、第
1選択信号のとき対数計数率測定回路の出力を、第2選
択信号のときキャンベル測定回路の出力を出力側に接続
する切換回路とを備えだことを特徴とするワイドレンジ
モニタ装置。 3、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明は原子力発電ハj笠に用いられる原子炉の出力を
監視する装置に係シ、特に10桁以上の広範囲にわたっ
て変化するランダムに生起する核分裂による中性子束密
度を検出して原子炉の出力を監視する装置に関する。 〔発明の技術的背景〕 この種の監視装置は原子炉起動、停止時に原子炉め出力
が中性子束密度レベルに換算して10桁以上と広範囲に
渡って変化する中性子束密度を監視する必要がある。あ
まシにも広範囲のだめ1つの計測監視技術で全域の測定
か不可能のため監視範囲の異なるいくつかの計測監視技
術を組合せて、それにて全域の監視を行なっている。例
えば、BWRの起動領域モニタシステムでは、監視範囲
全域を2分割し、その一方の低い中性子束範囲はパルス
計数技術を用い、他方の高い中性子束範囲はキャンベル
計測技術を用いるようにして、原子炉の低出力領域から
高出力領域に至る全域を監視している。 とζろで広範囲にわたって1種類の検出器からなる1種
類の監視装置によって監視を実現することは、原子炉割
裂のコストの面からも運転操作を容易にし、保守を簡略
にする上でも有益である。 このため少なくとも2種類の異なった監視技術を必要と
するよう7′!、充分広い中性子束範囲にわたって変化
する中性子束の対数に比例する単一の出力信号を発生す
るだめの装置として、特公昭48−18436号「名称
ラントムパルス監視装置(USP第3579127号)
公報に示すようなワイドレンジモニタ装置がある。 このランダムパルス監視装置は、第1図に示すような構
成となっている。 核分裂イオンチェンバ11の一対の電極12゜13間に
インピーダンス素子15を介して直流電源14の高電圧
が印加される。インピーダンス素子15が接続する核分
裂イオンチェンバー11の電極13はコンデンサ16を
介して、イオン化された信号を広帯域増幅器17の入力
側に与える。この広帯域増幅器17で増幅された信号は
ケーブル18を介して対数計数率チャンネル19とキャ
ンベル形チャンイ、ル20に卑見られる。この対数引数
率チャンネル19は、全測定範囲を2分割されたうち低
域側を受けもつもので、高周波帯域濾波増幅器191と
対数計数率回路192とからなシ、高周波帯域濾波増幅
器191で増幅された入力パルス信号を対数計数率回路
192で対数をとって、チャンネル出力として、入射中
性子のパルス引数率の対数に比例した信号を出力する。 またキャンベル形チャンネル20は前記全測定範囲を2
分割されたうち高域側を受けもつもので高周波帯域濾波
増幅器201平均整流回路202対数に比例する信号を
出力する増幅器203 、差動増幅器204 からなシ
、尚周波帯域濾波増幅器201で増幅された入力信号は
平均整流回路202で検波されたのち対数増幅器203
で入射中性子束の対数に比例した信号に変換され、バイ
アス電圧205と差が差動増11@器204でとられ、
チャンイ・ルの出力となる。各チャンネルの出力信月は
、結合回路21に入力される。この結合回路21は中性
子束の対数に対する各チャンネルの出力の比例関係を対
数に比例した直線上に一致するように調整し、調整結果
、対数計数率チャンネルの人出力特性とキャンベル形の
入出力特性とが直線領域でオーバラップする領域の所定
計数率値例えば108中性子束(nv)において、所定
計数率値以上の対数組数率チャンネルの出力を所定レベ
ルでクランプし、所定計数率値以下でカットオフ状態に
キャンベル形チャンネルの差動増幅器204のバイアス
205を調整して、結合点211で対数計数率チャンネ
ルの出力とキャンベル形チャンネルの出力との和をめ、
この結合点211から対数計数率チャンネルの出力とキ
ャンベル形チャンネルの出繞 力とが連績的に結合された出力信号を得るようにする。 次にこのように構成されたワイドレンジモニタ装置の作
用を説明する。 核分裂イオンチェンバ11からの出力は直流成分がコン
デンサ16でカットされ、対数計数率チャンネル19お
よびキャンベル形チャンネル20の入力側に与えられる
。対数割数率チャンネル19はある仮第2図22)の中
性子束密度値までは中性子束の対数に比例した信号を出
力する。その中性子束値を越えると核分裂イオンチーン
バーのパルス分解能計数損の影響のため出力電圧の損失
が生じ、中性子束値が増大するほど出力電圧が減少する
。第2図Aに示すような特性を示す。 キャンベル形チャンネル20からの出力はある第3図2
2(第2図の22の値と同じ)の中性子束値以上におい
て中性子束値の対数に比例した出力信号を得ることがで
きるが、この中性子束値以下では、回路雑音またはバッ
クグランド放射線雑音などのため中性子束に比例しない
部分がある。第3図Bに示すような特性を示す。 このため対数計数率チャンネルとキャンベル形チャンネ
ルの測定領域が直線部において、オーバラップする領域
で、パルス分解能計数損の現象を起すことなく、しかも
回路雑音、バックグランド放射線雑音の影響のない所定
の中性子束値(第2図、第3画の22中性子束値)を決
定し、結合回路21がこの所定の中性子束値を境として
、低い方は、対数計数率チャンネルの出力(第2図A)
とカットオフとなる差動増幅器の零信号(第3図B)と
の和(第4図A)を出力し、高い方は所定レベル(第2
図23)にクランプされた対数計数率チャンネルの出方
にカットオフの解除となったキャンベル形チャンネルの
出力(第3図B)の和(第4図B)を出力するようにし
て、対数計数率チャンネルの計測領域からキャンベル形
チャンネルの計測領域に至る広範囲の計測領域となった
。なお第4図22の中性子束値は第2図、第3図の22
と同じ値を示す。 しかしながらこの種のワイドレンジモニタ装置は、 (a) 高い中性子束範囲における対数割数率回路の出
力の低下による指示出力の異常 (b) /i;を子f停止後の高レベルのバックランド
γ線による雑音のだめの指示出力の異常 (C) 原子炉出力上昇速度の監視の不具合のような問
題点がある。 すなわち問題点の(a)については、中性子束レベルが
更に上昇した場合、第2図Aに示されるように対数計数
率チャンネルの出力電圧が核分裂イオンチェンバの分解
能側数損によシ上昇から下降方向に減少する領域が右左
する。そしてあらかじめ定められたクランプレベル(第
2図23)以下になるとそのクランプ機能が働らかなく
なシ、中性子束の上昇に伴って第4図A1で示されるよ
うな応答を対数計数率チャンネルの出力が示す。その結
果結合回路21の出力特性は第4図A−B−B1に示さ
れるような応答になシ、中性子束の高い値で中性子束値
に比例しない箇所が生ずる。比例しなくなると原子炉の
出力は監視できなくなる恐れがあった。 問題点の(b)については、原子炉が定格出力で運転中
で、その後に停止した場合、その直後は中性子束レベル
は急速に減少するもののバックグランドγ線レベルは非
常に高く、この高いバックグランドγ線による雑音のだ
めキャンベル形チャンネルの出力は第3図B2で示され
るように、所定中性子束(第3図22)以下において、
あるノイズレベル以下に下がらなくなってしまい、予定
の中性子束レベル以下でカットオフされなくなるので、
その影響が結合回路[株]の出力側に現われる。自然、
原子炉の停止直後の結合回路21の出力信号は第4図B
3−Bに示されるような実際の中性子束レベルとは異な
った応答を示すことになる。特に予定の中性子束値の近
傍で出力−中性子束値の特性曲線が比例関係を示さなく
なる。 問題点の(c)については、一般に原子炉の起動時には
、所定上昇率で中性子束を変化させている。この上昇中
に急激な原子炉出力の変化があると原子炉の運転に支障
をきたすので、中性子束の変化速度(ペリオド)の監視
をし、予定以上の急激な変化に対しては、原子炉スクラ
ムを含む炉保険対策がとられる。ワイドレンジモニタ装
置もベリオード監視することが要求されている。第1中
間信号から第2中間信号に或はこの逆に切換える予定さ
れたある中性子レベルおよび出力レベルは、同じ1つの
中性子束レベルであることが要求される。 しかしながら、従来装置では、第2図Aに示すごとき第
1の対数計数率チャンネルの出力電圧制限のだめの設定
レベル22と第3図Bに示す第2の中間信号の遮断のだ
めの設定レベル22が22’、22”のよう(第5図)
ずれている場合があり、予定されたある中性子束レベル
で出力電圧が中性子束の対数に比例しない特性を示す。 すなわち2つの中間信号制限の予定中性子束レベルの値
が第5図に示すよう異なっていル場合、このレベル間に
おいて中性子束レベルの上昇に伴って実際の原子炉の出
力の上昇速度が一定であっても、ペリオド監視出力は、
あたかも中性子束レベルが変化していないかのように応
答する。そして、このようなズレがあると、予定レベル
付近で第6図に示すように原子炉出力がゆつ〈シした速
度でゆらいでいる場合に、そのゆらぎの様子を忠実に再
現できない欠点がある。 〔目的〕 本発明は、上記欠点を除去し、異なる測定範囲の2つの
測定回路を切換えて10桁以上の広範囲にわたシ変化す
る中性子束の対数に比例する単一の出力を得るワイドレ
ンジモニタ装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、計数率測定回路とキャンベル測定
回路とを切換時にヒステリシスをもって切換えて、10
桁以上の広範囲の単一の出力を得るワイドレンジモニタ
装置を提供することにある。 〔本発明の概要〕 本発明は対数計数率測定回路の出力直線性領域とキャン
ベル測定回路の出力直線性領域とがオーバラップする中
性子束レベルの例えば108nvの中性子束を定め、こ
の中性子束に対応する第1判定レベルに所定!して得た
116と割数割数率測定回路の出力とをヒステリシスを
もだせて比較して得られた第1判励信号と、第1判定レ
ベルの中性子束より大きな値の中性子束に対応する第2
判定レベルに所定電圧を加減して得た値とキャンベル測
定回路の出力とをヒステリシスもたせて比較して得られ
た第2判励信号とを組合せて、所定の論理式を満した条
件のときその論理式に応じて対数計数率測定回路の出力
かキャンベル測定回路の出力かを選択するように構成に
したため、対数計数率測定回路の測定時にキャンベル測
定回路が切離されるのでバックグランドrfgによる雑
音の影響を受けなくすることができた。また対数計数率
測定回路の出力が分解能計数績によって下がってしまう
ような例えば1010以上の中性子束域において対数計
数率測定回路の出力がワイドレンジモニタの出力となる
ことはなくなる。さらに本発明は、例えば108の中性
子束で対数計数率測定回路の出力とキャンベル測定回路
の出力とを切換える隙、ヒステリシス特性を有している
ため、中性子束が10?近傍で上下にゆらいでもヒステ
リシス範囲内であれば吸収されるので、原子炉の中性子
束のゆらぎの様子を出力側に忠実に再現可能となった。 以下本願発明の一実施例を第7図および第8図の図面を
参照しながら説明する。第1図の回路構成と同一機能を
有するものに同一番号を付し、その説明を省略して説明
する。 第7図において、原子炉の中性子束を検出する中性子束
検出器11は、陽極13と陰極12との間にインピーダ
ンス素子15に介して高電圧が直流電源14にて印加さ
れる。インピーダンス素子15に生じた中性子検出器1
1の信号は、直流成分をカットするコンデンサー16を
介して広帯域増幅器17の入力端に供給される。 この広帯域幅1隔器17の出力側は、ケーブル18を介
して全測定レンジt2分割したうちの低域狽II k受
けもつ対数計数率測定回路23と2分割きgだうちの高
域側を受けもつキャンベル測定回路24のそルぞれの入
力側に接続し、中17 性子検出器)d−の出力を増幅して供給する。 前6己対数計数率測定回路23は、広帯域増幅器17の
出力を増幅するパルス増幅器2311このパルス増幅器
231の出力を入力して、その入力信号の対数に比例し
た信号を出力する対数計数率器232、この対数計数率
器232の出力を増幅し、前記対数計数率測定回路23
の出力とする可変利得増幅器233とからなる。 この対数計数率測定回路23は、入力の中性子束に対す
る出力が第2図A(実線で示す。)に示すごとき特性と
なシ、第8図の中性子束レベル22(第2図の中性子束
と同じ値をとる。)以下の低域測定範囲金堂けもつ、な
お対数計数率測定回路23は、中性子束に対し出力を可
変利得増幅器233の利40 t ;A 怖して、所定
式(第4図A−Bで示される式のAの箇所)で表現さ扛
る対数に比例する直線上に入出力特性を一致させる。 前記キャンベル測定回路24は、第3図の22の中性子
束以上を受けもち、広帯域増幅器17の出力のうち高周
波成分のみ増幅する高周波帯域増幅器241、この高周
波帯域増幅器241 の出力を入力し、入力信号の自乗
平均をとって出力する自乗平均回路242、この自乗平
均回路の出力を入力し、入力の対数をとる対数変換回路
243、前記対数変換回路243の出’)Eレベkfc
シフトする回路244、レベルシフトされた対数信号を
増幅する可変利得直流増幅器245とからなシ、この可
変利得直流増幅器245の出力側に入力となる中性子束
に対し第3図B(実線で示す。)に示すごときの特性の
信号を得るもので、シフト回路244によってそのキャ
ンベル測定回路24の出方を上下方向にシフト(第4図
B)し、可変利得直流増幅器245の利得によってキャ
ンベルd11]定回路の中性子束に対する出方の勾配全
可変し、前記所定式(第4図A−Bで示され式のBの箇
所)で表現される対数に比例する直線上に人出方特性τ
一致させる。 切戻判定回路25は、ヒステリシス特性を有し、中性子
束レベル1直22(Jz図・第3図の22)に対応する
第1判定レベルの電圧値に所定値の電圧(ヒステリシス
幅値)をカロ・減し九′厄圧と対数計数率測定回路23
の出力とtヒステリシスをもだせて比較し、中性子束が
108以下より上昇し、所定中性子束値(第8図22)
よシ大きな値(第8図31)のとき対数計数率測定回路
の出力が太きいとする判別信号を、中性子束が108以
上の値より降下し、所定中性子束(第8図22)より小
さな値(第8図32)のとき対数計数率測定回路の出力
が小さいとする比較判別した信号を出力する第1比較器
251と、ヒステリシス特性を有し、所定中性子束(第
8図の22)より1〜2桁はど大きな値のある中性子束
レベル(図示せj゛)に対応した第2判定レベルの電圧
に所定電圧を加減した゛電圧とキャンベル測定回路24
の出力とがヒステリシスをもだせて比較し、パルス分解
能計数値領域か否かを判別した信号を出力する第2比較
器252 と、各比較器の出力を入力し、対数81°数
率測定回路23の出力が小さいとする第1比較器251
からの比較判別信号とキャンベル測定回路24の出力が
小さいとする第2比較器252からのそれぞれ比較判別
信号全入力した条件のとき第1切換信号を、対数計数率
測定回路23の出力が大きいとする第1比較器251か
らの前記切換判定回路25の第1、第2切換信号葡受け
て切換動作する切換回路26は、第1入力端に対数計数
率測定回路23の出力信号を、第2入力端にキャンベル
測定回路24の出力信号を七ス′シそれ入力し、m 1
切挨信号が与えられたとき、第1入力端を出力端に、第
2切換信号が与えらオしたとき第2入力端を出力端に1
ノリ換わるよう切換判定回路25の切換え指令通り出力
端Vこと牡ら入力端を選択的に切替接続する。 切換回路26の出力全入力する直流瑠幅器27は出力を
ワイドレンジモニタ用出力端28とペリオド回路29の
入力側に接続さrL1ペリオド回路29の出力をペリオ
ド出力端30に供給する。 以下このような回路構成の第8図を参照しながら説明す
る。 対数計数率測定回路23からは中性子束に対応して第2
図A(実想)に示すごとき101〜109程度まで中性
子束の対数に比fitした信号カニ出力され、その10
9以上になると中性子検出器のパルス分解能計数損の影
響が表われ、対数に比例しなく、ある中性子束で飽和し
たのち丁゛降するような出力特性の信号が出力される。 キャンベル測定回路24からは、中性子束に対応し、第
3図B(実#)に示すごとき約106の中性子束以下で
中性子束のヌ」数に比秒すしておらず、106の中性子
束以上になると中性子束の対数に比例した信号が出力さ
扛るような入出力特性曲線を示す。 それらの直蔵部が中性子束の対数に比秒uする関数式の
直線上に一致させる必要力為ら、タ寸数−計数率測足回
路23において、−■変オll得増1@器233 の利
得が、キャンベル測尾口路24においテ、シフト回路の
シフトレベルおよび”J 袈オll 得直流増幅器24
5の利得が調整さ扛、第4、第8図A−Bで表される直
線上に一致する。キャンベル測定回路の入出力特性曲線
の下部の1ψ〜109 の領域と対数計数率測定回路の
入出力特性曲線の上部の106〜1゛09の領域とが1
06から109 の範囲にわたってオーバラップする。 このように一部でオーバラップするキャンベルdil1
足回路の出力および対数計数率測定回路の出力が切換判
定回路25および切換回路26に与えられる。この切換
判定回路25は第1比較器252において、オーバシッ
プする109〜109の中性子束の例えば108の中性
子束に対応するd> 1判定゛μ圧にヒステリシス幅を
加減した電圧と対数計数率測定回路23の出力とがヒス
テリシスもたせて比較され、中性子が上昇時にはtOS
の中性子束を越えた点(第8図31)になったとき対
数計数率測定回路23の出力が大きいとする判別信号が
、中性子が下降時には108 の中性子束を下廻った点
(第8図32)になったときヌ1数「1数率測定回路2
3の出力が小aいとする判別信号が出力され、また!@
2比較器252において、108の中性子束より約1〜
3桁上の109〜1011の中性子束に対応する第2判
定レベルに所定電圧會加・減した値とキャンベル測定回
路24の出力とがヒステリシスをもたせて比較され、そ
れら第1比較信号、第2比較信号が一理演算回路253
に与えられる。 その論理演算回路253では、対数計数率測定回路23
の出力が小さい内容の第1比較信号とキャンベル測定回
路24の出力が小さい内容の第2比較信号との論理積が
成立したとき、すなわち中性子束が上昇時には第8図3
1以下で、下降時には第8図32以下で対数計数率測定
回路23の出力を選択するだめの4’r 1切挨信号を
、また対数計数率測定回路23の出力が大きい内容の第
1比較信号とキャンベル測寞回路24の出力が大きい内
容の第2比載信号との論理和が成立したとき、すなわち
中性子が上昇時には、第8図31以上で、下降時には第
8図32以上でキャンベル測定回路の出力を選択するだ
めの第2切挨信号を切換回路26に与える。切換回路2
6は指示辿り作動し、低レベルから中性子束が上昇し、
108になってもまだ対数計数率測定回路23を選択し
、108以上の点(第8図31)になるとキャンベル測
定回路24を選択し、また高域から中性子束が減少し、
10Bになってもまだキャンベル測定回路24七選択し
第8図32になると対数計数率測定回路23を選択する
。なおパルス分解目撃数損の現象の生ずる101Pの中
性子束以上において、第2比較器252はキャンベル測
定回路24の出力が判定レベルより大となる第2比較信
号を生じている。対数n1°数率測定回路23の出力が
パルス分解目撃数損により第1判定レベル以下となる領
域では論理演算回路253がその第2比較器252の出
力により対数計数率測定回路23の出力を選択するより
な信号を切換回路26に与えることはない。 切換判定回路25の第l比較器251は、第8図に示す
通り、ヒステリシス特性を有し、108 の中性子より
ヒステリシス幅に相等する中性子束レベルを増・減した
中性子束(第8図31、32 )で判別信号が変る。こ
のようにヒステリシスrもたせると、108の中性子束
レベル近傍で原子炉の出力がゆらいでいる場合には、そ
のヒステリシス幅よりゆらぎの変動幅が狭いときには、
ヒステリシス作用によって吸収さ瓜ゆらぎの様子が切換
回路の出力側で忠実に再現できる。またヒステリシス作
用により、キャンベル測定回路の108の中性子束にお
ける出力と対数計数率測定回路の108の中性子束にお
ける出力とに調整不良・ドリフト等があってズレが生じ
ても、そのズレがヒステリシス幅以内であれば切換わり
頻度を少なくし得、切換回路の出力側の信号が変化する
回路を少なくし得る。 その切換判定回路によシ切換えられる切換回路の出力側
には108の中性子束を境にし、中性子が上昇し108
t−越えて第8図31の値に至る中性子束以下の領域
と、下降して108を下廻って第8図32の値以下の中
性子末勿対数計数率測定回路が受けもち、中性子が上昇
し、第8図31の値以上の中性子領域と、下降して第8
図332の値以上の中性子領域の中性子束全キャンベル
測定回路が受けもち、中性子束の対数に比例して10桁
以上にわたって直線的かつ不連続勧所のない中性子束−
出力電圧特性の中性子検出信号が取り出せた。 〔効 果〕 以上、本願発明は対数計数率測定回路の出力およびキャ
ンベル測定回路の出力がオーバラップし、かつ対数に比
例する108の中性子束に対応する第1判定レベルに所
定中性子束に対応する信号金加−減した値と対数計数率
測定回路の出力とをヒステリシスをもたせて比較した判
別信号と、108以上の中性子束に対応する第2−t4
1定レベルに所定中性子束に対応する信号を加減した1
直とキャンベル測定回路の出力をヒステリシス會もって
比較し九刊別信号との晒理をめ、対数計数率測定回路の
出力およびキャンベル測定回路の出力がともに小さい条
件t″満足したときすなわち中性子が上昇時には48図
31以下1下降時には第8図32以下のとき対数計数率
測定回路の出力を用い、対数計数率測定回路の出力或は
キャンベル測定回路の出力とのうちいずれがでも大きい
とき、すなわち中性子力;上昇時には第8図31以上、
下降時には第8図32以上のときキャンベル測定回路の
出力を選択するように構成したため、108以上の中性
子束領域で対数計数率測定回路の出力を誤選択するよう
なことをなくし得た。また対数計数率i11!1定回路
の出力と第1判定レベルを比較する比較器にはヒステリ
シス機能を伺加しているため、108の中性子における
回路−整、ドリフトにもとすくキャンベル測定回路の出
力と対数計数率測定回路の出力との差或は原子炉停止後
の篩いレベルのバックグランドγ腺による雑音レベルが
ヒステリシス幅以内であ扛は吸収されて、出力側に変化
として生じないため調整、取扱が容易となる。また本願
は対数計数率測定回路の出力からキャンベル測定回路の
出力に、或はその逆方向に切換える際、キャンベル測定
回路の出力レベルと対数計数率測定回路の出力レベルと
の間に差があったとしてもヒステリシス範囲内のゆらぎ
であれば、原子炉の出力のゆら@を切換回路の出力側に
忠実に再現できる効果がある。 4、図面の簡単な説明 第1図は従来のランダムパルス監視装置の構成図、第2
図、第3図、第4図、第5図およびIA6図は第1図の
ランダムパルス監視装置の作B!ht説明するだめの図
、第7図は本願発、明のワイドレンジモニタ装置の回路
構成を示す図、第8図は第7図のワイドレンジモニタ装
置0炸動に!明するための図である。 ii・・・・・・・・・・・・・ 中性子検出器17
・・・・・・・・・・・・ 広捕域増幅器23・・・−
・・・・・・・・・・ 対数計数率6111定回路23
1 ・・・・・・・・・・・・・ パルス増q= 52
32 ・・・・・・・・・・・・・・対数計数率回路2
33・・・・・・・・・・・・・・ 可変利得増幅器2
4・・・・・・・・・・・・・・・ キャンベル測定回
路241 ・・・・・・・・・・・・・・・ 高周波帯
域増幅器242・・・・・・・・・・・・・・ 自乗平
均回路243・・・・・・・・・・・・・・ 対数変換
回路244・・・・・・・・・・・・・・ シフト回路
245・・・・・・・・・・・・・・・ 可変利得直流
増幅器25・・・・・・・・・・・・・・・ 切換判足
回路251・・・・・・・・・・・・・・・第l比較器
252・・・・・・・・・・・・・・・ 第2比較器2
53 ・・・・・・・・・・・・・・・ 論理回路26
・・・・・・・・・・・・・・・ 切換回路27 ・
・・・・・・・・・・・ 直流増幅器29 ・・・・・
・・・・・・・・・・ ペリオド回路代理人 弁理士
則 近 憲 佑 ほか1名 1 第1図 中+!If−東 0 中性子束 − 10210’ 10’ 10’ 1010101210
”中性子束 −
図、第3図、第4図、第5図および第6図は第1図のラ
ンダムパルス監視装隨の作動を説明するための図、第7
図は本願発明のワイドレンジモニタ装置の回路構成を示
す図、第8図は第7図のワイドレンジモニタ装置の作動
を説明するだめの図である。 工1 ・中性子検出器 17 ・広帯域増幅器 23・・・対数計数回路 231 パルス増幅器 232・対数計数率回路 233 可変利得増幅器 24 ・キャンベル測定回路 241 尚周波帯域増幅器 242・・・自乗平均回路 243・・・対数変換回路 244・・シフト回路 245 可変利得直流増幅器 25 ・切換判定回路 251 ・第1比較器 252・・第2比較器 253・・・論理回路 261・;・切換回路 271 ・直流増幅器 29・・ペリオド回路 代理人弁理士 則近憲佑ほか1名 102 104 101+ 10” 10101(+1
21014中性子東− 中d子東 − 第4図 中性子束− 第5図 +o2 +o4 +o6 108 101010121
(114中性子東 第 6 図 10210110610810I01012101・1
中性子東 手続補正書(自発) 86和5?3、−y 日 特許庁長官殿 1事件の表示 特願昭58−180485号 2発明の名称 ワイドレンジモニタ装置 3、細工をする者 事件との関係 特許出願人 (307)東京芝浦電気株式会社 4、代理人 〒100 東京都千代田区内幸町1−i−6 東京芝浦電気株式会社東京事務所内 明細書および図面 6輛正の内容 明 細 書 1、発明の名称 ワイドレンジモニタ装置 2、特許請求の範囲 中性子検出器の出力を、中性子測定範囲を異え、かつ中
性子束の対数に比例した信号を出力する対数計数率測定
回路およびキャンベル測定回路に入力し、中性子束の対
数に比例する直線域のオーバラップ区間の所定中性子束
以下のとき対数計数率測定回路の出力を、所定中性子束
以上のときキャンベル測定回路の出力を選択し、中性子
束の対数に直線的に比例し、かつ連続した単一信号を選
択出力するものにおいて、ヒステリシス特性を有し、前
記対数計数率測定回路の出力と所定中性子束に対応する
第2判定レベビス’T ’l ’−Lイよ【 ルに斤定坤−性脅′に対応した信号を増、減した値と比
較した第1判別信号を出力する第1比較器と、前記キャ
ンベル測定回路の出力と前記中性子検出器の分解能計数
用領域を判別するだめの第2判定レベルと比較判別した
第2判別信号を出力する第2比較器と、第1判別信号、
第2判別信号を人力し、いずれ7判定レベルよシ小さい
内容の判別信号のとき第1選択伯号を、少なくとも一方
が判定レベルよシ大きい内容の判別信号のとき第2選択
信号を出力する論理回路と、前記対数計数率測定回路の
出力および前記キャンベル測定回路の出力を入力し、第
1選択信号のとき対数計数率測定回路の出力を、第2選
択信号のときキャンベル測定回路の出力を出力側に接続
する切換回路とを備えだことを特徴とするワイドレンジ
モニタ装置。 3、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明は原子力発電ハj笠に用いられる原子炉の出力を
監視する装置に係シ、特に10桁以上の広範囲にわたっ
て変化するランダムに生起する核分裂による中性子束密
度を検出して原子炉の出力を監視する装置に関する。 〔発明の技術的背景〕 この種の監視装置は原子炉起動、停止時に原子炉め出力
が中性子束密度レベルに換算して10桁以上と広範囲に
渡って変化する中性子束密度を監視する必要がある。あ
まシにも広範囲のだめ1つの計測監視技術で全域の測定
か不可能のため監視範囲の異なるいくつかの計測監視技
術を組合せて、それにて全域の監視を行なっている。例
えば、BWRの起動領域モニタシステムでは、監視範囲
全域を2分割し、その一方の低い中性子束範囲はパルス
計数技術を用い、他方の高い中性子束範囲はキャンベル
計測技術を用いるようにして、原子炉の低出力領域から
高出力領域に至る全域を監視している。 とζろで広範囲にわたって1種類の検出器からなる1種
類の監視装置によって監視を実現することは、原子炉割
裂のコストの面からも運転操作を容易にし、保守を簡略
にする上でも有益である。 このため少なくとも2種類の異なった監視技術を必要と
するよう7′!、充分広い中性子束範囲にわたって変化
する中性子束の対数に比例する単一の出力信号を発生す
るだめの装置として、特公昭48−18436号「名称
ラントムパルス監視装置(USP第3579127号)
公報に示すようなワイドレンジモニタ装置がある。 このランダムパルス監視装置は、第1図に示すような構
成となっている。 核分裂イオンチェンバ11の一対の電極12゜13間に
インピーダンス素子15を介して直流電源14の高電圧
が印加される。インピーダンス素子15が接続する核分
裂イオンチェンバー11の電極13はコンデンサ16を
介して、イオン化された信号を広帯域増幅器17の入力
側に与える。この広帯域増幅器17で増幅された信号は
ケーブル18を介して対数計数率チャンネル19とキャ
ンベル形チャンイ、ル20に卑見られる。この対数引数
率チャンネル19は、全測定範囲を2分割されたうち低
域側を受けもつもので、高周波帯域濾波増幅器191と
対数計数率回路192とからなシ、高周波帯域濾波増幅
器191で増幅された入力パルス信号を対数計数率回路
192で対数をとって、チャンネル出力として、入射中
性子のパルス引数率の対数に比例した信号を出力する。 またキャンベル形チャンネル20は前記全測定範囲を2
分割されたうち高域側を受けもつもので高周波帯域濾波
増幅器201平均整流回路202対数に比例する信号を
出力する増幅器203 、差動増幅器204 からなシ
、尚周波帯域濾波増幅器201で増幅された入力信号は
平均整流回路202で検波されたのち対数増幅器203
で入射中性子束の対数に比例した信号に変換され、バイ
アス電圧205と差が差動増11@器204でとられ、
チャンイ・ルの出力となる。各チャンネルの出力信月は
、結合回路21に入力される。この結合回路21は中性
子束の対数に対する各チャンネルの出力の比例関係を対
数に比例した直線上に一致するように調整し、調整結果
、対数計数率チャンネルの人出力特性とキャンベル形の
入出力特性とが直線領域でオーバラップする領域の所定
計数率値例えば108中性子束(nv)において、所定
計数率値以上の対数組数率チャンネルの出力を所定レベ
ルでクランプし、所定計数率値以下でカットオフ状態に
キャンベル形チャンネルの差動増幅器204のバイアス
205を調整して、結合点211で対数計数率チャンネ
ルの出力とキャンベル形チャンネルの出力との和をめ、
この結合点211から対数計数率チャンネルの出力とキ
ャンベル形チャンネルの出繞 力とが連績的に結合された出力信号を得るようにする。 次にこのように構成されたワイドレンジモニタ装置の作
用を説明する。 核分裂イオンチェンバ11からの出力は直流成分がコン
デンサ16でカットされ、対数計数率チャンネル19お
よびキャンベル形チャンネル20の入力側に与えられる
。対数割数率チャンネル19はある仮第2図22)の中
性子束密度値までは中性子束の対数に比例した信号を出
力する。その中性子束値を越えると核分裂イオンチーン
バーのパルス分解能計数損の影響のため出力電圧の損失
が生じ、中性子束値が増大するほど出力電圧が減少する
。第2図Aに示すような特性を示す。 キャンベル形チャンネル20からの出力はある第3図2
2(第2図の22の値と同じ)の中性子束値以上におい
て中性子束値の対数に比例した出力信号を得ることがで
きるが、この中性子束値以下では、回路雑音またはバッ
クグランド放射線雑音などのため中性子束に比例しない
部分がある。第3図Bに示すような特性を示す。 このため対数計数率チャンネルとキャンベル形チャンネ
ルの測定領域が直線部において、オーバラップする領域
で、パルス分解能計数損の現象を起すことなく、しかも
回路雑音、バックグランド放射線雑音の影響のない所定
の中性子束値(第2図、第3画の22中性子束値)を決
定し、結合回路21がこの所定の中性子束値を境として
、低い方は、対数計数率チャンネルの出力(第2図A)
とカットオフとなる差動増幅器の零信号(第3図B)と
の和(第4図A)を出力し、高い方は所定レベル(第2
図23)にクランプされた対数計数率チャンネルの出方
にカットオフの解除となったキャンベル形チャンネルの
出力(第3図B)の和(第4図B)を出力するようにし
て、対数計数率チャンネルの計測領域からキャンベル形
チャンネルの計測領域に至る広範囲の計測領域となった
。なお第4図22の中性子束値は第2図、第3図の22
と同じ値を示す。 しかしながらこの種のワイドレンジモニタ装置は、 (a) 高い中性子束範囲における対数割数率回路の出
力の低下による指示出力の異常 (b) /i;を子f停止後の高レベルのバックランド
γ線による雑音のだめの指示出力の異常 (C) 原子炉出力上昇速度の監視の不具合のような問
題点がある。 すなわち問題点の(a)については、中性子束レベルが
更に上昇した場合、第2図Aに示されるように対数計数
率チャンネルの出力電圧が核分裂イオンチェンバの分解
能側数損によシ上昇から下降方向に減少する領域が右左
する。そしてあらかじめ定められたクランプレベル(第
2図23)以下になるとそのクランプ機能が働らかなく
なシ、中性子束の上昇に伴って第4図A1で示されるよ
うな応答を対数計数率チャンネルの出力が示す。その結
果結合回路21の出力特性は第4図A−B−B1に示さ
れるような応答になシ、中性子束の高い値で中性子束値
に比例しない箇所が生ずる。比例しなくなると原子炉の
出力は監視できなくなる恐れがあった。 問題点の(b)については、原子炉が定格出力で運転中
で、その後に停止した場合、その直後は中性子束レベル
は急速に減少するもののバックグランドγ線レベルは非
常に高く、この高いバックグランドγ線による雑音のだ
めキャンベル形チャンネルの出力は第3図B2で示され
るように、所定中性子束(第3図22)以下において、
あるノイズレベル以下に下がらなくなってしまい、予定
の中性子束レベル以下でカットオフされなくなるので、
その影響が結合回路[株]の出力側に現われる。自然、
原子炉の停止直後の結合回路21の出力信号は第4図B
3−Bに示されるような実際の中性子束レベルとは異な
った応答を示すことになる。特に予定の中性子束値の近
傍で出力−中性子束値の特性曲線が比例関係を示さなく
なる。 問題点の(c)については、一般に原子炉の起動時には
、所定上昇率で中性子束を変化させている。この上昇中
に急激な原子炉出力の変化があると原子炉の運転に支障
をきたすので、中性子束の変化速度(ペリオド)の監視
をし、予定以上の急激な変化に対しては、原子炉スクラ
ムを含む炉保険対策がとられる。ワイドレンジモニタ装
置もベリオード監視することが要求されている。第1中
間信号から第2中間信号に或はこの逆に切換える予定さ
れたある中性子レベルおよび出力レベルは、同じ1つの
中性子束レベルであることが要求される。 しかしながら、従来装置では、第2図Aに示すごとき第
1の対数計数率チャンネルの出力電圧制限のだめの設定
レベル22と第3図Bに示す第2の中間信号の遮断のだ
めの設定レベル22が22’、22”のよう(第5図)
ずれている場合があり、予定されたある中性子束レベル
で出力電圧が中性子束の対数に比例しない特性を示す。 すなわち2つの中間信号制限の予定中性子束レベルの値
が第5図に示すよう異なっていル場合、このレベル間に
おいて中性子束レベルの上昇に伴って実際の原子炉の出
力の上昇速度が一定であっても、ペリオド監視出力は、
あたかも中性子束レベルが変化していないかのように応
答する。そして、このようなズレがあると、予定レベル
付近で第6図に示すように原子炉出力がゆつ〈シした速
度でゆらいでいる場合に、そのゆらぎの様子を忠実に再
現できない欠点がある。 〔目的〕 本発明は、上記欠点を除去し、異なる測定範囲の2つの
測定回路を切換えて10桁以上の広範囲にわたシ変化す
る中性子束の対数に比例する単一の出力を得るワイドレ
ンジモニタ装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、計数率測定回路とキャンベル測定
回路とを切換時にヒステリシスをもって切換えて、10
桁以上の広範囲の単一の出力を得るワイドレンジモニタ
装置を提供することにある。 〔本発明の概要〕 本発明は対数計数率測定回路の出力直線性領域とキャン
ベル測定回路の出力直線性領域とがオーバラップする中
性子束レベルの例えば108nvの中性子束を定め、こ
の中性子束に対応する第1判定レベルに所定!して得た
116と割数割数率測定回路の出力とをヒステリシスを
もだせて比較して得られた第1判励信号と、第1判定レ
ベルの中性子束より大きな値の中性子束に対応する第2
判定レベルに所定電圧を加減して得た値とキャンベル測
定回路の出力とをヒステリシスもたせて比較して得られ
た第2判励信号とを組合せて、所定の論理式を満した条
件のときその論理式に応じて対数計数率測定回路の出力
かキャンベル測定回路の出力かを選択するように構成に
したため、対数計数率測定回路の測定時にキャンベル測
定回路が切離されるのでバックグランドrfgによる雑
音の影響を受けなくすることができた。また対数計数率
測定回路の出力が分解能計数績によって下がってしまう
ような例えば1010以上の中性子束域において対数計
数率測定回路の出力がワイドレンジモニタの出力となる
ことはなくなる。さらに本発明は、例えば108の中性
子束で対数計数率測定回路の出力とキャンベル測定回路
の出力とを切換える隙、ヒステリシス特性を有している
ため、中性子束が10?近傍で上下にゆらいでもヒステ
リシス範囲内であれば吸収されるので、原子炉の中性子
束のゆらぎの様子を出力側に忠実に再現可能となった。 以下本願発明の一実施例を第7図および第8図の図面を
参照しながら説明する。第1図の回路構成と同一機能を
有するものに同一番号を付し、その説明を省略して説明
する。 第7図において、原子炉の中性子束を検出する中性子束
検出器11は、陽極13と陰極12との間にインピーダ
ンス素子15に介して高電圧が直流電源14にて印加さ
れる。インピーダンス素子15に生じた中性子検出器1
1の信号は、直流成分をカットするコンデンサー16を
介して広帯域増幅器17の入力端に供給される。 この広帯域幅1隔器17の出力側は、ケーブル18を介
して全測定レンジt2分割したうちの低域狽II k受
けもつ対数計数率測定回路23と2分割きgだうちの高
域側を受けもつキャンベル測定回路24のそルぞれの入
力側に接続し、中17 性子検出器)d−の出力を増幅して供給する。 前6己対数計数率測定回路23は、広帯域増幅器17の
出力を増幅するパルス増幅器2311このパルス増幅器
231の出力を入力して、その入力信号の対数に比例し
た信号を出力する対数計数率器232、この対数計数率
器232の出力を増幅し、前記対数計数率測定回路23
の出力とする可変利得増幅器233とからなる。 この対数計数率測定回路23は、入力の中性子束に対す
る出力が第2図A(実線で示す。)に示すごとき特性と
なシ、第8図の中性子束レベル22(第2図の中性子束
と同じ値をとる。)以下の低域測定範囲金堂けもつ、な
お対数計数率測定回路23は、中性子束に対し出力を可
変利得増幅器233の利40 t ;A 怖して、所定
式(第4図A−Bで示される式のAの箇所)で表現さ扛
る対数に比例する直線上に入出力特性を一致させる。 前記キャンベル測定回路24は、第3図の22の中性子
束以上を受けもち、広帯域増幅器17の出力のうち高周
波成分のみ増幅する高周波帯域増幅器241、この高周
波帯域増幅器241 の出力を入力し、入力信号の自乗
平均をとって出力する自乗平均回路242、この自乗平
均回路の出力を入力し、入力の対数をとる対数変換回路
243、前記対数変換回路243の出’)Eレベkfc
シフトする回路244、レベルシフトされた対数信号を
増幅する可変利得直流増幅器245とからなシ、この可
変利得直流増幅器245の出力側に入力となる中性子束
に対し第3図B(実線で示す。)に示すごときの特性の
信号を得るもので、シフト回路244によってそのキャ
ンベル測定回路24の出方を上下方向にシフト(第4図
B)し、可変利得直流増幅器245の利得によってキャ
ンベルd11]定回路の中性子束に対する出方の勾配全
可変し、前記所定式(第4図A−Bで示され式のBの箇
所)で表現される対数に比例する直線上に人出方特性τ
一致させる。 切戻判定回路25は、ヒステリシス特性を有し、中性子
束レベル1直22(Jz図・第3図の22)に対応する
第1判定レベルの電圧値に所定値の電圧(ヒステリシス
幅値)をカロ・減し九′厄圧と対数計数率測定回路23
の出力とtヒステリシスをもだせて比較し、中性子束が
108以下より上昇し、所定中性子束値(第8図22)
よシ大きな値(第8図31)のとき対数計数率測定回路
の出力が太きいとする判別信号を、中性子束が108以
上の値より降下し、所定中性子束(第8図22)より小
さな値(第8図32)のとき対数計数率測定回路の出力
が小さいとする比較判別した信号を出力する第1比較器
251と、ヒステリシス特性を有し、所定中性子束(第
8図の22)より1〜2桁はど大きな値のある中性子束
レベル(図示せj゛)に対応した第2判定レベルの電圧
に所定電圧を加減した゛電圧とキャンベル測定回路24
の出力とがヒステリシスをもだせて比較し、パルス分解
能計数値領域か否かを判別した信号を出力する第2比較
器252 と、各比較器の出力を入力し、対数81°数
率測定回路23の出力が小さいとする第1比較器251
からの比較判別信号とキャンベル測定回路24の出力が
小さいとする第2比較器252からのそれぞれ比較判別
信号全入力した条件のとき第1切換信号を、対数計数率
測定回路23の出力が大きいとする第1比較器251か
らの前記切換判定回路25の第1、第2切換信号葡受け
て切換動作する切換回路26は、第1入力端に対数計数
率測定回路23の出力信号を、第2入力端にキャンベル
測定回路24の出力信号を七ス′シそれ入力し、m 1
切挨信号が与えられたとき、第1入力端を出力端に、第
2切換信号が与えらオしたとき第2入力端を出力端に1
ノリ換わるよう切換判定回路25の切換え指令通り出力
端Vこと牡ら入力端を選択的に切替接続する。 切換回路26の出力全入力する直流瑠幅器27は出力を
ワイドレンジモニタ用出力端28とペリオド回路29の
入力側に接続さrL1ペリオド回路29の出力をペリオ
ド出力端30に供給する。 以下このような回路構成の第8図を参照しながら説明す
る。 対数計数率測定回路23からは中性子束に対応して第2
図A(実想)に示すごとき101〜109程度まで中性
子束の対数に比fitした信号カニ出力され、その10
9以上になると中性子検出器のパルス分解能計数損の影
響が表われ、対数に比例しなく、ある中性子束で飽和し
たのち丁゛降するような出力特性の信号が出力される。 キャンベル測定回路24からは、中性子束に対応し、第
3図B(実#)に示すごとき約106の中性子束以下で
中性子束のヌ」数に比秒すしておらず、106の中性子
束以上になると中性子束の対数に比例した信号が出力さ
扛るような入出力特性曲線を示す。 それらの直蔵部が中性子束の対数に比秒uする関数式の
直線上に一致させる必要力為ら、タ寸数−計数率測足回
路23において、−■変オll得増1@器233 の利
得が、キャンベル測尾口路24においテ、シフト回路の
シフトレベルおよび”J 袈オll 得直流増幅器24
5の利得が調整さ扛、第4、第8図A−Bで表される直
線上に一致する。キャンベル測定回路の入出力特性曲線
の下部の1ψ〜109 の領域と対数計数率測定回路の
入出力特性曲線の上部の106〜1゛09の領域とが1
06から109 の範囲にわたってオーバラップする。 このように一部でオーバラップするキャンベルdil1
足回路の出力および対数計数率測定回路の出力が切換判
定回路25および切換回路26に与えられる。この切換
判定回路25は第1比較器252において、オーバシッ
プする109〜109の中性子束の例えば108の中性
子束に対応するd> 1判定゛μ圧にヒステリシス幅を
加減した電圧と対数計数率測定回路23の出力とがヒス
テリシスもたせて比較され、中性子が上昇時にはtOS
の中性子束を越えた点(第8図31)になったとき対
数計数率測定回路23の出力が大きいとする判別信号が
、中性子が下降時には108 の中性子束を下廻った点
(第8図32)になったときヌ1数「1数率測定回路2
3の出力が小aいとする判別信号が出力され、また!@
2比較器252において、108の中性子束より約1〜
3桁上の109〜1011の中性子束に対応する第2判
定レベルに所定電圧會加・減した値とキャンベル測定回
路24の出力とがヒステリシスをもたせて比較され、そ
れら第1比較信号、第2比較信号が一理演算回路253
に与えられる。 その論理演算回路253では、対数計数率測定回路23
の出力が小さい内容の第1比較信号とキャンベル測定回
路24の出力が小さい内容の第2比較信号との論理積が
成立したとき、すなわち中性子束が上昇時には第8図3
1以下で、下降時には第8図32以下で対数計数率測定
回路23の出力を選択するだめの4’r 1切挨信号を
、また対数計数率測定回路23の出力が大きい内容の第
1比較信号とキャンベル測寞回路24の出力が大きい内
容の第2比載信号との論理和が成立したとき、すなわち
中性子が上昇時には、第8図31以上で、下降時には第
8図32以上でキャンベル測定回路の出力を選択するだ
めの第2切挨信号を切換回路26に与える。切換回路2
6は指示辿り作動し、低レベルから中性子束が上昇し、
108になってもまだ対数計数率測定回路23を選択し
、108以上の点(第8図31)になるとキャンベル測
定回路24を選択し、また高域から中性子束が減少し、
10Bになってもまだキャンベル測定回路24七選択し
第8図32になると対数計数率測定回路23を選択する
。なおパルス分解目撃数損の現象の生ずる101Pの中
性子束以上において、第2比較器252はキャンベル測
定回路24の出力が判定レベルより大となる第2比較信
号を生じている。対数n1°数率測定回路23の出力が
パルス分解目撃数損により第1判定レベル以下となる領
域では論理演算回路253がその第2比較器252の出
力により対数計数率測定回路23の出力を選択するより
な信号を切換回路26に与えることはない。 切換判定回路25の第l比較器251は、第8図に示す
通り、ヒステリシス特性を有し、108 の中性子より
ヒステリシス幅に相等する中性子束レベルを増・減した
中性子束(第8図31、32 )で判別信号が変る。こ
のようにヒステリシスrもたせると、108の中性子束
レベル近傍で原子炉の出力がゆらいでいる場合には、そ
のヒステリシス幅よりゆらぎの変動幅が狭いときには、
ヒステリシス作用によって吸収さ瓜ゆらぎの様子が切換
回路の出力側で忠実に再現できる。またヒステリシス作
用により、キャンベル測定回路の108の中性子束にお
ける出力と対数計数率測定回路の108の中性子束にお
ける出力とに調整不良・ドリフト等があってズレが生じ
ても、そのズレがヒステリシス幅以内であれば切換わり
頻度を少なくし得、切換回路の出力側の信号が変化する
回路を少なくし得る。 その切換判定回路によシ切換えられる切換回路の出力側
には108の中性子束を境にし、中性子が上昇し108
t−越えて第8図31の値に至る中性子束以下の領域
と、下降して108を下廻って第8図32の値以下の中
性子末勿対数計数率測定回路が受けもち、中性子が上昇
し、第8図31の値以上の中性子領域と、下降して第8
図332の値以上の中性子領域の中性子束全キャンベル
測定回路が受けもち、中性子束の対数に比例して10桁
以上にわたって直線的かつ不連続勧所のない中性子束−
出力電圧特性の中性子検出信号が取り出せた。 〔効 果〕 以上、本願発明は対数計数率測定回路の出力およびキャ
ンベル測定回路の出力がオーバラップし、かつ対数に比
例する108の中性子束に対応する第1判定レベルに所
定中性子束に対応する信号金加−減した値と対数計数率
測定回路の出力とをヒステリシスをもたせて比較した判
別信号と、108以上の中性子束に対応する第2−t4
1定レベルに所定中性子束に対応する信号を加減した1
直とキャンベル測定回路の出力をヒステリシス會もって
比較し九刊別信号との晒理をめ、対数計数率測定回路の
出力およびキャンベル測定回路の出力がともに小さい条
件t″満足したときすなわち中性子が上昇時には48図
31以下1下降時には第8図32以下のとき対数計数率
測定回路の出力を用い、対数計数率測定回路の出力或は
キャンベル測定回路の出力とのうちいずれがでも大きい
とき、すなわち中性子力;上昇時には第8図31以上、
下降時には第8図32以上のときキャンベル測定回路の
出力を選択するように構成したため、108以上の中性
子束領域で対数計数率測定回路の出力を誤選択するよう
なことをなくし得た。また対数計数率i11!1定回路
の出力と第1判定レベルを比較する比較器にはヒステリ
シス機能を伺加しているため、108の中性子における
回路−整、ドリフトにもとすくキャンベル測定回路の出
力と対数計数率測定回路の出力との差或は原子炉停止後
の篩いレベルのバックグランドγ腺による雑音レベルが
ヒステリシス幅以内であ扛は吸収されて、出力側に変化
として生じないため調整、取扱が容易となる。また本願
は対数計数率測定回路の出力からキャンベル測定回路の
出力に、或はその逆方向に切換える際、キャンベル測定
回路の出力レベルと対数計数率測定回路の出力レベルと
の間に差があったとしてもヒステリシス範囲内のゆらぎ
であれば、原子炉の出力のゆら@を切換回路の出力側に
忠実に再現できる効果がある。 4、図面の簡単な説明 第1図は従来のランダムパルス監視装置の構成図、第2
図、第3図、第4図、第5図およびIA6図は第1図の
ランダムパルス監視装置の作B!ht説明するだめの図
、第7図は本願発、明のワイドレンジモニタ装置の回路
構成を示す図、第8図は第7図のワイドレンジモニタ装
置0炸動に!明するための図である。 ii・・・・・・・・・・・・・ 中性子検出器17
・・・・・・・・・・・・ 広捕域増幅器23・・・−
・・・・・・・・・・ 対数計数率6111定回路23
1 ・・・・・・・・・・・・・ パルス増q= 52
32 ・・・・・・・・・・・・・・対数計数率回路2
33・・・・・・・・・・・・・・ 可変利得増幅器2
4・・・・・・・・・・・・・・・ キャンベル測定回
路241 ・・・・・・・・・・・・・・・ 高周波帯
域増幅器242・・・・・・・・・・・・・・ 自乗平
均回路243・・・・・・・・・・・・・・ 対数変換
回路244・・・・・・・・・・・・・・ シフト回路
245・・・・・・・・・・・・・・・ 可変利得直流
増幅器25・・・・・・・・・・・・・・・ 切換判足
回路251・・・・・・・・・・・・・・・第l比較器
252・・・・・・・・・・・・・・・ 第2比較器2
53 ・・・・・・・・・・・・・・・ 論理回路26
・・・・・・・・・・・・・・・ 切換回路27 ・
・・・・・・・・・・・ 直流増幅器29 ・・・・・
・・・・・・・・・・ ペリオド回路代理人 弁理士
則 近 憲 佑 ほか1名 1 第1図 中+!If−東 0 中性子束 − 10210’ 10’ 10’ 1010101210
”中性子束 −
Claims (1)
- 中性子検出器の出力を入力する対数計数回路およびキャ
ンベル回路それぞれの対数に比例する出力の直線領域を
所望の一次式に一致させ、かつこれら出力の直線領域で
オーバラップ区間で切換えて、対数計数回路の出力とキ
ャンベル回路の出力とにより広範囲に変化する中性子束
のレベルに連続的に比例した信号を切換回路の出力側か
ら取り出すものにおいて、前記直線領域でオーバーラツ
プ区間の所望の中性子束に対応する所定電圧より前記対
数計数回路の出力が越えたとき前記切換回路の出力端を
対数計数回路の出力からキャンベル測定回路の出力に切
換え、前記所定電圧から所定値を差引いた電圧値に比べ
前記キャンベル測定回路の出力が小さくなったとき前記
切換回路の出力端を前記キャンベル測定回路の出力から
前記対数計数回路の出力に切換える切替判定回路を備え
、ヒステリシスをもたせて前記切換回路を切換えたこと
を特徴とするワイドレンジモニタ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58180485A JPS6073364A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ワイドレンジモニタ装置 |
| US06/655,447 US4652419A (en) | 1983-09-30 | 1984-09-28 | Wide range monitor apparatus for output from nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58180485A JPS6073364A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ワイドレンジモニタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6073364A true JPS6073364A (ja) | 1985-04-25 |
Family
ID=16084046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58180485A Pending JPS6073364A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ワイドレンジモニタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6073364A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5693083A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-28 | Tokyo Shibaura Electric Co | Critical maintenance device of nuclear fuel |
| JPS5827098A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-17 | 株式会社東芝 | 広域中性子出力監視装置 |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58180485A patent/JPS6073364A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5693083A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-28 | Tokyo Shibaura Electric Co | Critical maintenance device of nuclear fuel |
| JPS5827098A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-17 | 株式会社東芝 | 広域中性子出力監視装置 |
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