用于中子注量率测量的对数放大电路温度补偿方法及装置

技术领域

本发明涉及中子注量率测量领域，更具体地说，它涉及用于中子注量率测量的对数放大电路温度补偿方法及装置。

背景技术

核测量系统用于反应堆中子注量率监测，包含一次仪表及二次仪表，一次仪表即探测器，测量中子信号并转换为与中子注量率成正比的电信号，二次仪表对电信号进行放大、处理。

现有的反应堆探测器输出电流信号十分微弱，且测量范围超过7个数量级，利用对数放大可实现大量程范围的压缩，完成宽动态范围电流的快速测量。但是目前的对数测量技术，由于测量原理和器件特性的原因，精度受温度变化影响较大，以设计温漂指标0.1％/℃为例，在5-60℃全温度范围内，偏差超过了4％。当前常用的温度补偿方式为模拟补偿法，即通过引入温敏电阻或将基本放大电路与温度感应电路共同送入模拟式的放大电路中，降低温度的影响，该方式后续调试工作相对复杂，并且对非线性的温度特性补偿较为困难。

随着技术的不断发展，各种核动力平台、AP1000、华龙一号等新型机组对核测量系统的精度提出了更高的要求。原有测量方式已无法满足项目需要。因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的用于中子注量率测量的对数放大电路温度补偿方法及装置是我们目前急需解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供用于中子注量率测量的对数放大电路温度补偿方法及装置，在不增加核测量系统电路复杂度的基础上，仅通过增加测温芯片及软件处理算法，进行对数放大电路的数字式温度补偿方法，该方法运用在中子注量率计算的放大电路中，达到精确测量下限低、范围宽、精度要求高的电流的效果，可有效抑制温度漂移的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，提供了用于中子注量率测量的对数放大电路温度补偿方法，包括以下步骤：

依据中子注量率系统中对数放大模块输出的电压信号随温度信号变化的模拟偏移情况拟合得到电压信号与温度信号之间的补偿函数；

将补偿函数置入中子注量率系统中的运算处理模块；

通过对数放大模块对输入信号进行放大处理，放大后的实际电压信号传输至运算处理模块；

通过温度测量电路测量对数放大模块中元器件所处环境的实际温度信号，并将实际温度信号传输至运算处理模块；

通过运算处理模块调用补偿函数和实际温度信号对实际电压信号进行补偿处理，得到补偿电压信号；

通过运算处理模块对补偿电压信号进行处理计算，得到中子注量率和变化周期。

进一步的，所述补偿函数以温度信号为横坐标、电压信号偏移量为纵坐标，并采用最小二乘法进行数据拟合得到。

进一步的，所述运算处理模块在软件中通过数字式的方法对采集到的对数电压进行补偿。

第二方面，提供了用于中子注量率测量的对数放大电路温度补偿装置，包括：

对数放大模块，用于对输入信号进行放大处理，放大后的实际电压信号传输至运算处理模块；

温度测量电路，用于测量对数放大模块中元器件所处环境的实际温度信号，并将实际温度信号传输至运算处理模块；

运算处理模块，用于调用电压信号与温度信号之间的补偿函数和实际温度信号对实际电压信号进行补偿处理后得到补偿电压信号，并对补偿电压信号进行处理计算后得到中子注量率和变化周期；

其中，补偿函数依据中子注量率系统中对数放大模块输出的电压信号随温度信号变化的模拟偏移情况拟合得到电，且补偿函数置入中子注量率系统中的运算处理模块。

进一步的，所述温度测量电路采用测温芯片。

进一步的，所述温度测量电路布置在对数放大模块所在电路板上。

进一步的，所述温度测量电路布置在距离对数放大模块中目标器件8mm-20mm范围内的区域。

进一步的，所述目标器件为对数放大模块中的温度敏感器件。

第三方面，提供了一种核测量系统，包括中子探测器和如第二方面任意一项所述的用于中子注量率测量的对数放大电路温度补偿装置。

进一步的，所述中子探测器输出信号范围为10

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提出的用于中子注量率测量的对数放大电路温度补偿技术，在不增加核测量系统电路复杂度的基础上，仅通过增加测温芯片及软件处理算法，进行对数放大电路的数字式温度补偿方法，该方法运用在中子注量率计算的放大电路中，达到精确测量下限低、范围宽、精度要求高的电流的效果，可有效抑制温度漂移的效果；

2、本发明在实际测量过程中，运算处理模块在软件中通过数字式的方法对采集到的对数电压进行补偿，经过拟合可获得较为精确的补偿。

3、本发明在中子探测器输出信号范围10

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是本发明实施例1中的流程图；

图2是本发明实施例2中的系统框图。

附图中标记及对应的零部件名称：

101、对数放大模块；102、运算处理模块；103、温度测量电路。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1：用于中子注量率测量的对数放大电路温度补偿方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1：依据中子注量率系统中对数放大模块101输出的电压信号随温度信号变化的模拟偏移情况拟合得到电压信号与温度信号之间的补偿函数；

S2：将补偿函数置入中子注量率系统中的运算处理模块102；

S3：通过对数放大模块101对输入信号进行放大处理，放大后的实际电压信号传输至运算处理模块102；

S4：通过温度测量电路103测量对数放大模块101中元器件所处环境的实际温度信号，并将实际温度信号传输至运算处理模块102；

S5：通过运算处理模块102调用补偿函数和实际温度信号对实际电压信号进行补偿处理，得到补偿电压信号；

S6：通过运算处理模块102对补偿电压信号进行处理计算，得到中子注量率和变化周期。

在本实施例中，对数放大模块101即为对数放大电路，可以采用对数放大芯片实现。

在本实施例中，补偿函数以温度信号为横坐标、电压信号偏移量为纵坐标，并采用最小二乘法进行数据拟合得到，也可采用其他线性拟合方法得到，在此不受限制。

在本实施例中，运算处理模块102在软件中通过数字式的方法对采集到的对数电压进行补偿。

本发明在不增加核测量系统电路复杂度的基础上，仅通过增加测温芯片及软件处理算法，进行对数放大电路的数字式温度补偿方法，该方法运用在中子注量率计算的放大电路中，达到精确测量下限低、范围宽、精度要求高的电流的效果，可有效抑制温度漂移的效果。

实施例2：用于中子注量率测量的对数放大电路温度补偿装置，如图2所示，包括对数放大模块101、运算处理模块102和温度测量电路103，对数放大模块101和运算处理模块102可直接选择中子注量率系统中的已有配置。

其中，对数放大模块101，用于对输入信号进行放大处理，放大后的实际电压信号传输至运算处理模块102；温度测量电路103，用于测量对数放大模块101中元器件所处环境的实际温度信号，并将实际温度信号传输至运算处理模块102；运算处理模块102，用于调用电压信号与温度信号之间的补偿函数和实际温度信号对实际电压信号进行补偿处理后得到补偿电压信号，并对补偿电压信号进行处理计算后得到中子注量率和变化周期。

需要说明的是，补偿函数依据中子注量率系统中对数放大模块101输出的电压信号随温度信号变化的模拟偏移情况拟合得到电，且补偿函数置入中子注量率系统中的运算处理模块102。

在本实施例中，温度测量电路103可以采用测温芯片实现，测温芯片应放置于对数放大芯片附近，可根据具体设计进行调整，也可设置两片或多片测温芯片进行温度平均。

例如，温度测量电路103布置在对数放大模块101所在电路板上，且温度测量电路103布置在距离对数放大模块101中目标器件8mm-20mm范围内的区域。

一般情况下，目标器件为对数放大模块101中的温度敏感器件。

需要说明的是，用于中子注量率测量的对数放大电路温度补偿装置可以应用于核测量系统，通过与输出信号范围为10

工作原理：本发明利用核测量系统中已有的对数放大模块101及运算处理模块102，在对数放大模块101中受温度影响较大的主要元器件背面或附近放置一片或多片测温芯片，测量附近的电路板温度，将温度信息发送至运算处理模块102。通过项目的温度试验可得出对数放大插件输出的电压信号随温度的偏移情况，拟合出电压信号与温度的补偿关系，合并于运算处理模块102的软件中。在实际测量过程中，运算处理模块102在软件中通过数字式的方法对采集到的对数电压进行补偿，该方法除测温芯片外无需增加多余电路，简化了补偿设计，并且经过拟合可获得较为精确的补偿。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。