Устройство для обнаружения течи

(51)5 С 01 И 3 24 САНИЕ .ИЗОБРЕТ И РС УСТРОЙСТВО ДЬЯ ОБНАРУЖЕНЙЯ(57)ваниюакустния -в 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское свидетельство СССРОф 1254854, кл. С 01 И 3/24, 1988,зобретение относится к исследои анализу объектов, излучеацихческую энергию.Цель изобретеповьппение помехоустойчивости1552032 и достоверности обнаружения течи впарогенераторах атомных реакторовпутем поддержания заданного среднегозначения информативного параметра.Устройство содержит блок 1 управления,блок 2 акустических преобразователей,блок 3 коммутации, блок 4 усиления,Фильтрации и формирования, блок 5определения корреляционной функции и 10Связанного с ней информативного параметра, блок 6 Формирования сигналатревоги и блок 7 сигнализации тревоги.Блок 5 определения корреляционной функции и связанного с ней информативного параметра, блок 6 Формирования Изобретение относится к области исследования и анализа объектов, излучающих акустическую энергию, и может быть использовано для обнаружеНия аварийного состояния труб пароге Нераторов атомных реакторов с жиДкометаллическим теплоносителем, возни 1 ающего при течи воды в натрий.Целью изобретения является повыШение помехоустойчивости и достоверНости обнаружения течи путем поддержания заданного среднего значения Информативного параметра.На фиг, 1 приведена структурная схема устройства для обнаружения течи; на фиг. 2 - структурная схема бло 35 ка определения корреляционной функции и связанного с ней информативного параметра.Устройство для обнаружения течи содержит блок 1 управления, последовательно соединенные блок 2 акустических преобразователей, блок 3 коммутации, блок 4 усиления, Фильтрации и Формирования, блок 5 определения кор реляционной Функции и связанного с ней информативного параметра, блок 6 Формирования сигнала тревоги и блок 7 сигнализации тревоги,Блок 5 определения корреляционной Функции и связанного с ней информативного параметра содержит последовательно соединенные блок 8 Формирования знакового сигнала, узел 9 дискретизации по времени, второй вход которого55 соединен с первым выходом блока 1 управления, и регистр 10 сдвига, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 1 управления, первый 11 сигнала тревоги и блок 7 сигнализациитревоги. Блок 5 определения корреляционной Функции и связанного с нейинформативного параметра содержитблок Формирования знакового сигнала,узел дискретизации по времени регистрсдвига, блоки сравнения знаков, блокопределения направления счета, реверсивные счетчики, мультиплексоры, узлы сравнения, дешифратор, элементы И,элементы ИЛИ, триггер и узел задержки, Устройство обеспечивает коррекциюзначений временных сдвигов, используемых для определения информативногопараметра. 2 ил. и второй 12 блоки сравнения знаков,первые входы которых соединены с первым выходом регистра 10 сдвига, блок13 определения направления счета,первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого 11 и второго 12 блоков сравнениязнаков, и первый реверсивный счетчик14, первый ивторой входы которого соединены соответственно с первым ивторым выходами блока 13 определениянаправления счета, третий вход которого соединен с третьим выходом блока 1 управления, первый мультиплексор 15, первый, второй, третий ичетвертый входы которого соединенысоответственно с вторым, третьим,четвертым и пятым выходами регистра 10 сдвига, а выход - с вторым входомпервого блока 11 сравнения знаков,второй мультиплексор 16 первый, второй, третий.и четвертый входы которого .соединены соответственно с шестым,седьмым, восьмым и девятым выходамирегистра 10 сдвига, а выход - с вторым входом второго блока 12 сравнения знаков, первый 17 и второй 18узлы сравнения, первые входы которыхявляются входами опорных значений информативного параметра, а вторыесоединены с выходом первого реверсивного счетчика 14, дешифратор 19, адресный вход которого соединен с восьмым выходом блока 1 управления, а управляющий вход - с девятым выходом блока 1 управления, первый 20 и второй 21 элементы И, первые входы которых соединены соответственно с выходами первого 17 и второго 18 узлов5 15520 сравнения, первый элемент ИЛИ 22, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого 17 и второго 18 узлов сравнения, первый 23, второй 24, третий 25, четвертый 27 и шестой 28 триггеры, информационные Д-входы которых соединены с выходом первого элемента ИЛИ 22, а С-входы синхронизации - соответствен но с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами дешифратора 19, узел 29 задержки, вход которого соединен с шестым выходом дешифратора 19, второй элемент ИЛИ 30, первый вход которого соединен с выходом узла 29 задержки, второй вход "Сброс" с девятым выходом блока 1 управления, а выход - с К-входами сброса триггеров 23-28, третий элемент И 3 1, пер вый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с выходами триггеров 23- 28, а выход - с вторыми входами первого 20 и второго 21 элементов И, второй 25 реверсивный счетчик 32, прямой и инверсный входы которого соединены соответственно с выходами первого 20и второго 21 элементов И,вход "Сброс" с девятым выходом блока 1 управления 30 и вторым входом второго элемента ИЛИ 30, а выход - соответственно с адресными входами первого 15 и второго 16 мультиплексоров. Устройство работает следуюЩим об 35 раэ Ом еАкустический шум парогенератора преобразовьвают в электрические сиг. налы с помощью акустических преобразователей блока 2, В блоке 3 коммутируют электрические сигналы высокочастотного спектра от акустических преобразователей и в блоке 4 усиливают и формируют их. В блоке 8 формируют знаковый сигнал, определяют значение знаковой автокорреляционной функции преобразованного в электрическиесигналы акустического шума в двух заданных точках и по ним определяют величину тангенса угла наклона знаковой автокорреляционной функции в блоке 5, сравнивают величину тангенса угла наклона знаковой автокорреляционной функции с заданными уставками в блоке 6 и при выходе контролируемого параметра за пределы уставок включают сигнализацию тревоги,в блоке 7 и делают вьвод о наличии течи. 32 6Блок определения корреляционнойфункции и связанного с ней информативного параметра работает следующимобразом.Сформированный блоком 8 знаковыйсигнал поступает в узел 9 дискретизации по времени, с выхода котороговыбором знакового сигнала с периодомТ, имеющим жестко фиксированную величину, поступает на вход регистра 10сдвига. На первые входы первого 11и второго 12 блоков сравнения знаковс первого выхода регистра 10 сдвигапоступает значение сдвига в точкеГ = 0 оси временных сдвигов. С выходов первого 15 и второго 16 мультиплексоров на вторые входы первого 11 и второго 12 блоков сравнения знаков поступают значения временных сдвиговавтокорреляционной функции в двух точках и используются для определения величины, пропорциональной тангенсу угла наклона знаковой автокорреляционной функции, Эта величина определяется с помощью блока 13 определения направления счета и первого реверсивного счетчика 14, с выхода которого, являющегося также выходом блока 5 определения корреляционной функции и связанного с ней информативного параметра, она поступает на вторые входы первого 17 и второго 18 узлов сравнения, на первые входы которых поступают опорные значения информативного параметра, которые задают пределы изменения этого параметра в номинальном режиме работы парогенератора. Коды опорных значений задаются с помощью подачи логических уровней "0" (потенциал Земли) и "1" (путем соединения через резистор с источником +5 В). Первым узлом 17 сравнения текущее значение информативного параметра сравнивается с нижним пределом. Если значение параметра становится меньше заданного значения нижнего предела, с выхода "Меньше" первого узла 17 сравнения, выполненного, например, на микросхемах серии 555 СП 1, поступает сигнал на первый, вход элемента И 20 и на первый вход элемента ИЛИ 22, вторым узлом 1.8 сравнения текущее значение информативного параметра сравнивается с верхним пределом. Если значение параметра становится больше заданного значения верхнего предела, с выхода "Больше" второго узла 18 сравнения на первый вход1552032 второго элемента И 21 и на второй вход первого элемента ИЛИ 22 поступает сигнал. При поступлении сигнала логической "1" на любой из входов5 первого элемента ИЛИ 22, указывающего На выход информативного параметра эа заданные пределы, с выхода первого элемента ИЛИ 22 поступает сигнал логической 1 на информативные входы 10 0-триггеров 23-28, которые устанавЛиваются в исходное состояние сигнаЛом "Сброс", поступающим. с девятого выхода блока 1 управления, В процессие последовательного опроса акусти ческих преобразователей на адресный Фод дешифратора 19 поступает сигнал с восьмого выхода блока 1 управления, который дешифрируется. С выходов дешифратора 19 на С-входы синхрониза ц 1 и триггеров 23-28 поступают последЬвательно во времени сигналы, разрешающие запись логической "1", поступающей на информативные входы 0-триггеров 23-28. Таким образом, на триггерах 23-28 йиксируется событие кой торое заключается в выходе за заданФе пределы текущего значения информативного параметра, которое определяется для каждого датчика в процессе циклического опроса акустических преобразователей. жить свидетельством реакции инйормативного параметра на кратковременные нестационарные изменения шумов парогенераторов, связанные с различными нестационарными технологическими помехами, В процессе последовательного опроса датчиков при появлении сигнала на шестом выходе дешифратора 19 этот сигнал, проходя через узел 29 задержки, поступает на первый вход второго элемента ИЛИ 30 и с его выхода на Е-входы сброса триггеров 23- 28, устанавливая их в исходное состо яние.Сигнал уровня логической "1", поступающий на вторые входы первого 20 и второго 21 элементов И, разрешает прохождение сигналов на их первые входы, Затем эти сигналы поступают с выходов первого 20 и второго 21элементов И соответственно на прямой и инверсный входы второго реверсивного счетчика 32, увеличивая или уменьшая его содержимое на единицу, В исходное состояние счетчик 32 устанавливается по сигналу "Сброс", поступающему на его вход с девятого выхода блока 1 управления. Код с выхода второго реверсивного счетчика 32 поступает на адресные входы первого 15 и второго 16 мультиплексоров.Адрес задает каналы мультиплексоров15 и 16. В зависимости от адреса наодин из входов мультиплексоров 15 и16 поступают с регистра 10 сдвига ипроходят на выходы мультиплексоров15 и 16 соответствующие значения задержки, которые обеспечивают при определении информативного параметратакие его значения, которые не выходят за заданные пределы при любыхрежимах работы парогенератора.Предлагаемое устройство обеспечивает возможность обнаружения нестационарных изменений шумов парогенератора при изменении их режимов работы, приводящих к уменьшению или увеличению мощности шума и изменениюформы спектра и наклона начальногоучастка знаковой автокорреляционнойфункции, а также позволяет ввестикорреляцию значений временных сдвигов, используемых для определенияинформативного параметра. Формула изобретения На дешифратор 19 подаются адреса датчиков, одинаковым образом реагирующих на нестационарные изменения режнмов парогенератора, сопровождающихся уменьшением или увеличением уровня шумов, приводящим к изменению йормы спектра, а следовательно, к изменению наклона начального участка корреляционной функции и изменению информативного параметра, зависящего от корреляционной функции. Если при прохождении цикла опроса всех датчиков на всех триггерах 23-28 зафиксирован выход информативного параметра за заданНые для номинального режима работы парогенератора пределы, это означает, что режим реботы парогенератора изменился. При этом на входы третьего элемента И 31 с выходов триггеров 23-28 поступают сигналы уровня логической "1", а с выхода третьего элемента И 31 на вторые входы первого 2055 и второго 21 элементов И поступает сигнал логической 1. Если в состояние логической "1" установлены не все триггеры 23-28, то это может слуУстройство для обнаружения течи,содержащее блок управления, последо5 10 15 30 35 40 45 9 155вательно соединенные блок акустических преобразователей, блок коммутации, блок усиления, фильтрации и формирования, блок определения корреляционной функции и связанного с ней ийформативного параметра, включающий соединенные последовательно блок формирования знакового сигнала, узел дискретизации по времени, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, и регистр сдвига, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, первый и второй блоки сравнения знаков, первые входы которых соединены с первым выходом регистра сдвига, блок определения направления счета, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков сравнения знаков, и первый реверсивньп счетчик, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока определения йаправления счета, а третин вход которого соединен с третьим. выходом блока управления, блок формирования сигнала тревоги, входы которого соединены с чет. вертым, пятым, шестым и седьмым выходами блока управления, и блок сигнализации тревоги, а второй вход блока коммутации соединен с седьмым выходом блока управления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и достоверности, блок определения корреляционной функции и связанного с ней информативного параметра включает первый и второй мультиплексоры, первый и второй узлы сравнения, дешифратор, первый, второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой триггеры, узел задержки и второй реверсивный счетчик, причем, первый, второй, третий и четвертый входы первого мультиплексора соединены соответственно с вторым, третьим, чет 2032 10 вертым и пятым выходами регистра сдвига, первый, второй, третий и четвертый входы второго мультиплексора соединены соответственно с шестым, седьмымвосьмым и девятым выходами ре-;гистра сдвига, выходы первого и второго мультиплексоров соединены соответственно с вторыми входами первого ивторого блоков сравнения знаков, аадресные входы соединены с выходомвторого реверсивного счетчика, первыевходы первого и второго узлов сравнения являются входами опорных значенийинформативного параметра, а вторыевходы соединены с выходом первого реверсивного счетчика, выход первогоузла. сравнения соединен с первымивходами первого элемента И и первого элемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с выходом второго узла сравнения и первым входом второго элемента И, адресный вход дешифратора соединен с восьмым выходом блока управления, управляющий вход дешифраторасоединен с девятым выходом блока управления, а первый, второй, третий,четвертый, пятый и шестой выходысоединены соответственно с входами синхронизации первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестоготриггеров, информационные входы которых соединены с выходом первого элемента ИЛИ, входы сброса соединены свыходом второго элемента ИЛИ, а выоды соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами третьего элемента И, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединенысоответственно с прямым и инверснымвходами второго реверсивного счетчика, вход сброса которого соединен сдесятым выходом блока управления ивторым входом второго элемента ИЛИ,первый вход которого соединен с выходомузла задержки, вход которогосоединен с шестым выходом дешифратора.1552032 Составитель В. ЧерТехред А. Кравчук е орректо едактор А. Шандо 42 исн раж тельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин изводственн ЗакаэВНИИПИ осударственного комитета и 113035, Москва, Жиэобретениям и открытиям при ГКНТ ССС Раушская наб., д, 4/5