SU1552032A1 - Устройство дл обнаружени течи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к исследованию и анализу объектов, излучающих акустическую энергию. Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости и достоверности обнаружени  течи в парогенераторах атомных реакторов путем поддержани  заданного среднего значени  информативного параметра. Устройство содержит блок 1 управлени , блок 2 акустических преобразователей, блок 3 коммутации, блок 4 усилени , фильтрации и формировани , блок 5 определени  коррел ционной функции и св занного с ней информативного параметра, блок 6 формировани  сигнала тревоги и блок 7 сигнализации тревоги. Блок 5 определени  коррел ционной функции и св занного с ней информативного параметра содержит блок формировани  знакового сигнала, узел дискретизации по времени регистр сдвига, блоки сравнени  знаков, блок определени  направлени  счета, реверсивные счетчики, мультиплексоры, узлы сравнени , дешифратор, элементы И, элементы ИЛИ, триггер и узел задержки. Устройство обеспечивает коррекцию значений временных сдвигов, используемых дл  определени  информативного параметра. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к области Исследовани  и анализа объектов, излучающих акустическую энергию, и мо- сет быть использовано дл  обнаруже- Ии  аварийного состо ни  труб пароге- ераторов атомных реакторов с жидко- металлическим теплоносителем, возни- |сающего при течи воды в натрий.

Целью изобретени   вл етс  повы™ )иение помехоустойчивости и достовер- ности обнаружени  течи путем поддер- йсани  заданного среднего значени  информативного параметра.

На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства дл  обнаружени  течи; на фиг. 2 - структурна  схема бло ка определени  коррел ционной функции и св занного с ней информативного параметра .

Устройство дл  обнаружени  течи содержит блок 1 управленкг , последовательно соединенные блок 2 акустических преобразователей, блок 3 коммута- ции, блок 4 усилени , фильтрации и формировани , блок 5 определени  кор- рел ционной функции и св занного с ней информативного параметра, блок 6 формировани  сигнала тревоги и блок 7 сигнализации тревоги.

Блок 5 определени  коррел ционной функции и св занного с ней информативного параметра содержит последовательно соединенные блок 8 формировани  знакового сигнала, узел 9 дискретизации по времени, второй вход которого соединен с первым выходом блока 1 управлени , и регистр 10 сдвига, второй вход которого соединен с вторым выходом блокд 1 управлени , первый 11

5

5

„

0

5

и второй 12 блоки сравнени  знаков, первые входы которых соединены с первым выходом регистра 10 сдвига, блок 13 определени  направлени  счета, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого 1 1 и второго 12 блоков сравнени  знаков, и первый реверсивный счетчик 14, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 13 определени  направлени  счета, третий вход которого соединен с третьим выходом блока 1 управлени , первый мультиплексор 15, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с вторым, третьим, iчетвертым и п тым выходами регистра 10 сдвига, а выход - с вторым входом первого блока 11 сравнени  знаков, второй мультиплексор 16,, первый, второй , третий.и четвертый входы которого соединены соответственно с шестым, седьмым, восьмым и дев тым выходами регистра 10 сдвига, а выход - с вторым входом второго блока 12 сравнени  знаков, первый 17 и второй 18 узлы сравнени , первые входы которых  вл ютс  входами опорных значений информативного параметра, а вторые соединены с выходом первого реверсивного счетчика 14, дешифратор 19, адресный вход которого соединен с восьмым выходом блока 1 управлени , а управл ющий вход - с дев тым выходом блока 1 управлени , первый 20 и второй 21 элементы И, первые вхрды которых соединены соответственно с выходами первого 17 и второго 18 узлов

51552032

сравнени , первый элемент ИЛИ 22, первый и второй входы которого соедине ны соответственно с выходами первого 17 и второго 18 узлов сравнени , первый 23, второй 24, третий 25, четвертый 27 и шестой 28 триггеры, информационные Д-входы которых соединены с выходом первого элемента ИЛИ 22, а С-входы синхронизации - соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым , п тым и шестым выходами дешифратора 19, узел 29 задержки, вход которого соединен с шестым выходом дешиф10

ф т об

си ци вы Т, чи сд и с

Блок определени  коррел ционной функции и св занного с ней информа - тивного параметра работает следующим образом.

Сформированный блоком 8 знаковый сигнал поступает в узел 9 дискретизации по времени, с выхода которого выбором знакового сигнала с периодом Т, имеющим жестко фиксированную величину , поступает на вход регистра 10 сдвига. На первые входы первого 11 и второго 12 блоков сравнени  знаков с первого выхода регистра 10 сдвига

ратора 19, второй элемент ИЛИ 30, пер-|5 поступает значение сдвига в точке

20

вый вход которого соединен с выходом узла 29 задержки, второй вход Сброс с дев тым выходом блока 1 управлени , а выход - с R-входами сброса триггеров 23-28, третий элемент И 31, первый , второй, третий, четвертый, п тый и шестой входы которого соединены соответственно с выходами триггеров 23- 28, а выход - с вторыми входами первого 20 и второго 21 элементов И, второй 25 реверсивный счетчик 32, пр мой и инверсный входы которого соединены соответственно с выходами первого 20 и второго 21 элементов И,вход Сброс с дев тым выходом блока 1 управлени  и вторым входом второго элемента ИЛИ 30, а выход - соответственно с адресными входами первого 15 и второго 16 мультиплексоров.

30

Г 0 оси временных сдвигов. С вых дов первого 15 и второго 16 мульти плексоров на вторые входы первого и второго 12 блоков сравнени  знак поступают значени  временных сдвиг автокоррел ционной функции в двух точках и используютс  дл  определе ни  величины, пропорциональной тан генсу угла наклона знаковой автоко рел ционной функции. Эта величина определ етс  с помощью блока 13 оп делени  направлени  счета и первог реверсивного счетчика 14, с выхода которого,  вл ющегос  также выходо блока 5 определени  коррел ционной функции и св занного с ней информа ного, параметра, она поступает на в рые входы первого 17 и второго 18 узлов сравнени , на первые входы к торых поступают опорные значени  ин формативного параметра, которые зад ют пределы изменени  этого параметр в номинальном режиме работы пароген ратора. Коды опорных значений задаю с  с помощью подачи логических уров ней О (потенциал Земли) и 1 (пу тем соединени  через резистор с источником +5В). Первым узлом 17 срав нени  текущее значение информативно параметра сравниваетс  с нижним пре делом. Если нначение параметра стан витс  меньше заданного значени  ниж него предела, с выхода Меньше пер вого узла 17 сравнени , выполненног 50 например, на микросхемах серии 555С поступает сигнал на первый вход эле мента И 20 и на первый вход элемента ИЛИ 22, вторым узлом 18 сравнени текущее значение информативного пар метра сравниваетс  с верхним предел Если значение параметра становитс  больше заданного значени  верхнего предела, с выхода Больше второго узла 18 сравнени  на первый вход

Устройство работает следующим образом .

Акустический шум парогенератора преобразовывают в электрические сигналы с помощью акустических преобразователей блока 2. В блоке 3 коммутируют электрические сигналы высокочастотного спектра от акустических преобразователей и в блоке 4 усиливают и формируют их. В блоке 8 формируют знаковый сигнал, определ ют значение знаковой автокоррел ционной функции преобразованного в электрические сигналы акустического шума в двух заданных точках и по ним определ ют величину тангенса угла наклона знаковой автокоррел ционной функции в блоке 5, сравнивают величину тангенса угла наклона знаковой автокоррел ционной функции с заданными уставками в блоке 6 и при выходе контролируемого параметра за пределы уставок включают сигнализацию тревоги в блоке 7 и делают вывод о наличии течи.

|5 поступает значение сдвига в точке

20

5

0

Г 0 оси временных сдвигов. С выходов первого 15 и второго 16 мультиплексоров на вторые входы первого 11 и второго 12 блоков сравнени  знаков поступают значени  временных сдвигов автокоррел ционной функции в двух точках и используютс  дл  определени  величины, пропорциональной тангенсу угла наклона знаковой автокоррел ционной функции. Эта величина определ етс  с помощью блока 13 определени  направлени  счета и первого реверсивного счетчика 14, с выхода которого,  вл ющегос  также выходом блока 5 определени  коррел ционной функции и св занного с ней информативного , параметра, она поступает на вторые входы первого 17 и второго 18 узлов сравнени , на первые входы которых поступают опорные значени  информативного параметра, которые задают пределы изменени  этого параметра в номинальном режиме работы парогенератора . Коды опорных значений задаютс  с помощью подачи логических уровней О (потенциал Земли) и 1 (путем соединени  через резистор с источником +5В). Первым узлом 17 сравнени  текущее значение информативного параметра сравниваетс  с нижним пределом . Если нначение параметра становитс  меньше заданного значени  нижнего предела, с выхода Меньше первого узла 17 сравнени , выполненного, 0 например, на микросхемах серии 555СП1, поступает сигнал на первый вход элемента И 20 и на первый вход элемента ИЛИ 22, вторым узлом 18 сравнени  текущее значение информативного параметра сравниваетс  с верхним пределом. Если значение параметра становитс  больше заданного значени  верхнего предела, с выхода Больше второго узла 18 сравнени  на первый вход

5

0

5

5

10

15

второго элемента И 21 и на второй вход первого элемента ИЛИ 22 поступает сигнал. При поступлении сигнала логической 1 на любой из входов первого элемента ИЛИ 22, указывающего на выход информативного параметра за заданные пределы, с выхода первого элемента ИЛИ 22 поступает сигнал логической 1 на информативные входы D-триггеров 23-28, которые устанавливаютс  в исходное состо ние сигналом Сброс, поступающим с дев того выхода блока 1 управлени . В процессе последовательного опроса акустических преобразователей   а адресный в|код дешифратора 19 Поступает сигнал с восьмого выхода блока 1 управлени , который дешифрируетс . С выходов дешифратора 19 на С-входы синхрониза- триггеров 23-28 поступают последовательно во времени сигналы, разре- запись логической 1, посту- п&ющей на информативные входы D-триг- гЈров 23-28. Таким образом, на триггерах 23-28 фиксируетс  событие, которое заключаетс  в выходе за задан- F&ie пределы текущего значени  информа- т ивного параметра, которое определ ет- ср дл  каждого датчика в процессе цик-30 лического опроса акустических преобразователей .

На дешифратор 19 подаютс  адреса датчиков, одинаковым образом реагиру- ю)цих на нестационарные изменени  режимов парогенератора, сопровождающих- сз уменьшением или увеличением уровн  шумов, привод щим к изменению формы спектра, а следовательно, к изменению 4Q наклона начального участка коррел ционной функции и изменению информативного параметра, завис щего от коррел ционной функции. Если при прохождении цикла опроса- всех датчиков на 45 всех триггерах 23-28 зафиксирован выход информативного параметра за заданные дл  номинального режима работы парогенератора пределы, это означает, что режим реботы парогенератора изменилс . При этом на входы третьего элемента И 31 с выходов триггеров 23-28 поступают сигналы уровн  логической 1, а с выхода третьего элемента И 31 на вторые входа первого 20 и второго 21 элементов И поступает сигнал логической 1. Если в состо ние логической 1 установлены не все триггеры 23-28, то это может слу15520328

жить свидетельством реакции информативного параметра на кратковременные нестационарные изменени  шумов парогенераторов , св занные с различными нестационарными технологическими помехами . В процессе последовательного опроса датчиков при по влении сигнала на шестом выходе дешифратора 19 этот сигнал, проход  через узел 29 задержки, поступает на первый вход второго элемента ИЛИ 30 и с его выхода на R-входы сброса триггеров 23- 28, устанавлива  их в исходное состо ние .

Сигнал уровн  логической 1, поступающий на вторые входы первого 20 и второго 21 элементов И, разрешает прохождение сигналов на их первые входы. Затем эти сигналы поступают с выходов первого 20 и второго 21 элементов И соответственно на пр мой и инверсный входы второго реверсивного счетчика 32, увеличива  или уменьша  его содержимое на единицу. В исходное состо ние счетчик 32 устанавливаетс  по сигналу Сброс, поступающему на его вход с дев того выхода блока 1 управлени . Код с выхода второго реверсивного счетчика 32 поступает на адресные входы первого 15 и второго 16 мультиплексоров. Адрес задает каналы мультиплексоров

15и 16. В зависимости от адреса на один из входов мультиплексоров 15 и

16поступают с регистра 10 сдвига и проход т на выходы мультиплексоров 15 и 16 соответствующие значени  задержки , которые обеспечивают при определении информативного параметра

20

25

50

55

такае его значени , которые не выход т за заданные пределы при любых режимах работы парогенератора.

Предлагаемое устройство обеспечивает возможность обнаружени  нестационарных изменений шумов парогенератора при изменении их режимов работы , привод щих к уменьшению или увеличению мощности шума и изменению формы спектра и наклона начального участка знаковой автокоррел ционной функции, а также позвол ет ввести коррел цию значений временных сдвигов , используемых дл  определени  информативного параметра.

Форму, л а изобретени 1

Устройство дл  обнаружени  течи, содержащее блок управлени , последо

такае его значени , которые не выход т за заданные пределы при любых режимах работы парогенератора.

Предлагаемое устройство обеспечивает возможность обнаружени  нестационарных изменений шумов парогенератора при изменении их режимов работы , привод щих к уменьшению или увеличению мощности шума и изменению формы спектра и наклона начального участка знаковой автокоррел ционной функции, а также позвол ет ввести коррел цию значений временных сдвигов , используемых дл  определени  информативного параметра.

Форму, л а изобретени 1

Устройство дл  обнаружени  течи, содержащее блок управлени , последовательно соединенные блок акустических преобразователей, блок коммутации , блок усилени , фильтрации и формировани , блок определени  коррел ционной функции и св занного с ней инкЬормативного параметра, включающий соединенные последовательно блок формировани  знакового сигнала, узел дискретизации по времени, второй вход которого соединен с первым выходом блока управлени , и регистр сдвига, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управлени , первый и второй блоки сравнени  знаков, пер- вые входы которых соединены с первым выходом регистра сдвига, блок определени  направлени  счета, первый и второй входы которого соединены соот

ветственно с выходами первого и второго блоков сравнени  знаков, и первый реверсивныц счетчик, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока определени  направлени  счета, а третий вход которого соединен с третьим выходом блока управлени  , блок формировани  сигнала тревоги , входы которого соединены с четвертым , п тым, шестым и седьмым выходами блока управлени , и блок сигнализации тревоги, а второй вход блока коммутации соединен с седьмым выходом блока управлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости и достоверности , блок определени  коррел ционной функции и св занного с ней информативного параметра включает первый

35 выходом второго элемента ИЛИ, а вы- (ходы соединены соответственно с пер- |вым, вторым, третьим, четвертым, п тым и шестым входами третьего элемен та И, выход которого соединен с втои второй мультиплексоры, первый и вто-др рыми входами первого и второго элерой узлы сравнени , дешифратор, первый , второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый, п тый и. шестой триггеры, узел задержки и второй реверсивный счетчик, причем, первый , второй, третий и четвертый входа первого мультиплексора соединены соответственно с вторым, третьим, четментов И, выходы которых соединены соответственно с пр мым и инверсным входами второго реверсивного счетчика , вход сброса которого соединен с 45 дес тым выходом блока управлени  и вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вы- 1 ходом узла задержки, вход которого соединен с шестым выходом дешифратор

5

0

вертым и п тым выходами регистра сдвига , первый, второй, третий и четвертый входы второго мультиплексора соединены соответственно с шестым, седьмым , восьмым и дев тым выходами ре-, гистра сдвига, выходы первого и второго мультиплексоров соединены соответственно с вторыми входами первого и второго блоков сравнени  знаков, а адресные входы соединены с выходом второго реверсивного счетчика, первые входы первого и второго узлов сравнени   вл ютс  входами опорных значений информативного параметра, а вторые входы соединены с выходом первого реверсивного счетчика, выход первого узла сравнени  соединен с первыми входами первого элемента И и первого

0 элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго узла сравнени  и первым входом второго элемента И, адресный вход дешифратора соединен с восьмым выходом блока управ5 лени , управл ющий вход дешифратора соединен с дев тым выходом блока управлени , а первый, второй, третий, четвертый, п тый и шестой выходы соединены соответственно с входами

0 синхронизации первого, второго, третьего , четвертого, п того и шестого триггеров, информационные входы которых соединены с выходом первого элемента ИЛИ, входы сброса соединены с

5 выходом второго элемента ИЛИ, а вы- (ходы соединены соответственно с пер- |вым, вторым, третьим, четвертым, п тым и шестым входами третьего элемента И, выход которого соединен с втор рыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с пр мым и инверсным входами второго реверсивного счетчика , вход сброса которого соединен с дес тым выходом блока управлени  и вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вы- ходом узла задержки, вход которого соединен с шестым выходом дешифратора.

Claims (1)

1. Устройство для обнаружения течи, содержащее блок управления, последо⁹ 1552032 10 вательно соединенные блок акустических преобразователей, блок коммутации, блок усиления, фильтрации и формирования, блок определения корреляционной функции и связанного с ней информативного параметра, включающий соединенные последовательно блок формирования знакового сигнала, узел дискретизации по времени, второй вход jq которого соединен с первым выходом блока управления, и регистр сдвига, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, первый и второй блоки сравнения знаков, пер- 15 вые входы которых соединены с первым выходом регистра сдвига, блок определения направления счета, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и вто— 20 рого блоков сравнения знаков, и первый реверсивный счетчик, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока определения йаправления 25 счета, а третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, блок формирования сигнала тревоги, входы которого соединены с четвертым, пятым, шестым и седьмым вы- эд ходами блока управления, и блок сигнализации тревоги, а второй вход блока коммутации соединен с седьмым выходом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повы- $$ шения помехоустойчивости и достоверности, блок определения корреляционной функции и связанного с ней информативного параметра включает первый и второй мультиплексоры, первый и в то-эд рой узлы сравнения, дешифратор, первый, второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый, пятый и< шестой триггеры, узел задержки и вто- эд рой реверсивный счетчик, причем, первый, второй, третий и четвертый входа первого мультиплексора соединены соответственно с вторым, третьим, чет вертым и пятым выходами регистра сдвига, первый, второй, третий и четвертый входы второго мультиплексора соединены Соответственно с шестым, седьмым, восьмым и девятым выходами ре-; . гистра сдвига, выходы первого и второго мультиплексоров соединены соответственно с вторыми входами первого и второго блоков сравнения знаков, а адресные входы соединены с выходом второго реверсивного счетчика, первые входы первого и второго узлов сравнения являются входами опорных значений информативного параметра, а вторые входы соединены с выходом первого реверсивного счетчика, выход первого узла сравнения соединен с первыми входами первого элемента И и первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго узла сравнения и первым входом второго элемента И, адресный вход дешифратора соединен с восьмым выходом блока управления, управляющий вход дешифратора соединен с девятым выходом блока управления, а первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы соединены соответственно с входами синхронизации первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого триггеров, информационные входы которых соединены с выходом первого элемента ИЛИ, входы сброса соединены с ^выходом второго элемента ИЛИ, а выводы соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами третьего элемента И, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с прямйм и инверсным входами второго реверсивного счетчика, вход сброса которого соединен с десятым выходом блока управления и вторым входом второго элемента ИЛИ’ первый вход которого соединен с выходом 'узла задержки, вход которого соединен с шестым выходом дешифратора.