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2-55 反应堆控制棒速度测量系统项伟灵 蒋治国反应性加入速度是影响反应堆安全的一个重要参数。在反应堆运行中，通过插入和抽出控制棒来添加和减小反应性，在控制棒的反应性经过刻度后，就可以通过测量控制棒的运动速度得到反应性的变化速度。为此研制了控制棒行进速度测量系统。 控制棒在驱动装置的驱动下进行变速直线运动，为了得到控制棒在运动过程中的变化曲线，把测速装置直接安装在控制棒上。测速装置根据实际测速要求等距离分成 60个测速点，实现在线测量两点之间的运动时间。由于各段行程距离是确定的，因而可得到行程S与时间t的关系。而控制棒加入速度v是行程S对时间t的导数。对S进行导数计算便可以拟合出控制棒行程内任一点的速度。行程均分点越多，计算结果更接近于真实值。 光敏三极管和红外发光二极管组成传感器固定在控制棒上。定尺是固定不动的机械结构，等距离开孔，中间开有槽可让传感器在其内部滑过。当控制棒快速运动时，带动光电传感器，感应定尺上开孔处的光而产生脉冲信号。此信号经同步触发单元整形和电平转换，并启动单片机测速系统和其它测试仪器。控制与测量单元则采用AT89C51作为主控制器，外加62256（RAM）和24C04（E2PROM）扩展器作为辅助。利用单片机外部中断和计时器功能，采集控制棒从起始位置到终止位置之间各等距离点处的脉冲信号，测量出脉冲间隔时间。然后在PC机采用Visual Basic软件建立PC机与单片机之间的RS- 232通信，实现数据的传送，并以网格形式在VB界面上显示时间数据。在MATLAB仿真软件中对时间数据与距离进行曲线拟合，仿真得到速度与时间的曲线图。
在实验室模拟反应堆控制棒的传动装置。定尺狭缝宽度为0.16mm，相邻两点间距为3mm。在各种驱动压力下测试，得到速度与时间曲线图见图1。从图1可看出，在相同驱动压力下，多次测试的速度曲线基本上相似；在不同压力下，速度曲线有明显的区别。 |
