低频微弱信号高精度检测研究

复杂环境下高精度检测低频微弱信号非常重要,本文针对目前低频微弱信号检测系统精度低、检测方法繁琐、仪器价格昂贵等问题,设计了一种用于500 Hz以下、幅值为0.01 nA或者mV级低频微弱信号高精度检测系统.对实际环境中低频微弱信号测量的噪声源及抗干扰措施进行了理论分析;其根据低频微弱信号特点和抗干扰措施设计了一种低频微弱信号高精度检测系统;最后,通过调试实验和人体脉搏信号测试验证了检测系统的性能.测试结果表明,该检测系统能够实现500 Hz以下、幅值为0.01 nA或者mV级的低频微弱信号检测,检测误差低于0.5%;人体脉搏信号检测输出信噪比为（60±2） dB,均方根误差小于5×10-4,信号细节特征信息完整.由此得出,该检测系统具有精度高、抗干扰性强、稳定性好、实用性强、操作简单、价格低廉等特点.      

密度核反馈条件下低压自然循环两相流动稳定性实验

为了研究核供热反应堆主回路自然循环两相流动稳定性，考证了具有密度－核反馈耦合条件下两相流动的热工水力学行为。在热工实验回路ＨＲＴＬ－５中引入了反应堆中子动力学模拟系统。以实测冷却剂密度作为其输入参数，以中子动力学模拟系统的功率输出通过ＨＰ－３８５２５控制器对系统电加热功率进行实时控制，实验研究了不同工况条件下自然循环两相流动的稳定性。研究结果表明，核反馈耦合条件下系统中出现很低欠热度不稳定性区，反馈系数大小、测量系统和元件动态响应特性对自然循环两相流动稳定性有重要影响。     

微弱光信号检测电路的设计

针对微弱光信号检测电路的噪声问题,通过建立硅光二极管等效电路模型,分析了检测电路的特性及影响电路性能的关键因素,为电路的设计提供了理论基础。以硅光二极管为光电检测器件,设计了微弱光信号检测电路。经实验测试,检测电路可有效地对微弱光信号进行检测,并具有良好的低噪声特性。     

基于差分Poincaré映射的间歇混沌信号判别方法

针对混沌振子微弱信号检测中间歇混沌信号难以判别的问题,利用混沌系统的参数敏感特性,提出一种差分Poincar6映射判别方法,实现强噪声干扰下输出间歇混沌信号的判别.该方法选取周期激励幅值具有微小差异的两个混沌振子的Poincaré映射进行差值运算,利用周期状态下输出信号收敛,而混沌状态下输出信号分离的特点,降低了噪声对周期区域的影响,使可检测输入信号的信噪比达到了-87 dB.实验表明,在时域或Poincaré映射已经无法进行分辨的情况下,该方法仍然实现了检测系统输出间歇混沌信号的有效判别.     

频率信号实时测量的新途径

应用计算机进行实时测量,将待测频率信号视作模拟信号读入计算机内存,然后根据计算机指令执行的周期、采样点数以及脉冲幅值的变化特点,计算出频率信号的周期.运用这种方法对涡轮流量计输出的信号进行测量,由输出信号计算出对应的流量.这种方法不需要较繁的硬件电路转换,大大改善了涡轮流量计的测量性能.     

基于电压/频率转换的极简交流电压测量方法

为解决现有交流电压幅值测量方法中对模数转换器性能要求高、硬件电路复杂的问题,采用电压/频率 转换器将交流电压幅度信息调制成数字频率信号,通过分析数字频率信号,可计算出调制前的交流电压幅值。 推导出变换周期内电压/频率转换器的输出频率与输入交流电压幅值的数学关系; 在此基础上设计出仅含有电 压/频率转换芯片和一片双运放的交流电压幅值检测电路。实验结果表明,该方法正确,电路设计合理有效。 该方法利用数字频率信号易积分特性,将每个测试值均用于计算待测信号的幅度,提高了测试数据的利用率, 且简洁的电路设计提高了测量的稳定性。     

高选择性便携式正交锁相放大器研制

针对商用锁相放大器或虚拟锁相放大器体积较大、 价格昂贵, 无法集成在便携式设备中的问题, 利用信号相干检测原理, 设计并研制了一种基于ARM7的便携式正交锁相放大器, 包括两路参考信号相互正交的相敏检波器。为验证各电路功能, 详细测量了各模块的输出信号波形。利用信号发生器模拟产生待测信号, 对两路相敏检波器的输入输出关系做了标定, 并重点对所研制锁相放大器的性能做了测试和表征, 包括量程、 均值误差、 选频特性和检测下限等。实验结果显示, 系统测量下限小于等于5 mV, 检测范围为5~3 000 mV, 均值误差绝对值小于等于10 mV, 满度测量误差小于等于1%, 待测信号允许带宽0~50 kHz, 3 dB频带宽度小于1 Hz, 达到了便携式仪器的测量要求。     

宁德核电站1号机组堆芯吊篮的梁型振动特性

核电站反应堆堆芯吊篮的振动在一定范围内是允许的;但其异常振动可能会导致故障甚至事故的发生。掌握核电站堆芯吊篮振动特性能够对核电站的安全运行提供保障。运用中子噪声分析技术,对宁德核电站1号机组多个燃料循环周期内的堆外中子噪声信号的自功率谱、互功率谱和相干、相位进行了分析,得到了吊篮梁型振动频率和中子噪声信号峰功率均方根值变化趋势。对核电站堆芯吊篮梁型振动特性的研究成果,为堆芯吊篮早期故障诊断奠定了基础。     

LCD定标器中输入格式测量的设计实现

从LCD(液晶显示器)显示系统中定标器的输入视频信号和定标器工作参数入手,分析和确定需要测量的输入控制信号极性、输入信号周期特性和输入信号有效区域特性等参数．提出用计数器标定各输入信号间时序关系的测量构思和原理,实现输入格式测量的目的．在实现测量的过程中,设置寄存器保存各标定时刻点计数器的值,根据各时刻点的对应关系得到测量结果．该设计可以快速准确地测量输入信号格式,满足定标器稳定工作的需要．     

宁德核电站1号机组堆芯吊篮梁型振动特性研究

核电站反应堆堆芯吊篮的振动在一定范围内是允许的;但其异常振动可能会导致故障甚至事故的发生。掌握核电站堆芯吊篮振动特性能够对核电站的安全运行提供保障。运用中子噪声分析技术,对宁德核电站1号机组多个燃料循环周期内的堆外中子噪声信号的自功率谱、互功率谱和相干、相位进行了分析,得到了吊篮梁型振动频率和中子噪声信号峰功率均方根值变化趋势。对核电站堆芯吊篮梁型振动特性的研究成果,为堆芯吊篮早期故障诊断奠定了基础。     

中子通量测量系统可靠性

核电堆芯中子通量测量系统是对核反应堆进行中子通量实时精准测量的专用工具,其可靠性对核反应堆的运行也有重要影响.针对中子通量测量系统多状态的特点,提出一种将Markov模型和GO法结合的方法.首先通过Markov状态空间法对中子通量测量系统的可靠性进行分析建模,求得系统处于各个运行状态下的概率,然后根据系统原理构建GO图,用GO法实现了多状态下的中子通量测量系统可靠性分析.最后以某核电站中子通量测量系统为算例,验证了该方法,为中子通量测量系统可靠性的分析提供了有效的手段.     

反应堆保护系统紧急停堆响应时间测试分析

反应堆保护系统的响应时间是核电厂安全级数字化仪表控制系统的关键性能指标.为确保核电厂的安全,提高反应堆保护系统响应时间测量准确性和快速性,通过对反应堆保护系统各大数据处理环节的特点,构建了反应堆保护系统紧急停堆响应时间测试平台,采用自动测试装置对响应时间测试方法进行分析总结,并提出了优化反应堆保护系统紧急停堆响应时间的...     

DPF脉冲中子源中子产额的活化测量研究

活化测量是等离子体焦点 (DPF)中子源的窄脉冲、高注量率中子辐射产额的有效测量方法。为提高活化探测器的测量精度 ,采用了散射中子的屏蔽措施。详细讨论了探测器的标定方法 ,用饱和照射后截止的方法 ,在加速器中子源上给出了 3个探测距离下的标定曲线和标定系数。对标定中的物理问题 ,如探测器死时间对其测量范围的影响、银的两种衰变对标定结果的影响等进行了分析。估计了主要测量误差 ,并提出了实际使用中对散射中子影响的处理方法     

基于Labview的RGL电源柜测量测试系统

RGL是核电站压水堆（PWR）中的重要系统,用于驱动控制棒提升或下插以实现核反应堆的中子平衡,保证核反应稳定、安全的运行．本文重点介绍了以Labview为核心的RGL电源柜测量测试系统的设计方案,工作原理,系统设计和功能调试．     

不同热管工质对热管冷却反应堆堆芯物理参数的影响与分析

热管冷却反应堆采用非能动传热技术,热响应速度快,可避免堆芯单点失效,具有功率密度大、寿命长、环境适应性强、工作性能稳定等特点,是目前空间核反应堆研究的热点。本文基于清华大学开发的反应堆蒙特卡洛中子输运程序RMC (Reactor Monte Carlo code),以美国爱荷华国家实验室(Idaho National Laboratory, INL)设计的热管冷却反应堆INL Design A为研究对象,选取3种热管工质开展热管冷却反应堆堆芯物理计算。计算结果表明：锂热管工质不仅拥有很好的热物性参数,并且使用锂热管工质的热管冷却反应堆缓发中子有效份额最大、中子能谱较硬、燃耗反应性损失最小、增殖性能最佳,有利于热管冷却反应堆堆芯小型化与长寿命。因此,推荐锂为热管冷却反应堆的热管工质。     

基于卷积模型的核信号仿真

NaI(Tl)探测器因具有探测效率高和成本低等优点,常被用于核辐射能谱测量和核辐射监管等领域．由于实验条件等的限制,研究人员往往较难获取理想的实验核信号,虽然可以借助探测器的仿真信号来实现研究目的,但是常规的探测器单指数或双指数模型和实际采集到的核信号模型存在一定的差异,需要一种更为精准的数学模型对探测器输出信号进行描述．我们通过对探测器信号形成过程分析,将探测器视为线性时不变系统,探测器各个部分响应的总卷积即为输出的核信号模型．本文建立的探测器输出信号卷积模型,结合实测伽玛源的幅度分布规律和相邻脉冲时间间隔分布规律,可以提供更精确的NaI(Tl)探测器输出信号,以便用于伽玛能谱测量算法研究;通过调节脉冲间隔时间大小,可以仿真不同计数下探测器输出信号的堆积情形,以便用于堆积信号还原算法研究．经过与伽玛辐射源的对比测试,该仿真信号与真实探测器输出信号一致,既避免了研究人员接触放射源,提高辐射防护安全性,又为开展数字化核信号处理算法研究及能谱算法研究提供了极大的便利性．     

核电站安全壳内~(18)F输运模拟研究

为提高核电站安全壳内一回路管道破损泄漏出的中子活化产物~(18)F浓度的测量精度,利用数值模拟方法,初步研究了一回路中子活化产物~(18)F泄漏后在安全壳内的传输机理,获得了~(18)F随时间变化在安全壳内浓度分布云图、速度云图,在取样点体积浓度随时间变化情况。数值模拟结果表明:在反应堆本体发生泄漏900 s后,安全壳内~(18)F扩散趋于稳定,达到动态平衡状态;~(18)F在安全壳内浓度分布呈现分层特点,上层空间浓度高于下部空间;不同监测区域~(18)F体积浓度存在差别,据此有助于~(18)F辐射监测仪器获取准确度更高的一回路泄漏率。     

某导航终端芯片传导敏感度测试研究

对某导航终端导航芯片进行了传导敏感度测试研究。通过电流注入探头把连续波干扰信号耦合到电源端口,然后观测信号输出管脚的时域信号及导航分析软件的分析结果来判定导航芯片是否敏感。通过对电流注入探头进行S参数校准分析精确得出注入到电源端口的干扰信号幅值。通过该测试方法得到芯片电源端口10 k Hz~400 MHz的敏感度曲线。通过研究发现敏感度曲线与电源端口和信号输出端口的插入损耗趋势一致,验证了测试结果与校准方法的正确性。该测试的扩展不确定度小于CISPR规定值,该测试方法可为导航芯片级传导敏感度测试中出现的敏感现象提供判定依据。     

一种基于FPGA的开关信号可靠传输实现方法

提出了一种在自动控制系统中,利用大规模逻辑器件实现开关信号可靠传输的硬件实现方法。对开关信号进行直接编码,采用3个连续出现的大码距字节表示开关信号的一个状态,编码后的信号利用电信网的数字中继线路传输。解码时只有在收到3个连续编码字节后才输出相应信号值,其他情况维持不变以排除线路误码、故障造成的误动作,保证传输的可靠性。给出了总体实现方案、编码方案及编码、解码的实现方法,并给出了详细的状态机转移图。仿真结果表明,达到了预期的设计目标。实现方法具有纯硬件实现、不需软件参与、时延固定、具有较高的系统可靠性等特点。