本發(fā)明涉及一種反應(yīng)堆冷卻劑泵轉(zhuǎn)速信號(hào)處理領(lǐng)域，具體涉及一種用于核級(jí)屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號(hào)的處理方法。

背景技術(shù)：

第三代核電和新型核動(dòng)力裝置中的反應(yīng)堆冷卻劑泵多采用屏蔽泵型式，并將轉(zhuǎn)速信號(hào)列為停堆保護(hù)參數(shù)。核級(jí)屏蔽泵的轉(zhuǎn)速測(cè)量普遍采用電磁感應(yīng)原理，屏蔽泵每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)，通過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)速信號(hào)的間隔時(shí)間便可得到屏蔽泵的轉(zhuǎn)速。

部分核級(jí)屏蔽泵轉(zhuǎn)速傳感器采用套管式設(shè)計(jì)，通過(guò)固定管座深入泵體內(nèi)部，轉(zhuǎn)速傳感器體積受制約，傳感器中用于電磁感應(yīng)的線圈數(shù)量有限造成轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號(hào)峰值很小，僅為現(xiàn)在普遍采用的轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號(hào)的百分之一左右。采用目前常用的信號(hào)處理方法無(wú)法兼顧處理常規(guī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和微小轉(zhuǎn)速信號(hào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種用于核級(jí)屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號(hào)的處理方法，解決核級(jí)屏蔽泵寬范圍峰值轉(zhuǎn)速信號(hào)處理的問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于核級(jí)屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號(hào)的處理方法，包括步驟：

步驟1)輸入的核級(jí)屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號(hào)先通過(guò)保護(hù)電路進(jìn)行瞬態(tài)電壓抑制和靜電保護(hù)；

步驟2)再通過(guò)帶寬濾波電路對(duì)輸入的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行濾波處理；

步驟3)完成濾波的信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)速脈沖分類電路對(duì)輸入的轉(zhuǎn)速信號(hào)按峰值大小進(jìn)行分類，并根據(jù)不同類別分別進(jìn)行多級(jí)放大；

步驟4)經(jīng)放大處理的轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)整形成為單極性方波信號(hào)后后送處理核心處理；

步驟5)處理核心將轉(zhuǎn)速值送至總線模塊處理后實(shí)現(xiàn)總線型式輸出。

進(jìn)一步的，所述步驟3)，轉(zhuǎn)速信號(hào)按其峰值大小分為三種類別，分別為峰值范圍為10mv～99mv的微小轉(zhuǎn)速信號(hào)、峰值范圍為100mv～999mv的小轉(zhuǎn)速信號(hào)和峰值范圍為1v～10v的常規(guī)轉(zhuǎn)速信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述步驟3)，完成濾波的信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)速脈沖分類電路對(duì)輸入的轉(zhuǎn)速信號(hào)按峰值大小進(jìn)行分類后，同時(shí)將分類后的轉(zhuǎn)速信號(hào)送處理核心，所述處理核心根據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào)類別向增益控制電路施加不同信號(hào)指令從而控制放大電路進(jìn)行不同的放大處理。

進(jìn)一步的，所述放大處理采用多級(jí)小倍數(shù)放大的方式進(jìn)行。

進(jìn)一步的，所述通過(guò)處理核心控制增益控制電路對(duì)多級(jí)放大電路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制，將放大后的轉(zhuǎn)速信號(hào)峰值始終保持在1v～10v范圍內(nèi)，對(duì)上述轉(zhuǎn)速信號(hào)分別進(jìn)行100倍、10倍和1倍的放大處理。

進(jìn)一步的，所述步驟5)，處理核心還可將轉(zhuǎn)速值送dac轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成4ma～20madc信號(hào)輸出。

進(jìn)一步的，所述步驟4)，處理核心是通過(guò)內(nèi)置高速時(shí)鐘為基準(zhǔn)對(duì)方波信號(hào)的間隔周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，并根據(jù)計(jì)數(shù)值和時(shí)鐘脈沖頻率計(jì)算轉(zhuǎn)速值。

進(jìn)一步的，所述步驟2)，濾波電路進(jìn)行帶寬濾波是濾去轉(zhuǎn)速信號(hào)工作頻率以外的頻率信號(hào)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

本發(fā)明提供的信號(hào)處理方法可用于核級(jí)屏蔽泵寬范圍峰值轉(zhuǎn)速信號(hào)；

本發(fā)明提供的信號(hào)處理方法可處理轉(zhuǎn)速信號(hào)的峰值范圍為10mv～10v；

本發(fā)明提供的信號(hào)處理方法可按峰值的大小對(duì)輸入的轉(zhuǎn)速信號(hào)分別進(jìn)行放大處理，信號(hào)放大采用多級(jí)小倍數(shù)放大方案，減小轉(zhuǎn)速信號(hào)放大過(guò)程中的失真現(xiàn)象；

本發(fā)明提供的信號(hào)處理方法可以對(duì)多級(jí)放大電路實(shí)行自動(dòng)增益控制。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明一種用于核級(jí)屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號(hào)的處理方法原理示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例

如圖1所示，本發(fā)明一種用于核級(jí)屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號(hào)的處理方法，輸入的核級(jí)屏蔽泵轉(zhuǎn)速信號(hào)先通過(guò)保護(hù)電路進(jìn)行瞬態(tài)電壓抑制和靜電保護(hù)以防止外部電壓信號(hào)對(duì)后續(xù)電路的損壞，再由濾波電路進(jìn)行帶寬濾波，濾去轉(zhuǎn)速信號(hào)工作頻率以外的頻率信號(hào)；完成濾波的信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)速脈沖分類電路按峰值大小進(jìn)行分類后送放大電路進(jìn)行信號(hào)放大，同時(shí)轉(zhuǎn)速脈沖分類電路將將轉(zhuǎn)速信號(hào)類別信息送處理核心；處理核心根據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào)類別向增益控制電路施加不同信號(hào)指令從而控制放大電路進(jìn)行不同的放大處理，放大處理采用多級(jí)小倍數(shù)放大的方式進(jìn)行；經(jīng)放大處理的轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)過(guò)整形電路運(yùn)用滯回原理整形成單極性方波信號(hào)后送處理核心處理，

處理核心以內(nèi)部高速時(shí)鐘為基準(zhǔn)對(duì)方波信號(hào)的相鄰上升沿的間隔進(jìn)行計(jì)數(shù)，并根據(jù)計(jì)數(shù)值計(jì)算得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速值，處理核心將轉(zhuǎn)速值送至總線模塊處理后實(shí)現(xiàn)總線型式輸出，或?qū)⑥D(zhuǎn)速值經(jīng)dac器件進(jìn)行轉(zhuǎn)換后輸出相應(yīng)的4ma～20madc信號(hào)。

由本發(fā)明提供的信號(hào)處理方法將可處理的轉(zhuǎn)速信號(hào)按其峰值大小分為三種類別，分別為微小轉(zhuǎn)速信號(hào)(峰值范圍為10mv～99mv)、小轉(zhuǎn)速信號(hào)(峰值范圍為100mv～999mv)和常規(guī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(峰值范圍為1v～10v)，根據(jù)經(jīng)放大處理后輸出的轉(zhuǎn)速信號(hào)峰值范圍在1v～10v之內(nèi)，對(duì)上述轉(zhuǎn)速信號(hào)分別進(jìn)行100倍、10倍和1倍的放大處理。

額定轉(zhuǎn)速下，a、b、c三種轉(zhuǎn)速信號(hào)的峰值分別為25mv、500mv和6.5v，分別對(duì)應(yīng)微小轉(zhuǎn)速信號(hào)、小轉(zhuǎn)速信號(hào)和常規(guī)轉(zhuǎn)速信號(hào)。

a轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)過(guò)保護(hù)電路后送濾波電路處理，濾波采用帶寬濾波的方式，濾去工作帶寬以外頻率的脈沖波形，特別是高頻轉(zhuǎn)速信號(hào)，經(jīng)濾波的信號(hào)送轉(zhuǎn)速脈沖分類電路進(jìn)行處理，a轉(zhuǎn)速信號(hào)需進(jìn)行100倍放大處理，分類電路向處理核心(采用fpga芯片)發(fā)送二進(jìn)制信號(hào)11(代表需放大100倍)，處理核心向增益控制電路發(fā)出二進(jìn)制信號(hào)11，增益控制電路分別向第一級(jí)和第二級(jí)放大電路分別發(fā)送二進(jìn)制信號(hào)10，即每級(jí)放大電路放大10倍，經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大后，轉(zhuǎn)速信號(hào)峰值范圍轉(zhuǎn)變?yōu)?.5v，在規(guī)定的范圍內(nèi)，信號(hào)放大過(guò)程結(jié)束。放大后的信號(hào)送整形電路轉(zhuǎn)變?yōu)閱螛O性方波信號(hào)再送fpga進(jìn)行處理，fpga以內(nèi)部高速時(shí)鐘脈沖作為基準(zhǔn)對(duì)方波信號(hào)的相鄰上升沿的間隔進(jìn)行計(jì)數(shù)，為確保測(cè)量精度時(shí)鐘脈沖設(shè)置為5mhz。fpga根據(jù)時(shí)鐘脈沖的計(jì)數(shù)值與時(shí)鐘脈沖頻率計(jì)算得到轉(zhuǎn)速值，為防止計(jì)算轉(zhuǎn)速值的超限，還需要進(jìn)行預(yù)設(shè)高、低限值對(duì)轉(zhuǎn)速值進(jìn)行限值處理。fpga將得到的轉(zhuǎn)速值放入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的緩存區(qū)域后通過(guò)總線模塊向外發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)，fpga將轉(zhuǎn)速值轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制信號(hào)并通過(guò)spi總線傳輸至dac電路并由其進(jìn)行轉(zhuǎn)換后輸出相應(yīng)的4ma～20madc信號(hào)。

b、c轉(zhuǎn)速信號(hào)與a轉(zhuǎn)速信號(hào)類似，區(qū)別之處在于，信號(hào)送轉(zhuǎn)速脈沖分類電路后，由于b轉(zhuǎn)速信號(hào)需進(jìn)行10倍放大處理，分類電路向fpga輸出發(fā)送二進(jìn)制信號(hào)10，處理核心向增益控制電路發(fā)出二進(jìn)制信號(hào)10，增益控制電路分別向第一級(jí)和第二級(jí)放大電路分別發(fā)送二進(jìn)制信號(hào)10和01，即第一級(jí)放大電路放大10倍，第二級(jí)放大電路放大1倍，經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大后，轉(zhuǎn)速信號(hào)峰值范圍轉(zhuǎn)變?yōu)?.0v。c轉(zhuǎn)速信號(hào)峰值范圍已經(jīng)在1v～10v的范圍內(nèi)，不需要進(jìn)行放大或放大1倍即可，分離電路向fpga輸出發(fā)送二進(jìn)制信號(hào)01，處理核心向增益控制電路發(fā)出二進(jìn)制信號(hào)01，增益控制電路分別向第一級(jí)和第二級(jí)放大電路分別發(fā)送二進(jìn)制信號(hào)01和01，即第一、二級(jí)放大電路均放大1倍，經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大后，轉(zhuǎn)速信號(hào)峰值范圍不變。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。