專利名稱：核電站主螺栓中心孔超聲檢測的水位控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水位控制裝置，特別是一種核電站主螺栓中心孔超聲檢測的水位控制裝置，屬核工程檢測裝置。
背景技術：
核電站現(xiàn)場壓力容器主螺栓長期在高溫高壓輻照環(huán)境下工作，易疲勞損傷，按規(guī)范要求應是必檢部件。一般采用對主螺栓中心孔進行超聲檢測，檢測時耦合劑為去離子水。由于主螺栓是核部件，故檢測用的水屬污染源。因此，在檢測過程中，如何控制水位平穩(wěn)變化，確保耦合效果，同時避免水位溢出污染環(huán)境，這是有關行業(yè)關注并研發(fā)的課題。如在對主螺栓中心孔進行超聲檢測時，由于超聲檢測探頭需要根據(jù)檢測需要反復運動，造成水位變化。如果不對水位進行控制，在導桿上升過程中，會造成水位不能跟上探頭高度，影響檢測信號。反之在導桿下降過程中會使水位迅速溢出螺栓中心孔，會污染環(huán)境，同時如導桿上下運動會帶來水位的快速波動，會造成氣泡，影響檢測效果。而目前針對超聲檢測的水位處理通常是用手動加水，即據(jù)目視和時間估計，確定是否加水，這樣會降低檢測工作效率，容易產(chǎn)生氣泡等不足。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能對水位進行自動控制檢測精度高、效率高的核電站主螺栓中心孔超聲檢測用的水位控制裝置。本實用新型是這樣實現(xiàn)的它包括控制柜、含導桿編碼器的現(xiàn)場設備、串口RS232、485總線、連接端子A、連接端子B，所述的控制柜是由工控機、485接口卡、I/O控制器、閥驅動電路構成的，所述的現(xiàn)場設備還包括由水箱、供水泵、給水閥、泄水閥、壓力傳感器、信號采集模塊構成的；其中所述的工控機的引腳1、2、3，經(jīng)所述串口 RS232與所述I/O控制器的引腳13、12、11相連接，工控機的引腳4、5經(jīng)所述485總線與所述信號采集模塊的引腳2、I相連接，工控機的引腳6、7分別接5V電源及接地，所述485接口卡是插入在所述工控機的槽內(nèi)；所述I/O控制器的引腳I接24V電源，引腳2接地，引腳3、4、5、6經(jīng)所述連接端子B分別與所述導桿編碼器的引腳4、3、2、1相連接，引腳7、8、9分別與所述閥驅動電路的引腳1、3、5相接，引腳10接地，所述閥驅動電路的引腳2、4、6都接地，引腳7、8、9、10、11、12經(jīng)所述連接端子A分別與所述水箱中的所述供水泵、所述給水閥、所述泄水閥相連接，弓丨腳13、14接220V電源；所述壓力傳感器的引腳I與所述信號采集模塊的引腳3相接，引腳3接地，引腳2接24V電源；所述信號采集模塊的引腳4、5接24V電源，引腳6接地。由于本實用新型的水位控制裝置是采用了上述的結構，故可以實現(xiàn)主螺栓中心孔超聲檢測的水位自動控制，實現(xiàn)了水位實時跟蹤探頭高度變化，避免手動加水造成的人為估計或操作失誤，造成現(xiàn)場水污染或檢測信號不理想等。同時，水位及探頭高度顯示直觀，可以在操作界面上實時觀察到當前水位和探頭高度，操作方便，并可提供相應的監(jiān)控預警功能。該裝置不但可用于核電站螺栓中心孔超聲檢測的水位控制，也可用于類似情況下的水位控制。

圖1為本實用新型的結構方框圖圖2為本實用新型電連接圖圖1中1.控制柜 2.工控機 3. 485接口卡 4. I/O控制器 5.閥驅動電路
6.現(xiàn)場設備7.水箱8.供水泵9.給水閥10.泄水閥11.壓力傳感器12.信號采集模塊13.導桿編碼器
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖I所示，控制柜I是由工控機2、485接口卡3、1/0控制器4、閥驅動電路5構成的?，F(xiàn)場設備6是由水箱7、供水泵8、給水閥9、泄水閥10、壓力傳感器11、信號采集模塊12、導桿編碼器13構成的。工控機2是通過串口 RS232連接到I/O控制器4，其輸出的I/O信號經(jīng)閥驅動電路5連接到現(xiàn)場設備6中相應的供水泵8、給水閥9、泄水閥10、壓力傳感器11安裝在水箱7的底部，其輸出信號連接到信號采集模塊12，信號采集模塊12將通過485總線輸送給插入在工控機2槽內(nèi)的485接口卡3，導桿編碼器13的信號連接到I/O控制器4。工控機2上運行水位控制程序；即通過485接口卡3不斷實時獲取現(xiàn)場設備6中傳遞來的水位信息，通過導桿編碼器13獲取當前探頭(圖中沒有標出)高度信息，計算得到期望水位。根據(jù)當前水位和期望水位的偏差，偏差的變化量，采用適合的算法對相應的給水閥9、泄水閥10、供水泵8的高速開關頻率進行調(diào)節(jié)，并將控制信號通過串口 RS232輸送到I/O控制器4，I/O控制器將I/O點的輸出狀態(tài)傳輸給閥驅動電路5，經(jīng)放大后進而驅動相應的供水泵8、給水閥9、泄水閥10的動作。圖2為本實用新型水位控制裝置的電子線路連接圖。如圖2所示，工控機2的引腳1、2、3經(jīng)串口 RS232與I/O控制器4的引腳13、12、11相連接，工控機2的引腳4、5經(jīng)485總線與信號采集模塊12的引腳2、I相接，工控機2的引腳6、7分別接5V電源及接地；485接口卡3是插入在工控機2的槽內(nèi)，I/O控制器4的引腳1、2分別接24V電源及接地，引腳3、4、5、6經(jīng)連接端子B分別與導桿編碼器13的引腳4、3、2、1相連接，引腳7、8、9分別與閥驅動電路5的引腳1、3、5相接，引腳10接地；閥驅動電路5的引腳2、4、6均分別接地，引腳
7、8、9、10、11、12經(jīng)連接端子A分別與水箱7中的供水泵8、給水閥9、泄水閥10相連接，壓力傳感器11的引腳I與信號采集模塊12的引腳3相接，引腳3接地，引腳2接24V電源；信號采集模塊12的引腳4、5接24V電源，引腳6接地。參照圖I-圖2，本實用新型的水位控制裝置工作過程是先將導桿編碼器安裝在導桿(圖中沒有標出)上，即導桿編碼器13、壓力傳感器11安裝在水箱7的底部。然后布置控制柜I、水箱7、供水泵8、給水閥9、泄水閥10等。連接控制拒I和現(xiàn)場設備6中的壓力傳感器11，信號采集模塊12、導桿編碼器13的線纜連接，并連接供水、供電及信號線纜，確認無誤后，啟動自動控制系統(tǒng)，并進行導桿編碼器13的零點標定，配置控制參數(shù)。在配置完畢后，啟動控制柜I和現(xiàn)場設備6的485總線通信。裝置準備好后，啟動控制柜I內(nèi)的工控機2的相應程序，接收來自導桿編碼器13的導桿位置信息及來自水箱7底部壓力傳感器11的水位高度信息，將其在界面上以圖形仿真界面顯示。同時，控制程序根據(jù)導桿信息和水位信息，計算水位偏差和偏差變化量，通過一定的運算規(guī)則，計算出相應的輸出量，進而控制I/o點的高速切換，控制供水泵8、給水閥9、泄水閥10的開關頻率，使水位相應變化。同樣，新的水位信息會及時更新到工控機2的程序，由此形成水位閉環(huán)控制，實現(xiàn)水位高度的 實時跟蹤，這樣就達到了主螺栓中心孔超聲檢測時水位的自動控制，提高了檢測效率和精度。
權利要求1. 一種核電站主螺栓中心孔超聲檢測的水位控制裝置，包括控制柜(I)、含導桿編碼器(13)的現(xiàn)場設備(6)、串RS232、485總線、連接端子A、連接端子B，其特征在于所述的控制柜⑴是由工控機⑵、485接口卡(3)、1/0控制器(4)、閥驅動電路(5)構成的，所述的現(xiàn)場設備(6)還包括由水箱(7)、供水泵⑶、給水閥(9)、泄水閥(10)、壓力傳感器(11)、信號采集模塊(12)構成的；其中所述的工控機(2)的引腳1、2、3，經(jīng)所述串口 RS232與所述I/O控制器(4)的引腳13、12、11相連接，工控機(2)的引腳4、5經(jīng)所述485總線與所述信號采集模塊(12)的引腳2、I相連接，工控機(2)的引腳6、7分別接5V電源及接地，所述485接口卡⑶是插入在所述工控機⑵的槽內(nèi)；所述I/O控制器(4)的引腳I接24V電源，引腳2接地，引腳3、4、5、6經(jīng)所述連接端子B分別與所述導桿編碼器(13)的引腳4、3、2、1相連接，引腳7、8、9分別與所述閥驅動電路(5)的引腳I、3、5相接，引腳10接地，所述閥驅動電路(5)的引腳2、4、6都接地，引腳7、8、9、10、11、12經(jīng)所述連接端子A分別與所述水箱(7)中的所述供水泵(8)、所述給水閥(9)、所述泄水閥(10)相連接，引腳13、14接220V電源；所述壓力傳感器(11)的引腳I與所述信號采集模塊(12)的引腳3相接，引腳3接地，引腳2接24V電源；所述信號采集模塊(12)的引腳4、5接24V電源，引腳6接地。
專利摘要本實用新型涉及一種核電站主螺栓中心孔檢測的水位控制裝置，包括由工控機、I/O控制器、閥驅動電路等構成的控制柜及由水箱、供水泵、給水閥、泄水閥、壓力傳感器、信號采集模塊、導桿編碼器等構成的現(xiàn)場設備，485總線、二連接端子、串口RS232，其中工控機經(jīng)串口RS232、485總線分別與I/O控制器、信號采集模塊相連接，I/O控制器的輸出端與閥驅動電路相接還經(jīng)連接端子與導桿編碼器相接，閥驅動電路的輸出端經(jīng)另一連接端子分別與供水泵、給水閥、泄水閥相接，壓力傳感器的輸出端與信號采集模塊相接，本實用新型的水位控制裝置能實現(xiàn)檢測自動化，提高工作效率，適用核電站的主螺栓中心孔的超聲檢測及其他檢測的水位控制。
文檔編號G01N29/22GK202421902SQ201120308868
公開日2012年9月5日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權日2011年8月23日
發(fā)明者嚴智, 劉呈則, 孫茂榮, 張寶軍, 未永飛, 趙曉敏 申請人:國核電站運行服務技術有限公司