专利名称：核电站主螺栓中心孔超声检测的水位控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水位控制装置，特别是一种核电站主螺栓中心孔超声检测的水位控制装置，属核工程检测装置。
背景技术：
核电站现场压力容器主螺栓长期在高温高压辐照环境下工作，易疲劳损伤，按规范要求应是必检部件。一般采用对主螺栓中心孔进行超声检测，检测时耦合剂为去离子水。由于主螺栓是核部件，故检测用的水属污染源。因此，在检测过程中，如何控制水位平稳变化，确保耦合效果，同时避免水位溢出污染环境，这是有关行业关注并研发的课题。如在对主螺栓中心孔进行超声检测时，由于超声检测探头需要根据检测需要反复运动，造成水位变化。如果不对水位进行控制，在导杆上升过程中，会造成水位不能跟上探头高度，影响检测信号。反之在导杆下降过程中会使水位迅速溢出螺栓中心孔，会污染环境，同时如导杆上下运动会带来水位的快速波动，会造成气泡，影响检测效果。而目前针对超声检测的水位处理通常是用手动加水，即据目视和时间估计，确定是否加水，这样会降低检测工作效率，容易产生气泡等不足。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能对水位进行自动控制检测精度高、效率高的核电站主螺栓中心孔超声检测用的水位控制装置。本实用新型是这样实现的它包括控制柜、含导杆编码器的现场设备、串口RS232、485总线、连接端子A、连接端子B，所述的控制柜是由工控机、485接口卡、I/O控制器、阀驱动电路构成的，所述的现场设备还包括由水箱、供水泵、给水阀、泄水阀、压力传感器、信号采集模块构成的；其中所述的工控机的引脚1、2、3，经所述串口 RS232与所述I/O控制器的引脚13、12、11相连接，工控机的引脚4、5经所述485总线与所述信号采集模块的引脚2、I相连接，工控机的引脚6、7分别接5V电源及接地，所述485接口卡是插入在所述工控机的槽内；所述I/O控制器的引脚I接24V电源，引脚2接地，引脚3、4、5、6经所述连接端子B分别与所述导杆编码器的引脚4、3、2、1相连接，引脚7、8、9分别与所述阀驱动电路的引脚1、3、5相接，引脚10接地，所述阀驱动电路的引脚2、4、6都接地，引脚7、8、9、10、11、12经所述连接端子A分别与所述水箱中的所述供水泵、所述给水阀、所述泄水阀相连接，弓丨脚13、14接220V电源；所述压力传感器的引脚I与所述信号采集模块的引脚3相接，引脚3接地，引脚2接24V电源；所述信号采集模块的引脚4、5接24V电源，引脚6接地。由于本实用新型的水位控制装置是采用了上述的结构，故可以实现主螺栓中心孔超声检测的水位自动控制，实现了水位实时跟踪探头高度变化，避免手动加水造成的人为估计或操作失误，造成现场水污染或检测信号不理想等。同时，水位及探头高度显示直观，可以在操作界面上实时观察到当前水位和探头高度，操作方便，并可提供相应的监控预警功能。该装置不但可用于核电站螺栓中心孔超声检测的水位控制，也可用于类似情况下的水位控制。

图1为本实用新型的结构方框图图2为本实用新型电连接图图1中1.控制柜 2.工控机 3. 485接口卡 4. I/O控制器 5.阀驱动电路
6.现场设备7.水箱8.供水泵9.给水阀10.泄水阀11.压力传感器12.信号采集模块13.导杆编码器
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。如图I所示，控制柜I是由工控机2、485接口卡3、1/0控制器4、阀驱动电路5构成的。现场设备6是由水箱7、供水泵8、给水阀9、泄水阀10、压力传感器11、信号采集模块12、导杆编码器13构成的。工控机2是通过串口 RS232连接到I/O控制器4，其输出的I/O信号经阀驱动电路5连接到现场设备6中相应的供水泵8、给水阀9、泄水阀10、压力传感器11安装在水箱7的底部，其输出信号连接到信号采集模块12，信号采集模块12将通过485总线输送给插入在工控机2槽内的485接口卡3，导杆编码器13的信号连接到I/O控制器4。工控机2上运行水位控制程序；即通过485接口卡3不断实时获取现场设备6中传递来的水位信息，通过导杆编码器13获取当前探头(图中没有标出)高度信息，计算得到期望水位。根据当前水位和期望水位的偏差，偏差的变化量，采用适合的算法对相应的给水阀9、泄水阀10、供水泵8的高速开关频率进行调节，并将控制信号通过串口 RS232输送到I/O控制器4，I/O控制器将I/O点的输出状态传输给阀驱动电路5，经放大后进而驱动相应的供水泵8、给水阀9、泄水阀10的动作。图2为本实用新型水位控制装置的电子线路连接图。如图2所示，工控机2的引脚1、2、3经串口 RS232与I/O控制器4的引脚13、12、11相连接，工控机2的引脚4、5经485总线与信号采集模块12的引脚2、I相接，工控机2的引脚6、7分别接5V电源及接地；485接口卡3是插入在工控机2的槽内，I/O控制器4的引脚1、2分别接24V电源及接地，引脚3、4、5、6经连接端子B分别与导杆编码器13的引脚4、3、2、1相连接，引脚7、8、9分别与阀驱动电路5的引脚1、3、5相接，引脚10接地；阀驱动电路5的引脚2、4、6均分别接地，引脚
7、8、9、10、11、12经连接端子A分别与水箱7中的供水泵8、给水阀9、泄水阀10相连接，压力传感器11的引脚I与信号采集模块12的引脚3相接，引脚3接地，引脚2接24V电源；信号采集模块12的引脚4、5接24V电源，引脚6接地。参照图I-图2，本实用新型的水位控制装置工作过程是先将导杆编码器安装在导杆(图中没有标出)上，即导杆编码器13、压力传感器11安装在水箱7的底部。然后布置控制柜I、水箱7、供水泵8、给水阀9、泄水阀10等。连接控制拒I和现场设备6中的压力传感器11，信号采集模块12、导杆编码器13的线缆连接，并连接供水、供电及信号线缆，确认无误后，启动自动控制系统，并进行导杆编码器13的零点标定，配置控制参数。在配置完毕后，启动控制柜I和现场设备6的485总线通信。装置准备好后，启动控制柜I内的工控机2的相应程序，接收来自导杆编码器13的导杆位置信息及来自水箱7底部压力传感器11的水位高度信息，将其在界面上以图形仿真界面显示。同时，控制程序根据导杆信息和水位信息，计算水位偏差和偏差变化量，通过一定的运算规则，计算出相应的输出量，进而控制I/o点的高速切换，控制供水泵8、给水阀9、泄水阀10的开关频率，使水位相应变化。同样，新的水位信息会及时更新到工控机2的程序，由此形成水位闭环控制，实现水位高度的 实时跟踪，这样就达到了主螺栓中心孔超声检测时水位的自动控制，提高了检测效率和精度。
权利要求1. 一种核电站主螺栓中心孔超声检测的水位控制装置，包括控制柜(I)、含导杆编码器(13)的现场设备(6)、串RS232、485总线、连接端子A、连接端子B，其特征在于所述的控制柜⑴是由工控机⑵、485接口卡(3)、1/0控制器(4)、阀驱动电路(5)构成的，所述的现场设备(6)还包括由水箱(7)、供水泵⑶、给水阀(9)、泄水阀(10)、压力传感器(11)、信号采集模块(12)构成的；其中所述的工控机(2)的引脚1、2、3，经所述串口 RS232与所述I/O控制器(4)的引脚13、12、11相连接，工控机(2)的引脚4、5经所述485总线与所述信号采集模块(12)的引脚2、I相连接，工控机(2)的引脚6、7分别接5V电源及接地，所述485接口卡⑶是插入在所述工控机⑵的槽内；所述I/O控制器(4)的引脚I接24V电源，引脚2接地，引脚3、4、5、6经所述连接端子B分别与所述导杆编码器(13)的引脚4、3、2、1相连接，引脚7、8、9分别与所述阀驱动电路(5)的引脚I、3、5相接，引脚10接地，所述阀驱动电路(5)的引脚2、4、6都接地，引脚7、8、9、10、11、12经所述连接端子A分别与所述水箱(7)中的所述供水泵(8)、所述给水阀(9)、所述泄水阀(10)相连接，引脚13、14接220V电源；所述压力传感器(11)的引脚I与所述信号采集模块(12)的引脚3相接，引脚3接地，引脚2接24V电源；所述信号采集模块(12)的引脚4、5接24V电源，引脚6接地。
专利摘要本实用新型涉及一种核电站主螺栓中心孔检测的水位控制装置，包括由工控机、I/O控制器、阀驱动电路等构成的控制柜及由水箱、供水泵、给水阀、泄水阀、压力传感器、信号采集模块、导杆编码器等构成的现场设备，485总线、二连接端子、串口RS232，其中工控机经串口RS232、485总线分别与I/O控制器、信号采集模块相连接，I/O控制器的输出端与阀驱动电路相接还经连接端子与导杆编码器相接，阀驱动电路的输出端经另一连接端子分别与供水泵、给水阀、泄水阀相接，压力传感器的输出端与信号采集模块相接，本实用新型的水位控制装置能实现检测自动化，提高工作效率，适用核电站的主螺栓中心孔的超声检测及其他检测的水位控制。
文档编号G01N29/22GK202421902SQ201120308868
公开日2012年9月5日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者严智, 刘呈则, 孙茂荣, 张宝军, 未永飞, 赵晓敏 申请人:国核电站运行服务技术有限公司