精品网站在线免费观看 核工业安全监测中压力传感器的重要性

摘要  

石英谐振压力传感器凭借其高精度、强抗辐射性和长期稳定性，在核工业安全监测中发挥着不可替代的作用。本文详细分析了石英谐振压力传感器的工作原理、技术优势及其在核电站冷却剂系统、安全壳压力监测、乏燃料池液位测量等关键场景的应用。同时，以晨穹电子科技的CQRPS01和RPT01系列石英谐振压力传感器为例，探讨国产传感器在核工业领域的突破与挑战，并展望未来技术发展趋势。  

1. 引言  

核工业对压力监测设备的性能要求极为严苛，涉及高温、高压、强辐射等环境。传统的应变片式或电容式压力传感器在长期辐照下易发生性能漂移，而石英谐振压力传感器因其压电谐振原理和石英材料的固有稳定性，成为核安全监测的理想选择。近年来，国产传感器技术取得显著突破，如晨穹电子科技的石英谐振压力传感器已实现0.01%FS的高精度，并在核电、航空航天等领域逐步替代进口产品。  

 2. 石英谐振压力传感器的工作原理  

石英谐振压力传感器的核心在于利用石英晶体的压电效应和谐振频率变化来测量压力：  

1. 压电效应：石英晶体在机械应力作用下产生电荷，反之施加电场时也会产生形变。  

2. 谐振频率变化：当外界压力作用于石英振梁时，其固有频率随应力变化，且该变化与压力呈高度线性关系。  

3. 信号输出：传感器将频率信号输出，相比模拟信号（如4-20mA），频率信号抗干扰能力更强，适用于核电复杂电磁环境。  

晨穹的CQRPS01传感器采用双谐振器温度补偿技术，通过内置基准振梁消除温漂，使其在-55℃~125℃范围内保持±0.01%FS的精度。  

 3. 石英谐振压力传感器在核工业的核心应用  

 3.1 反应堆冷却剂系统压力监测  

核电站一回路冷却剂压力直接影响反应堆安全，需实时监测以防超压或失压。晨穹的RPT01系列传感器（精度0.05%FS）可用于此类场景，其全金属密封封装能抵御高温高压冷却剂的腐蚀，同时抗辐射能力达10⁶ Gy，确保长期可靠运行。  

 3.2 安全壳压力与泄漏率监测  

安全壳完整性是核事故一道屏障。石英谐振传感器的高灵敏度可检测微小的压力变化，结合频率信号输出，减少电磁干扰导致的误报。例如，华能石岛湾核电站的泄漏率监测要求误差低于0.1‰，石英谐振传感器可满足这一严苛标准。  

 3.3 乏燃料池液位测量（静压法）  

通过测量池底水压间接计算水位，晨穹的RPS01芯体（量程101kPa~3.6MPa）可实现毫米级水位监测，远高于传统差压变送器。  

 3.4 核燃料循环设施压力控制  

在铀浓缩离心机、后处理厂等环节，传感器需耐受辐射和化学腐蚀。晨穹的CQRPS01采用石英QMEMS工艺，抗腐蚀气体（如HF酸环境），适用于核燃料制造过程。  

 4. 晨穹石英谐振压力传感器的技术突破  

晨穹电子科技通过以下创新实现国产替代：  

1. 石英晶圆级加工：采用4/6寸石英晶圆，提升芯片一致性，降低温漂。  

2. 全温动态补偿：集成温度传感器，通过算法实时校正，温漂系数±0.01%FS/℃。  

3. 抗辐射优化：减少半导体材料使用，采用全固态结构，避免辐照