Устройство сигнализации о возникновении кипения теплоносителя

И ЕТ И ВИДЕТЕЛ ЪСТВУ К АВТО РСКО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Одесский политехнический институт (72) В.Т.Роговский и Г,Пор(56) Ягичазап 6.3. Неуч Ятатзтса 1 еавгез зепзЮче то зосцпч Ьоп 9 позеОАппаз оЮ Ицсеаг Епегцу. 1990, 17, ЬЬ 3. Р. 135,Авторское свидетельство СССР М 351038, кл. Г 22 О 1/14, 1970.(54) УСТРОЙСТВО СИГНАЛИЗАЦИИ О ВОЗНИКНОВЕНИИ КИПЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ(57) Использование; в теплоэнергетических установках различного назначения, в частИзобретение относится. к области энергетики и предназначено для использования в теплознергетических установках различного назначения, в частности в тех, в которых используется жидкий однофаэный теплоноситель (вода под давлением, жидкий металл и т,п.) и по условиям эксплуатации кипение последнего недопустимо.Цель изобретения - повышение надежности теплоэнергетической установки,На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит акустический датчик 1, усилитель 2, полосовые фильтры 3 (й шт.), первые блоки 4 определения дисперсии (й шт.), блоки 5 выделения переменной составляющей сигнала(И шт.), вторые блоки 6 определения дисперсии (й шт.), сумматор 7 и блок 8 сигнализации,ности в тех, в которых используется жидкий однофазный теплоноситель (вода под давлением, жидкий металл и т,п.) и по условиям эксплуатации кипение посЛеднего недопустимо. Сущность изобретения: устройство содержит акустический датчик, подсоединенный к входу усилителя, выход которого подключен к цепочкам, состоящим иэ последовательно включенных фильтра, первого блока определения дисперсии, блока выделения переменной составляющей сигнала и второго блока определения дисперсии, которые подсоединены к входам сумматора, выход которогосоединен с блоком сигнализации. 1 ил. В заявленном устройстве акустический датчик 1, например, пьезоэлектрический устанавливают в непосредственной близости от места прекращения контакта теплоносителя тепловыделяющей поверхностью таким образом, чтобы названный датчик мог воспринимать акустический шум, распространяющийся втеплоносителе(например, на выходе парогенерирующего канала), Акустический датчик 1 подключен к входу усилителя 20, выход которого соединен с входами полосовых фильтров 3, имеющих одинаковые по ширине полосы пропускания Лй де Ь Г - диапазон частот, анализируемпредлагаемым устройством,Границы полос пропускания этих фильтров выбраны таким образом, чтобы был заполнен весь диапазон частот ЬР. Диапазон Ь Е определяется видом теплоносителя в энергетической установке. Так, для водяного теплоносителя Ь Г - это звуковые частоты, а для жидкого натрия - ультразвуковые частоты (15.80 кГц).Выход каждого из И полосовых фильтров 3 соединен с входом соответствующего блока 4 определения дисперсии. Выход каждого из Ы блоков 4 подключен к входу соответствующего блока 5 выделения переменной составляющей сигнала. Выход каждого из М блоков 5 соединен с входом соответствующего блока 6 определения дисперсии, Выход всех Ы блоков 6 подключены к соответствующим входам сумматора 7, имеющего М входов и один выход, соединенный с входом блока 8 сигнализации,Все 2 Й блоков определения дисперсии (блоки 4 и 6) являются однотипными и представляютт собой последовательное соединение квадратора и интегратора. Все К блоков 5 выделения переменной составляющей 25 сигнала также являются однотипными.Предлагаемое устройство работает следующим образом. Электрический сигнал с выхода акустического датчика 1 после усиления (в усилителе 2) поступает на входы М 30 полосовых Фильтров 3, которые фильтруют сигнал в смежных частотных полосах, разбивая диапазон Ь Г на И равных по величине Ь 1 поос, Сигналы с выходов фильтров 3 поступают на входы соответствующих бло ков 4 определения дисперсии. На выходе каждого иэ блоков 4 действует электрическое напряжение, пропорциональное мгновенному значению 3 площади какого-то 1-го участка, на которые разбивается вся пло щадь под кривой спектральной плотности мощности выходного сигнала датчика 1. Или, другими словами, на выходе каждого блока 4 действует электрическое напряжение, пропорциональное значению диспер сии выходного сигнала датчика 1 в соответствующей полосе частот. Электрические сигналы с выходов блоков 4 поступают на входы соответствующих блоков 5, на выходе каждого из которых действует электри ческое напряжение, пропорциональное только переменной составляющей сигнала, поступающего на вход этого блока 5. Электрические сигналы с выходов блоков 5 поступают на входы соответствующих блоков 6, идентичных блокам 4, На выходе каждого из блоков 6 действует электрическое напряжение, пропорциональное дисперсии выходного сигнала соответствующего блока 4,т,е. дисперсии случайной величины Яь тождественно равной соответствующему элементу Сл главной диагонали ковариационной матрицы, построенной для случайных величин Я( = 1 И), Электрические сигналы с выходов блоков 6 поступают на соответствующие входы сумматора 7, на выходе которого действует напряжение, пропорциональное следу Тг ковариационной матрицы. Указанное напряжение подают на вход блока 8 сигнализации. В блоке 8 происходит сравнение текущей величины входного сигнала с пороговым значением, Величину порога срабатывания блока 8 рассчитывают заранее, до ввода в эксплуатацию предлагаемого устройства. Для этого производят измерения акустического шума, распространяющегося в теплоносителе, когда кипения последнего заведомо нет. После срабатывания порогового устройства, входящего в состав блока 8, последний подает соответствующие сигналы оператору либо посылает их в систему автоматизированного технологического контроля и управления. Срабатывание указанного порогового устройства означает, что зарегистрировано локальное кипение теплоносителя.Усилитель 2, полосовые фильтры 3, интеграторы, входящие в состав блоков 4 и 6, блоки 5 и сумматор 7 могут быть реализованы на основе операционных усилителей в интегральном исполнении, например, 140 УДОА.Блоки 5 в простейшем случае могут представлять собой разделительные ВС-цепочки, а квадраторы, входящие в состав блоков 4 и 6 могут быть реализованы на основе балансных модуляторов в интегральном исполнении, например, 1 МА 401.Устройство выгодно отличается от прототипа тем, что позволяет осуществлять надежную сигнализацию о возникновении локального кипения теплоносителя. В предлагаемом устройстве акустический контроль осуществляется на основе определения такового информативного признака (след ковариацонной матрицы случайных величин 3), который характеризует качественное отличие в целом частотного спектра шума, распространяющегося в теплоносителе без наличия локального кипения, от частотного спектра шума, регистрируемого после возникновения локального кипения. Повышение надежности сигнализации о возникновении локального кипения повышает надежность теплоэнергетической установки в целом,1813974 оставитель В, Роговскийхред М, Моргентал Корректор С, Ю актор А, Рожко 1822 Тираж ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 За роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. од, ул.Гагарина, 1 формула изобретения Устройство сигнализации о возникновении кипения теплоносителя, содержащее акустический датчик, соединенный с усилителем, выход которого подсоединен к полосовому Фильтру, подключенному к входу блока определения дисперсии, выполненного в виде последовательно соединенных квадратора и интегратора, и блок сигнализации.отличающееся тем,что,сцелью повышения надежности, оно содержит блок выделения переменной составляющей сигнала, второй блок определения дисперсии, . сумматор, имеющий й входов и один выход, и йцепочек из последовательно соединенных полосового фильтра, первого блока5 определения дисперсии, блока выделения переменной составляющей сигнала и второго блока определения дисперсии, причем входы цепочек подключены к выходу усилителя, выходы вторых блоков определения10 дисперсии подключены к входам сумматора, а выход сумматора подключен к блоку сигнализации,