powerpoint 프레젠테이션 · 2018-01-01 · nupic 2013 the 5th symposium for nuclear power...

방사선 감시 시스템용 프리앰프 개발

The 5th Symposium for Nuclear Power Plant Instrumentation & Control

NuPIC 2013

Preamplifier for Radiation Monitoring System

이성엔지니어링 주식회사 기술연구소 과장 박대훈

NuPIC 2013 The 5th Symposium for Nuclear Power Plant Instrumentation & Control

Preamplifier for Radiation Monitoring System 2/16

목 차

// 개발품 소개 3

// Specifications 4

// 방사선 감시 시스템 개요 6

// 프리앰프 시스템 구조 7

// 프리앰프 주요 구성장치 8

// 개발품의 특징 및 장점 10

// KEPIC-EN 자격 인증 13

// 지식재산권 등록 14

// 개발성과 및 기대효과 15



방사선 감시 시스템용

프리앰프 Preamplifier for RMS

3/16

개발품 소개



Specifications (1)

PREAMPLIFIER

Voltage Gain 16

Output Signal Approximately 1mV / KeV

Input Impedance 9.1 or 500Ω jumper selectable

MCA Output Positive or Negative, adjustable amplitude

SINGLE CHANNEL ANALYZER(S) : SCA

Input Positive pulse from Preamplifier

Energy Range 50KeV to 2.55MeV (50mV to 2.55V)

Mode Particulate or Iodine

Output Signal 0.5 microsecond wide pulse

HIGH VOLTAGE

Range ±50Vdc to 1500Vdc (Max 2000Vdc)

Test Voltage 1V corresponds to 200V of HV (200:1)



Specifications (2)

CASE, POWER

Housing NEMA 4X Stainless Steel Enclosure

Material Austenitic Stainless Steels SUS304, 1.5T

Dimensions 153mm(L) × 153mm(W) × 93mm(H)

Weight 2Kg

Power Required +15Vdc / 100mA, -15Vdc / 50mA

INSTALLATION CONDITIONS

Conditions Normal Accident

Pressure (psig) 0.0 9-761-J202 Rev.1 Fig.A-1 (Att. 4-9)

Temperature () 10 to 50 9-761-J202 Rev.1 Fig.A-1 (Att. 4-9)

Relative Humidity (%) 5 to 90 100 (Max)

Radiation TID (Gy) 4 × 105 2 × 106



방사선 감시 시스템 개요

검출부 표시부

증폭부(프리앰프)

고전압 생성·제어·공급

증 폭 성 형 분 석

디지털 출 력

방사선 감시 시스템(Radiation Monitoring System)은 크게 검출부,

증폭부, 표시부로 구분되어지며, 본 개발품인 프리앰프는 증폭부에 해당한다.

프리앰프(Preamplifier)는 검출부의 구동을 위한 고전압을 생성·제어·공급하

며, 검출부에 입사된 방사선량에 따라 변화하는 광전자 펄스를 입력 받아 이

를 증폭하고 전압펄스로 성형·분석하여 입사된 방사선의 양을 디지털 출력으

로 표시부에 전달한다.



프리앰프 시스템 구조

증폭부(프리앰프)

MCU

SCA

온도 검출기

광펄스 발생기

고전압 제어부

LED펄스검출기

방사선 펄스 증폭기

필터

MUX

EEPROM

CPLD

Bus Driver

Line Driver

검

출

부

표

시

부



프리앰프 주요 구성장치 (1)

• 광전자 증배관의 전계 생성을 위한

직류 고전압 공급

• DC 500V~1500V 출력, 1Vdc 레벨 제어

고전압 제어부

• 방사선 검출기에서 출력되는 미세 신호를

분석 가능한 레벨로 증폭

• Gain=16, 입력 임피던스 조정

방사선 펄스 증폭기

• 온도변화에 따른 검출기의 방사선 측정 오차

를 고전압 제어를 통해 보상

• 온도검출기, 광펄스 발생기 및 검출기 구성

온도 보상 제어장치



프리앰프 주요 구성장치 (2)

• 3개의 채널에 대해 독립적으로 구성하며

표시부와 프리앰프의 통신을 담당 EEPROM 제어장치

• 증폭된 방사선 펄스 신호를 분석·가공하여

디지털 신호로 성형

단일 채널 분석기 Single Channel Analyzer,

SCA

• 유기적인 Logic을 형성하여 SCA로 부터 입력된

판별 출력신호를 논리신호로 변환

CPLD

Complex Programmable

Logic Device

• LED, Key, Switch, Jumper등의 사용자 인터페이스

• PC통신을 위한 RS-232 포트 User Interface



개발품의 특징 및 장점 (1)

• 방사선 측정에 결정적인 영향을 끼치는 방사선 검출기

내 광전자 증배관의 전계 형성과 광전자 증폭률을 결정

하는 고전압 공급에 대하여 측정 조건 및 사용자 입력에

따라 1V 단위로 가변 공급 가능

• 공급되는 고전압에 대한 실시간 모니터링으로 피드백

제어 가능

방사선 검출기의 광전자 증배관 구동을 위한 능동

적 가변 고전압 공급




• 장착되는 검출기의 종류에 따라 입력 임피던스 매칭을

위한 선택을 구성하여 신호 손실 최소화

• 수 mV의 미세한 검출기 출력의 신뢰성 있는 신호처리

를 위하여 선형적 증폭 회로 설계

• 핵종에 따른 다양한 분석을 위한 3채널의 독립적인 신

호 분석 회로 설계

방사선 검출기 출력신호에 대한

신뢰성 있는 증폭 및 분석




• 방사선 검출기 내부의 온도센서를 통해 내부 온도변화

실시간 모니터링

• 방사선 검출기의 광전자 증배관에 LED를 통한 기준 광

펄스를 조사하고, 그 출력을 모니터링

• 상기 모니터링 결과에 따라 광전자 증배관이 동일한 광

펄스 증폭률을 가지도록 검출기에 공급되는 고전압을

가변하여, 온도에 따른 검출기의 출력 변화를 보상

방사선 검출기 주변 온도 변화에 따른

출력 변화 보상



KEPIC-EN 자격 인증

KEPIC-EN 자격 인증

전력산업기술기준(KEPIC) EN 분야

원자력 품질보증 자격 인증

인증서 번호 : EN-603

적용기준 : KEPIC-EN

유효기간 : 2013.05.09~2016.05.08

인증범위 : 원자력발전소 전기1급

계측제어기기(RMS용 Preamplifier)의

제작



지식재산권 등록

특허등록 3건

특허번호 : 제 10-1188749 호

제 10-1188750 호

제 10-1192678 호

원자력발전소 방사선 감시 시스템용

방사선 검출기 온도보상 장치 외 2건



개발성과 및 기대효과

수입 대체 효과 및 유지관리 효율 증대 새로운 방사선 감시 시스템 수요 개발

외산 프리앰프와 호환가능 자체 개발 계수기(Ratemeter)와 RMS 구성

검출기 고전압 공급 장치, 검출기 출력신호 증폭·분석 장치 및 온도 보상 장치를 갖춘 방사선 감시 시스템용 프리앰프 개발

감사합니다.

NuPIC 2013

The 5th Symposium for Nuclear Power Plant Instrumentation & Control


powerpoint 프레젠테이션 · 2018-01-01 · nupic 2013 the 5th symposium for nuclear power...

Documents