[实用新型]用于反应堆堆外核测量系统的微电流处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及反应堆堆外核测量，尤其涉及反应堆堆外核测量系统中间量程的微电流处理。

背景技术

堆外核测仪表系统（RPN）是利用分布于反应堆压力容器外的一系列中子探测器连续监测反应堆功率、功率变化率和功率的轴向分布，是直接关系到反应堆安全的重要系统之一。反应堆从启动到满功率运行，其核功率的动态变化范围达到11数量级，具体说从额定功率10^－9%～200%，使用一种探测器和电路是满足不了要求的。因此，常规的核仪表系统采用三种不同的量程的8个独立测量通道来测量反应堆功率：即2个源量程通道、2个中间量程通道和4个功率量程通道。它们各自配备性能各异和测量范围不同的探测器。其中，中间量程的灵敏度也较高，其测量档位跨越9个数量级，对应的微电流信号为10^－3～101^－11A，对此，现有技术中，正在运行的压水堆核电站堆外核测量系统中，中间量程微电流放大器都是采用对数放大器实现，这种放大电路设计工艺复杂，对数放大器通常都是利用晶体二极管的PN结电压（固态电子器件）是结电流的对数函数，用它作为放大电路的负载或反馈元件可以使放大器具有对数幅度特性。使用这种方法电路虽然原理简单，但通常只能达到小于50分贝的输入动态范围，而且放大器的频带受PN结电容的限制，不能太宽，同时利用这种晶体二极管对数特性的工艺线路调理工艺比较复杂，在实现过程中的成功率相对较低。

综上，急需一种可解决上述问题的反应堆堆外核测量系统的微电流处理装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种应堆堆外核测量系统微电流处理装置，利用线性放大器原理实现应堆堆外核测量系统微电流信号的放大，工艺简单、线性度好、精度高。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于反应堆堆外核测量系统的微电流处理装置，包括线性放大电路，所述线性放大电路与反应堆堆外核测量系统中间量程的补偿电离室探测器相连，并将所述补偿电离室探测器检测到的微电流信号转换为输出电压，所述线性放大电路为反相闭环放大电路，所述反相闭环放大电路之运算放大器的输入阻抗为10¹⁴Ω以上，偏置电流为1pA以下。

由于反应堆堆外核测量系统检测的微电流很小，其中补偿电离室探测器提供的微电流最低达到10^－11A（相当于信号源输出阻抗达到100GΩ），故现有的线性放大器很难检测到如此小的电流，本实用新型所述线性放大电路之运算放大器的输入阻抗为10¹⁴Ω以上，偏置电流为1pA以下，使得本实用新型所述线性放大电路的主放大器具有极高的输入阻抗和极低的偏置电流，可用于检测反应堆堆外核测量系统输出的微电流信号(10^－3～101^－11A跨越9个量级)。故，与现有技术相比，本实用新型使用线性放大电路处理反应堆堆外核测量系统输出的微电流信号，不但工艺简单，且线性度好、精度高。

较佳地，所述线性放大电路的反馈回路上并联有调整电路，所述调整电路包括变阻器和模拟开关，所述模拟开关与所述变阻器相连并依据所述微电流信号的电流档位调节所述变阻器的阻值，且所述模拟开关的漏电电流为1pA以下。该方案中，所述模拟开关依据反应堆堆外核测量系统输出的微电流信号的不同档位匹配不同的变阻器阻值，量程切换简单，响应时间快。

具体地，所述变阻器为高性能瓷釉高阻。

具体地，所述变阻器上并联有可变电容器，所述模拟开关依据反应堆堆外核测量系统的响应时间调节所述可变电容器的电容值。所述可变电容器有效提高了整个电路的抗干扰能力。更具体地，所述可变电容器为聚四氟乙烯电容，使得所述可变电容器的绝缘电阻高。

具体地，所述线性放大电路还包括电位转移电路，所述电位转移电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻串接于所述反馈回路上并位于所述反馈回路之反馈电阻的输入端和运算放大器的输出端之间，所述第二电阻连接于所述反馈电阻的输入端和地之间。所述电位转移电路通过电位转移，有效降低了在最低档时变阻器所需的阻值。

更具体地，所述变阻器的最高阻值为10GΩ，所述反馈回路之反馈电阻的阻值为1GΩ，所述第一电阻为9KΩ，所述第二电阻为1KΩ。该方案使得最低档时，该档位等效反馈电阻扩大了十倍。

具体地，所述模拟开关为高速模拟开关MAX338。

较佳地，所述线性放大电路的反馈回路上并联有反馈电容。