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中子管电源系统

阅读：1017发布：2020-09-22

专利汇可以提供中子管电源系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型属于一种中子管电源系统，包括12V/24W低压恒流可调高频电源（3）和中子管（2），其特征在于在中子管电源系统中设置了2.5KV/3W脉冲电源电路（1）和140KV/150μA高压电源电路（4）。该实用新型不仅可以提升我国在煤质在线分析仪器领域的技术水平，提高我国在IGCC技术的研究的综合竞争实力，同时还将成为绿色环保、节能减排、缓解能源紧张形式，减少二氧化碳排放量降低温室效应的有利帮手，并对提高我国工业运行质量和促进技术进步起到积极的作用。，下面是中子管电源系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种中子管电源系统，包括12V/24W低压恒流可调高频电源（3）和中子管（2），其特征在于在中子管电源系统中设置了2.5KV/3W脉冲电源电路（1）和140KV/150μA高压电源电路（4）。
2.根据权利要求1所述的中子管电源系统，其特征在于所述的2.5KV/3W脉冲电源电路（1），由KBU806整流器V1、HFBR1522、HFBR2522光耦隔离驱动器U3、脉冲信号发出器U4、
4.3英寸液晶显示屏U5、驱动器U6、高压电源控制电路U8、倍压电路U10、人机接口P、变压器J1、绝缘栅双极晶体管Q1～Q6、负载电阻RL1、电阻R1～R5和电容C1、C2组成；KBU806整流器V1与AC220V电源连接，KBU806整流器V1与电容C1并联，并和全桥逆变器D1～D4连接；全桥逆变器D1～D4还接变压器J1的原边，变压器J1的副边连接倍压电路U10，并连接电阻R5和用电流调节一线与高压电流控制线路U8连接，电阻R5另一端接地；倍压电路U10还接电阻R2，电阻R2另一端接电阻R3、电容C2和绝缘栅双极晶体管Q1的集电极；
电阻R3另一端接电阻R4并用电压调节二线与高压电源控制电路U8连接；高压电源控制电路U8接电阻R1一端，电阻R1另一端接地；电容C2和电阻R4另一端均接地；人机接口P与4.3英寸液晶显示屏U5连接，4.3英寸液晶显示屏U5与脉冲信号发生器U4连接，脉冲信号发生器U4与HFBR1522、HFBR2522光耦隔离驱动器U3连接；HFBR1522、HFBR2522光耦隔离驱动器U3用驱动1线与绝缘栅双极晶体管Q1、Q2、Q3的栅极连接，用驱动2线与绝缘栅双极晶体管Q4、Q5、Q6的栅极连接；绝缘栅双极晶体管Q1的发射极接绝缘栅双极晶体管Q2的集电极，绝缘栅双极晶体管Q2的发射极接绝缘栅双极晶体管Q3的集电极，绝缘栅双极晶体管Q3的发射极接绝缘栅双极晶体管Q4的集电极和与负载电阻RL1连接并接脉冲激活离子端，绝缘栅双极晶体管Q4的发射极接绝缘栅双极晶体管Q5的集电极，绝缘栅双极晶体管Q5的发射极接绝缘栅双极晶体管Q6的集电极，绝缘栅双极晶体管Q6的发射极接负载电阻RL1并接地。
3.根据权利要求1所述的中子管电源系统，其特征在于所述的140KV/150μA高压电源电路（4），由KBU810整流器V2、140KV高压输出电路U2、驱动器U7、高压电源控制电路U9、21级倍压电路U1、变压器J2、绝缘栅双极晶体管D5～D8和电阻R6～R10组成；KBU810整流器V2与AC220V电源连接，和电容C3并联，并与全桥逆变器D5～D8连接，全桥逆变器D5～D8还连接变压器J2的原边，变压器J2的副边接21级倍压电路U1；电阻R10一端接变压器J2副边和21级倍压电路U1，并用电源调节三线与高压电源控制电路U9连接，电阻R10另一端接地；21级倍压电路U1与电阻R7连接；电阻R7另一端接电阻R8、140KV高压输出电路U2和中子管（2）中的高压加速离子运动速度端连接；电阻R8另一端接电阻R9并用电压调节四线与高压电源控制器U9连接，电阻R9另一端接地、140KV高压输出电路U2和中子管（2）；电阻R6接高压电源控制器U9和地。

说明书全文

中子管电源系统

技术领域

[0001] 本实用新型属于供电电源，特别涉及一种中子管电源系统。

背景技术

[0002] 中子管电源系统是国家高技术研究发展863计划整体煤气化联合循环IGCC燃煤发电技术煤质在线检测设备供电电源，该电源是煤质在线检测设备的核心结构。IGCC主要工艺过程是：在气化炉中煤（或其它含碳能源）、来自空气分离装置的氧气、水蒸汽在一定的温度和压力条件下经一系列复杂的化学反应过程，转换为中低热值的煤气，煤气经过净化后，送入燃气轮机燃烧做功，燃气轮机排出尾气进入余热锅炉产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机再带动发电机发电，从而实现了高效的整体联合循环，由于实现了能量的梯级利用，因此整个发电系统具有较高的效率，且较好地解决了常规燃煤电站的环境污染问题。

[0003] 燃煤电站的煤质分析，目前普遍需要经过采样、缩分、制样、化验等环节，这一过程需要较长的时间，运行人员所获得的煤质分析数据的延迟时间则更长，这样就导致运行人员无法根据煤种调整运行方式，当煤种变化较大的情况下，若未即时采取相应措施，很可能造成熄火等严重后果。

[0004] 我公司开发的中子管电源系统为实现IGCC燃煤发电技术煤质在线检测设备提供了整体的系统供电，配合中子管实现煤质在线分析，实时地在线提供入炉煤质。可以代替传统的实验室分析方法的煤质在线检测技术通常采用放射性同位素，其中中子活化分析PFTNA方法是上世纪80年代发展起来的一种先进煤质元素分析技术，该系统具有功能全面，测量精度高，且不受测量范围影响等优点。发明内容

[0005] 本发明的目的在于克服上述提及不足，提供一种利用热中子俘获反应分析煤的H、N、S、Si、Al等10种元素，利用快中子非弹性散射反应分析煤的C和O元素，从而实现煤质的全元素分析的中子管电源系统。

[0006] 本实用新型解技术问题所采用的技术方案是：一种中子管电源系统，包括12V/24W低压恒流可调高频开关电源和中子管，其特征在于在中子管电源系统中设置了
2.5KV/3W脉冲电源电路和140KV/150μA高压电源电路。

[0007] 所述的2.5KV/3W脉冲电源电路，由KBU806整流器V1、HFBR1522、HFBR2522光耦隔离驱动器U3、脉冲信号发出器U4、4.3英寸液晶显示屏U5、驱动器U6、高压电源控制电路U8、倍压电路U10、人机接口P、变压器J1、绝缘栅双极晶体管Q1～Q6、负载电阻RL1、电阻R1～R5和电容C1、C2组成；KBU806整流器V1与AC220V电源连接，KBU806整流器V1与电容C1并联，并和全桥逆变器D1～D4连接；全桥逆变器D1～D4还接变压器J1的原边，变压器J1的副边连接倍压电路U10，并连接电阻R5和用电流调节一线与高压电流控制线路U8连接，电阻R5另一端接地；倍压电路U10还接电阻R2，电阻R2另一端接电阻R3、电容C2和绝缘栅双极晶体管Q1的集电极；电阻R3另一端接电阻R4并用电压调节二线与高压电源控制电路U8连接；高压电源控制电路U8接电阻R1一端，电阻R1另一端接地；电容C2和电阻R4另一端均接地；人机接口P与4.3英寸液晶显示屏U5连接，4.3英寸液晶显示屏U5与脉冲信号发生器U4连接，脉冲信号发生器U4与HFBR1522、HFBR2522光耦隔离驱动器U3连接；HFBR1522、HFBR2522光耦隔离驱动器U3用驱动1线与绝缘栅双极晶体管Q1、Q2、Q3的栅极连接，用驱动2线与绝缘栅双极晶体管Q4、Q5、Q6的栅极连接；绝缘栅双极晶体管Q1的发射极接绝缘栅双极晶体管Q2的集电极，绝缘栅双极晶体管Q2的发射极接绝缘栅双极晶体管Q3的集电极，绝缘栅双极晶体管Q3的发射极接绝缘栅双极晶体管Q4的集电极和与负载电阻RL1连接并接脉冲激活离子端，绝缘栅双极晶体管Q4的发射极接绝缘栅双极晶体管Q5的集电极，绝缘栅双极晶体管Q5的发射极接绝缘栅双极晶体管Q6的集电极，绝缘栅双极晶体管Q6的发射极接负载电阻RL1并接地。

[0008] 所述的140KV/150μA高压电源电路，由KBU810整流器V2、140KV高压输出电路U2、驱动器U7、高压电源控制电路U9、21级倍压电路U1、变压器J2、绝缘栅双极晶体管D5～D8和电阻R6～R10组成；KBU810整流器V2与AC220V电源连接，和电容C3并联，并与全桥逆变器D5～D8连接，全桥逆变器D5～D8还连接变压器J2的原边，变压器J2的副边接21级倍压电路U1；电阻R10一端接变压器J2副边和21级倍压电路U1，并用电源调节三线与高压电源控制电路U9连接，电阻R10另一端接地；21级倍压电路U1与电阻R7连接；电阻R7另一端接电阻R8、140KV高压输出电路U2和中子管中的高压加速离子运动速度端连接；电阻R8另一端接电阻R9并用电压调节四线与高压电源控制器U9连接，电阻R9另一端接地、140KV高压输出电路U2和中子管；电阻R6接高压电源控制器U9和地。

[0009] 本实用新型的有益效果是：该实用新型不仅可以提升我国在煤质在线分析仪器领域的技术水平，提高我国在IGCC技术的研究的综合竞争实力，同时还将成为绿色环保、节能减排、缓解能源紧张形式，减少二氧化碳排放量降低温室效应的有利帮手，并对提高我国工业运行质量和促进技术进步起到积极的作用。附图说明

[0010] 以下结合附图，以实施例具体说明。

[0011] 图1是中子管电源系统的电路原理图。

[0012] 图中：1-2.5KV/3W脉冲电源电路；2-中子管；3-12V/24W低压恒流可调高频电源；4-140KV/150μA高压电源电路；U1-21级倍压电路；U2-140KV高压输出电路；U3- HFBR1522、HFBR2522光耦隔离驱动器；U4-脉冲信号发生器；U5-4.3英寸液晶显示屏；U6、U7-驱动器；U8、U9-高压电源控制器；U10-倍压电路；V1-KBU806整流器、V2-KBU810整流器；J1、J2-变压器；C1、C2、C3-电容；R1～R10-电阻；RL1-负载电阻；D1～D8-全桥逆变器；Q1～Q6-绝缘栅双极晶体管。

具体实施方式

[0013] 实施例，参照附图，一种中子管电源系统，包括12V/24W低压恒流可调高频电源3和中子管2，其特征在于在中子管电源系统中设置了2.5KV/3W脉冲电源电路1和140KV/150μA高压电源电路4。

[0014] 所述的2.5KV/3W脉冲电源电路1，由KBU806整流器V1、HFBR1522、HFBR2522光耦隔离驱动器U3、脉冲信号发出器U4、4.3英寸液晶显示屏U5、驱动器U6、高压电源控制电路U8、倍压电路U10、人机接口P、变压器J1、绝缘栅双极晶体管Q1～Q6、负载电阻RL1、电阻R1～R5和电容C1、C2组成；KBU806整流器V1与AC220V电源连接，KBU806整流器V1与电容C1并联，并和全桥逆变器D1～D4连接；全桥逆变器D1～D4还接变压器J1的原边，变压器J1的副边连接倍压电路U10，并连接电阻R5和用电流调节一线与高压电流控制线路U8连接，电阻R5另一端接地；倍压电路U10还接电阻R2，电阻R2另一端接电阻R3、电容C2和绝缘栅双极晶体管Q1的集电极；电阻R3另一端接电阻R4并用电压调节二线与高压电源控制电路U8连接；高压电源控制电路U8接电阻R1一端，电阻R1另一端接地；电容C2和电阻R4另一端均接地；人机接口P与4.3英寸液晶显示屏U5连接，4.3英寸液晶显示屏U5与脉冲信号发生器U4连接，脉冲信号发生器U4与HFBR1522、HFBR2522光耦隔离驱动器U3连接；HFBR1522、HFBR2522光耦隔离驱动器U3用驱动1线与绝缘栅双极晶体管Q1、Q2、Q3的栅极连接，用驱动2线与绝缘栅双极晶体管Q4、Q5、Q6的栅极连接；绝缘栅双极晶体管Q1的发射极接绝缘栅双极晶体管Q2的集电极，绝缘栅双极晶体管Q2的发射极接绝缘栅双极晶体管Q3的集电极，绝缘栅双极晶体管Q3的发射极接绝缘栅双极晶体管Q4的集电极和与负载电阻RL1连接并接脉冲激活离子端，绝缘栅双极晶体管Q4的发射极接绝缘栅双极晶体管Q5的集电极，绝缘栅双极晶体管Q5的发射极接绝缘栅双极晶体管Q6的集电极，绝缘栅双极晶体管Q6的发射极接负载电阻RL1并接地。

[0015] 所述的140KV/150μA高压电源电路4，由KBU810整流器V2、140KV高压输出电路U2、驱动器U7、高压电源控制电路U9、21级倍压电路U1、变压器J2、绝缘栅双极晶体管D5～D8和电阻R6～R10组成；KBU810整流器V2与AC220V电源连接，和电容C3并联，并与全桥逆变器D5～D8连接，全桥逆变器D5～D8还连接变压器J2的原边，变压器J2的副边接21级倍压电路U1；电阻R10一端接变压器J2副边和21级倍压电路U1，并用电源调节三线与高压电源控制电路U9连接，电阻R10另一端接地；21级倍压电路U1与电阻R7连接；电阻R7另一端接电阻R8、140KV高压输出电路U2和中子管2中的高压加速离子运动速度端连接；电阻R8另一端接电阻R9并用电压调节四线与高压电源控制器U9连接，电阻R9另一端接地、140KV高压输出电路U2和中子管2；电阻R6接高压电源控制器U9和地。

[0016] 该实用新型原理：12V/24W低压电源1主要为中子管2的灯丝预热，采用恒流供电，电压电流可调。21级倍压电路U1为氢气的同位素（氕、氘、氚）提供顺时能量，激发离子。而140KV/150μA高压电源电路4是将激发后的离子进行加速，从中子管2的阳极出发打到靶子上，其过程中中子与原子核发生反应，可以发出多条伽马射线，对于每一种确定的核素，都以一定的几率发出具有某种特征能量的伽马射线，根据特征伽马射线的能量和强度，即可确定被检测介质中存在的核素以及含量。利用热中子俘获反应分析煤的 H、N、S、Si、Al等10种元素，而利用快中子非弹性散射反应分析煤的C和O元素，从而实现煤质的全元素分析。

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