[发明专利]一种高温气冷堆用一回路气体湿度测量电路

说明书

本发明公开了一种高温气冷堆用一回路气体湿度测量电路，包括依次连接的传感器单元、初级采样电路、次级信号变换电路；传感器单元设于高温气冷堆一回路氦气采样室内，初级采样电路对传感器单元进行传感器激励和信号采集，在标准湿度测试环境下获得传感器单元的输出电压信号的等露点曲线，通过等露点曲线计算出低湿和高湿范围湿度计算传递函数；次级信号变换电路利用湿度计算传递数学模型，通过线性变换以及利用湿度与温度之间的相关性，实现对湿度测量值的温度修正；并经过第二屏蔽电缆与远端反应堆保护系统相连。本发明高采用纯硬件方式，电路中不包括可编程器件和数字处理器，不需要进行软件编程和VV验证，具有较好实施效果。

技术领域

本发明涉及高温气冷堆用一回路气体湿度测量技术领域，具体涉及一种高温气冷堆用一回路气体湿度测量电路。

背景技术

高温气冷堆是属于固有安全性的第四代先进性反应堆，中国在该堆型的研究和工程建设领域处于世界领先地位。高温气冷堆采用氦气作为一回路冷却剂，反应堆在役运行时需要对氦气的湿度实时测量，湿度测量信号转换成满足工业仪表接口的4～20mA电流信号，远传至反应堆保护系统。

在高温气冷堆正常运行时，一回路氦气气体中水分含量很低，低于-40℃dp，当发生管道破口事故或其他严重事故导致液态水或水汽进入一回路系统时，一回路氦气湿度将快速增大至湿度报警值或保护定值，触发湿度超限报警或反应堆保护停堆。氦气湿度测量电路的测量量程涵盖了低湿度测量范围和高湿度测量范围。气象和其他工业环境湿度测量电路或湿度测量装置只用于某单一湿度范围湿度测量，且当前市场上的湿度仪表采用单片机或微控制器作为湿度采样数据处理单元，采用软件编程方式计算湿度值并通过存储器预存参数对湿度测量结果进行修正。应用于高温气冷堆一回路湿度测量的湿度仪表属于安全级仪表，市场上全部的湿度仪表均未进行软件的VV认证，工业级湿度测量设备生产厂家因商业机密和研发成本考虑，湿度测量仪表的内嵌软件和温度修正算法以及代码对使用者或核电厂业主方均为非开源的，使用者无法开展仪表软件认证和安全等级认证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的高温气冷堆核电站用一回路气体湿度测量通常采用软件编程方式计算湿度值并通过存储器预存参数对湿度测量结果进行修正，浪费软件的第三方验证时间和鉴定费用，存在不符合核电厂用安全级仪表的要求缺陷。本发明目的在于提供一种高温气冷堆用一回路气体湿度测量电路，本发明方案提供的电路，适用高温气冷堆核电站用一回路的气体湿度测量，电路测量覆盖低湿测量范围和高湿测量范围，测量电路采用全硬件方式实现对温度和湿度传感器信号的采样和变换；且针对湿度传感器在使用过程中存在的温度偏移，提供了一种温度偏移的修正方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种高温气冷堆用一回路气体湿度测量电路，包括：传感器单元、初级采样电路、次级信号变换电路，所述初级采样电路与传感器单元之间，初级采样电路与次级信号变换电路之间，以及次级信号变换电路信号输出均通过满足安全级仪表使用要求的带屏蔽层的信号电缆连接；

所述传感器单元设置于高温气冷堆一回路氦气采样室内，且与氦气直接接触，所述传感器单元连接至初级采样电路的输入端，所述初级采样电路的输出电压信号通过第一屏蔽电缆连接次级信号变换电路，所述初级采样电路对传感器单元进行传感器激励和信号采集，在标准湿度测试环境下获得传感器单元(即湿度传感器和温度传感器)的输出电压信号的等露点曲线，通过等露点曲线计算出低湿和高湿范围湿度计算传递函数；所述次级信号变换电路利用所述湿度计算传递数学模型，通过线性变换以及利用湿度与温度之间的相关性，实现对湿度测量值的温度修正；经过修正后输出电流信号，经过第二屏蔽电缆与远端反应堆保护系统相连。