本发明核反应堆棒位探测技术领域，具体涉及一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量方法及系统。
背景技术：
使用控制棒进行反应堆反应性调节的核电站需要实时监测控制棒在堆芯中的位置，目前控制棒位置传感器(简称棒位探测器)通用的方法是利用电磁感应原理进行控制棒位置测量，该方法沿控制棒行程绕制不同类型的线圈：
(1)一种沿控制棒行程在棒位探测器上连续绕制，该种线圈可称为原边线圈，原边线圈一般用于输出电流给副边线圈提供励磁磁场；
(2)一种沿控制棒行程间隔一定间距绕制，该种线圈称为副边线圈，根据用途不同可细分为辅助线圈和测量线圈两种：
首尾两个副边线圈相互进行连接用于信号输出，可称为辅助线圈，辅助线圈一般用于原边线圈的电流调节；
除上述首尾两个副边线圈外，其他副边线圈，提供信号用于表征控制棒位置信息的线圈，可称为测量线圈，该种线圈一般分成若干组(如a、b、c、d、e五组)，同组线圈相互连接用于本组信号输出。根据控制棒所处位置不同，每组线圈可输出不同电压等级的信号，通过将该信号转换为高低电平信号可反应控制棒的位置信息。通过对不同组测量线圈的分组编码的形式即可获取控制棒在堆芯中的实际位置。
由于线圈间干扰、端部效应等因素，部分测量线圈存在高低电压转换不明显的问题，甚至存在当控制棒处于某组测量线圈应输出低电压的位置时，该组线圈的实际输出高于其转换节点的情况(该种情况输出信号所形成的波形一般可称为“葫芦波”)，使得棒位测量难度加大，棒位测量精度降低，难以满足棒位测量准确度要求。
技术实现要素：
为了克服现有棒位测量技术由于测量线圈间的干扰、端部效应等因素，部分测量线圈存在高低电压转换不明显的问题，从而导致棒位测量精度低的技术问题，本发明提供了一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量方法，该方法包括以下步骤：
获取辅助线圈的输出信号和测量线圈的输出信号；
对辅助线圈的输出信号进行调制，得到调制信号；
利用调制信号对测量线圈的输出信号进行校准，得到校准后的测量线圈信号；
将校准后的测量线圈信号与设定值比较，得到表征棒位信息的棒位测量信号。
本发明利用棒位探测器辅助线圈的输出信号对测量线圈输出信号进行修正，将辅助线圈输出进行调节后与测量线圈进行综合，得到修正后的测量线圈信号，修正后的测量线圈高低电平转换明显，“葫芦波”得到明显抑制/消除。
优选的，本发明的对辅助线圈的输出信号进行调制的具体过程为：
对辅助线圈进行第一比例调节，得到第一调制信号；
对辅助线圈进行第二比例调节和指数变换，得到第二调制信号；
由第一调制信号和第二调制信号合成得到调制信号。
优选的，本发明在对辅助线圈的输出信号进行调制之前还包括：
对辅助线圈的输出信号进行滤波处理。
优选的，本发明的对辅助线圈的输出信号进行滤波处理具体为对辅助线圈的输出信号进行低通滤波，以去除干扰信号或无效信号。
优选的，本发明的利用调制信号对测量线圈的输出信号进行校准的具体过程为：
将调制信号与测量线圈的输出信号进行综合运算，得到校准后的测量线圈信号。
另一方面，本发明还提出了一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量系统，该系统包括信号采集模块、调制模块、校准模块和比较模块；
其中，所述信号采集模块用于获取辅助线圈的输出信号和测量线圈的输出信号；
所述调制模块用于对辅助线圈的输出信号进行调制，得到调制信号；
所述校准模块用于利用调制信号对测量线圈的输出信号进行校准，得到校准后的测量线圈信号；
所述比较模块将校准后的测量线圈信号与设定值比较，得到表征棒位信息的棒位测量信号。
优选的，本发明的调制模块包括第一调节单元、第二调节单元、指数变换单元和合成单元；
所述第一调节单元对辅助线圈进行第一比例调节，得到第一调制信号；
所述第二调节单元用于对辅助线圈进行第二比例调节，所述指数变换单元用于对经第二调节模块比例调节之后的信号进行指数变换，得到第二调制信号；
所述合成单元用于将第一调制信号和第二调制信号合成得到调制信号。
优选的，本发明的系统还包括滤波模块；
所述滤波模块用于对辅助线圈的输出信号进行滤波处理，将滤波之后的信号送入调制模块进行调制处理。
优选的，本发明的滤波模块采用低通滤波器，用于去除辅助线圈的输出信号中的干扰信号或无效信号。
优选的，本发明的校准模块具体将调制信号与测量线圈的输出信号进行综合运算，得到校准后的测量线圈信号。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明利用辅助线圈进行测量线圈信号调理，从而抑制“葫芦波”的方法，能够明显的提升理论高电压的电压水平，同时降低理论低电压的电压水平，得到明显的高低电压拐点，进而降低棒位测量难度，提高棒位测量精度。
2、本发明可利用核电厂既有的棒位探测器，不涉及棒位探测器的更换，既可应用于新建核电站，也可应用于在役核电站。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的方法流程示意图。
图2为本发明的系统原理框图。
图3为未利用辅助线圈进行校准的棒位测量结果。
图4为利用辅助线圈进行校准的棒位测量结果。
具体实施方式
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本发明的各种实施例中，表述“或”或“a或/和b中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“a或b”或“a或/和b中的至少一个”可包括a、可包括b或可包括a和b二者。
在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
相较于现有棒位测量技术，存在由于棒位测量线圈间干扰、端部效应等因素，部分测量线圈存在高低电压转换不明显的问题，从而导致棒位测量精度低，无法满足棒位测量的精度要求的技术问题，本实施例提出了一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量方法，本实施例的测量方法利用控制棒位置变化/不同对辅助线圈和测量线圈均具有影响，将辅助线圈的输出用于测量线圈偏高的低电压输出的抑制/降低，以获得明显的高低电压转换关系，从而得到清晰的棒位测量拐点。
如图1所示，本实施例的测量方法包括以下步骤：
(1)获取辅助线圈的输出信号和测量线圈的输出信号。
(2)对辅助线圈的输出信号进行低通滤波处理，用以去除辅助线圈的输出信号中的无效信号和干扰信号。
(3)对辅助线圈的输出信号进行调制，得到调制信号。
具体的，本实施例的对辅助线圈的输出信号进行调制的具体过程为：
对辅助线圈进行第一比例调节，得到第一调制信号；
对辅助线圈进行第二比例调节和指数变换，得到第二调制信号；
由第一调制信号和第二调制信号合成得到调制信号。
(4)利用调制信号对测量线圈的输出信号进行校准，得到校准后的测量线圈信号。
本实施例将调制信号与测量线圈的输出信号进行综合运算(采用加法或者乘法运算等，用以修正测量线圈的输出信号)，得到校准后的测量线圈信号。
(5)将校准后的测量线圈信号与设定值比较，得到表征棒位信息的棒位测量信号。
本实施例的测量方法首先利用低通滤波、第一比例调节、第二比例调节、指数变换等环节用于对辅助信号自身进行调制变换，利用调制变化之后的辅助线圈输出信号对测量线圈输出信号进行校准，从而优化辅助线圈对测量线圈的调理效果，实际应用中可全部或部分使用上述环节，均可实现对测量线圈的调理。
实施例2
基于上述实施例1提出的测量方法，本实施例还提出了一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量系统。
如图2所示，本实施例的测量系统包括信号采集模块、滤波模块、调制模块、校准模块和比较模块；
其中，信号采集模块用于获取辅助线圈的输出信号和测量线圈的输出信号；
滤波模块用于对辅助线圈的输出信号进行滤波处理，将滤波之后的信号送入调制模块进行调制处理。
调制模块用于对辅助线圈的输出信号进行调制，得到调制信号；
校准模块用于利用调制信号对测量线圈的输出信号进行校准，得到校准后的测量线圈信号；
比较模块将校准后的测量线圈信号与设定值比较，得到表征棒位信息的棒位测量信号。
本实施例的调制模块具体包括第一调节单元、第二调节单元、指数变换单元和合成单元；
第一调节单元对辅助线圈进行第一比例调节，得到第一调制信号；
第二调节单元用于对辅助线圈进行第二比例调节，所述指数变换单元用于对经第二调节模块比例调节之后的信号进行指数变换，得到第二调制信号；
合成单元用于将第一调制信号和第二调制信号合成得到调制信号。
本实施例的滤波模块采用低通滤波器，用于去除辅助线圈的输出信号中的干扰信号或无效信号。
本实施例的校准模块具体将调制信号与测量线圈的输出信号进行综合运算(采用加法或者乘法运算等，用以修正测量线圈的输出信号)，得到校准后的测量线圈信号。
实施例3
本实施例将上述实施例1提出的测量方法和上述实施例2提出的测量系统应用于三代核电厂的棒位测量柜，并与棒位探测器进行联合调试。
本实施例获得如图3所示的未利用辅助线圈进行校准的棒位测量结果以及图4所示的利用辅助线圈进行校准的棒位测量结果。其中，图3和图4中均包括四条曲线，从上至下依次为：
测量线圈原始波形(以a组线圈为例)；
计算出的包络曲线波形；
根据包络曲线获得的代表棒位测量信号的位码；
作为比较基准的理论位码。
本实施例对图3和图4中测试曲线进行对比可以看出。
(1)通过曲线中①处，可以看出：
未利用辅助线圈进行校准所获取的测量线圈包络曲线未能抑制理论低电压的电压水平，高低电压拐点不明显，存在理论低电压水平高于拐点的情况；
利用辅助线圈进行校准所获取的测量线圈包络曲线对理论低电压的电压水平进行了有效抑制，高低电压转换清晰、明显；
(2)通过曲线中②、③处，可以看出：
未利用辅助线圈进行校准所获取的代表棒位测量信号的位码存在异常抖动、毛刺，不能有效表征棒位测量信号；
利用辅助线圈进行校准所获取的代表棒位测量信号的位码不存在异常抖动、毛刺，能够有效表征棒位测量信号；
(3)通过曲线中④、⑤处，可以看出：
未利用辅助线圈进行校准所获取的代表棒位测量信号的位码与理论要求位码存在较大差异，棒位测量精度低；
利用辅助线圈进行校准所获取的代表棒位测量信号的位码与理论要求位码匹配程度高，棒位测量精度高。
综上所述，利用辅助线圈进行校准的棒位测量方法能够有效抑制理论低电压的电压水平、呈现明显的高低电压拐点、消除异常抖动和毛刺、提高棒位测量精度。
本发明首次将利用辅助线圈进行测量线圈信号调理的方法应用在核电站棒位测量中，可以有效抑制/消除测量线圈端部效应，在测量线圈信号抽离出明显的高低电压拐点。该方法有效降低棒位测量难度，提高棒位测量精度，消除了异常拐点。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
获取辅助线圈的输出信号和测量线圈的输出信号；
对辅助线圈的输出信号进行调制，得到调制信号；
利用调制信号对测量线圈的输出信号进行校准，得到校准后的测量线圈信号；
将校准后的测量线圈信号与设定值比较，得到表征棒位信息的棒位测量信号。
2.根据权利要求1所述的一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量方法，其特征在于，所述对辅助线圈的输出信号进行调制的具体过程为：
对辅助线圈进行第一比例调节，得到第一调制信号；
对辅助线圈进行第二比例调节和指数变换，得到第二调制信号；
由第一调制信号和第二调制信号合成得到调制信号。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量方法，其特征在于，在对辅助线圈的输出信号进行调制之前还包括：
对辅助线圈的输出信号进行滤波处理。
4.根据权利要求3所述的一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量方法，其特征在于，所述对辅助线圈的输出信号进行滤波处理具体为对辅助线圈的输出信号进行低通滤波，以去除干扰信号或无效信号。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量方法，其特征在于，所述利用调制信号对测量线圈的输出信号进行校准的具体过程为：
将调制信号与测量线圈的输出信号进行综合运算，得到校准后的测量线圈信号。
6.一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量系统，其特征在于，该系统包括信号采集模块、调制模块、校准模块和比较模块；
其中，所述信号采集模块用于获取辅助线圈的输出信号和测量线圈的输出信号；
所述调制模块用于对辅助线圈的输出信号进行调制，得到调制信号；
所述校准模块用于利用调制信号对测量线圈的输出信号进行校准，得到校准后的测量线圈信号；
所述比较模块将校准后的测量线圈信号与设定值比较，得到表征棒位信息的棒位测量信号。
7.根据权利要求6所述的一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量系统，其特征在于，所述调制模块包括第一调节单元、第二调节单元、指数变换单元和合成单元；
所述第一调节单元对辅助线圈进行第一比例调节，得到第一调制信号；
所述第二调节单元用于对辅助线圈进行第二比例调节，所述指数变换单元用于对经第二调节模块比例调节之后的信号进行指数变换，得到第二调制信号；
所述合成单元用于将第一调制信号和第二调制信号合成得到调制信号。
8.根据权利要求6或7所述的一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量系统，其特征在于，该系统还包括滤波模块；
所述滤波模块用于对辅助线圈的输出信号进行滤波处理，将滤波之后的信号送入调制模块进行调制处理。
9.根据权利要求8所述的一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量系统，其特征在于，所述滤波模块采用低通滤波器，用于去除辅助线圈的输出信号中的干扰信号或无效信号。
10.根据权利要求6或7所述的一种用于核电站的利用辅助线圈校准的棒位测量系统，其特征在于，所述校准模块具体将调制信号与测量线圈的输出信号进行综合运算，得到校准后的测量线圈信号。
技术总结