一种基于fpga的反应堆冷却剂泵转速测量方法
【专利摘要】本发明涉及本发明属于核电【技术领域】，具体公开了一种基于FPGA的反应堆冷却剂泵转速测量方法。将冷却剂泵的转速传感器信号瞬态电压抑制和静电保护，然后整形为单极性方波信号，进行低通滤波之后光电隔离；以FPGA内部高速时钟脉冲频率作为基准，确定高速时钟脉冲信号的脉冲计数值，再得到反应堆冷却剂泵转速值，限值处理之后转换成数字信号，经高速数字隔离芯片后输出至电流型DAC器件；通过FPGA内部的高速时钟脉冲进行冷却机泵转速的初步计算，使得测量精度较现有方法得到很大提高；同时利用FPGA的纯硬件特性，相比传统软件处理，其可靠性更高。
【专利说明】-种基于FPGA的反应堆冷却剂泵转速测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于核电【技术领域】，具体涉及一种冷却剂泵转速测量方法。
【背景技术】
[0002] 在现有的转速测量方法中，目前，国内二代核电厂反应堆冷却剂泵转速测量均采 用法国Ansaldo公司产品，以8051系列微控制器为核心，辅以PLD扩展电路，定值比较采用 拨盘设定。多年的运行表明Ansalodo公司产品存在以下问题：采用8051型微控制器作为 核心，存在软件跑飞的潜在可能；定值设定为机械拨盘设定，可靠性较差且易被人误改动； 转速输出采用模拟量隔离，精度低、时漂大；本发明正是为提高反应堆冷却泵转速测量可靠 性和测量精度而设计的一种转速测量方法。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种能够提高反应堆冷却泵转速测量可靠性和测量精度 的基于FPGA的反应堆冷却剂泵转速测量方法。
[0004] 实现本发明的技术方案如下：
[0005] -种基于FPGA的反应堆冷却剂泵转速测量方法，其特征在于，该方法包括如下步 骤：
[0006] 1)将冷却剂泵的转速传感器信号瞬态电压抑制和静电保护；
[0007] 2)将经过步骤1处理后的不规则的传感器信号整形为单极性方波信号；
[0008] 3 )将单极性方波信号进行低通滤波；
[0009] 4)滤波后的信号经光电隔离；
[0010] 5)以FPGA内部高速时钟脉冲频率f作为基准，确定高速时钟脉冲信号的脉冲计数 值n;
[0011] 6)FPGA根据上述脉冲计数值n与高速时钟脉冲频率f计算得到反应堆冷却剂泵 转速值s，利用下式
【权利要求】
1. 一种基于FPGA的反应堆冷却剂泵转速测量方法，其特征在于，该方法包括如下步 骤： 1) 将冷却剂泵的转速传感器信号瞬态电压抑制和静电保护； 2) 将经过步骤1处理后的不规则的传感器信号整形为单极性方波信号； 3) 将单极性方波信号进行低通滤波； 4) 滤波后的信号经光电隔离； 5) 以FPGA内部高速时钟脉冲频率f作为基准，确定高速时钟脉冲信号的脉冲计数值 n ； 6. FPGA根据上述脉冲计数值n与高速时钟脉冲频率f?计算得到反应堆冷却剂泵转速 值s，利用下式
7) 对转速值s进行限值处理； 8) 将经过限值处理的转速值s转换成与模拟输出DAC器件对应的二进制码，通过FPGA 的SPI 口输出形成数字信号； 9) 上述SPI 口输出的数字信号经高速数字隔离芯片后输出，输出后的数字信号与FPGA 实现隔离； 10) 实现隔离之后的数字信号输送至电流型DAC器件直接输出4mA?20mADC信号。
2. 如权利要求1所述的一种基于FPGA的反应堆冷却剂泵转速测量方法，其特征在于： 所述的步骤5) FPGA内部高速时钟脉冲频率f为IMHz或者2MHz，以FPGA内部高速时钟脉 冲频率f?作为基准，对预处理后的方波信号的相邻上升沿之间的间隔时间进行上述的高速 时钟脉冲计数，从而得到高速时钟脉冲信号的脉冲计数值n。
3. 如权利要求1所述的一种基于FPGA的反应堆冷却剂泵转速测量方法，其特征在于， 所述步骤7)限值处理的方法为： 当n大于Ii1时，强制限定s为0 ; 当Ii1 > n > nQ，强制限定s为IOOrpm ; 当 f 为 lMHz，n。= 5X105，ni = 2X106 ; 当 f 为 2MHz，n。= IXKAn1 = 4X106。
4. 如权利要求1所述的一种基于FPGA的反应堆冷却剂泵转速测量方法，其特征在于： 所述步骤9)中高速数字隔离芯片为AD公司生产的ADuml401。
【文档编号】G01P3/481GK104330582SQ201310307117
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2013年7月22日
【发明者】吕鑫, 朱毖微, 赵阳, 郑嵩华, 李小芬, 李红霞, 陈静, 朱加良, 苟拓, 刘艳阳, 李文平 申请人:中国核动力研究设计院