[發明專利]基于仿真數據庫的壓力容器LPMS質量估計方法

有效

• 申請號: 201510363722.8
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN105045965B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 林京;曾亮;華佳東;高飛;羅志;黃利平
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

基于仿真數據庫的壓力容器LPMS質量估計方法，先在鋼板上布置一個壓電式加速度傳感器，采集不同質量、不同墜落高度對應的沖擊信號，進行傅里葉變換為頻譜，設定截止頻率得到有效頻段頻譜，設定多項式擬合階次，對有效頻段頻譜進行曲線擬合，擬合曲線作為樣本組成質量估計仿真數據庫；然后在核電站反應堆壓力容器布置一個壓電式加速度傳感器，通過敲擊實驗得到3～5組標定信號，將標定信號與仿真數據庫中樣本進行相關性匹配分析，根據相關系數與樣本信息進行質量估計，求解最優的修正系數；最后在壓力容器任意位置布置三個壓電式加速度傳感器，得到修正后的質量估計值，剔除異常值，計算最終的質量估計值，本發明可準確估計跌落松動件的質量。

技術領域

本發明涉及核電站壓力容器LPMS故障診斷技術領域，具體涉及基于仿真數據庫的壓力容器LPMS質量估計方法。

背景技術

LPMS是核電站一回路基本的安全工具之一，對核電站的安全運行具有重大意義。其中，松動件的質量估計是LPMS系統的基本功能之一。當松動件脫離、碰撞時準確估計出其質量，繼而判斷松動件的類型和危害程度，為后續的故障診斷和排除提供依據。

申請號為201410667958.6的發明專利“一種基于數據匹配的LPMS質量估計方法”通過建立數據庫實現質量估計。該方法中質量估計的精度依賴于數據庫樣本數量，樣本數越大，估計結果越準確。然而，在實際核電站反應堆壓力容器中，通過大量敲擊實驗建立數據庫的方法是不現實的，因為大量的敲擊實驗會對反應堆壓力容器造成損傷。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供基于仿真數據庫的壓力容器LPMS質量估計方法，在壓力容器中僅需進行3～5組標定實驗，即可準確估計跌落松動件的質量。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

基于仿真數據庫的壓力容器LPMS質量估計方法，包括以下步驟：

步驟1)，仿真數據庫建立：

1.1)在鋼板上任意位置安裝一個第一壓電式加速度傳感器；

1.2)用不同質量的鋼球從不同高度墜落敲擊鋼板，通過第一壓電式加速度傳感器采集沖擊信號，記為s_m,h(t)，其中m代表鋼球質量，h代表墜落高度；

1.3)對沖擊信號s_m,h(t)進行傅里葉變換得到頻譜，記為S_m,h(f)，計算公式為：

1.4)為了消除高頻部分的冗余信息，選取截止頻率f_max，使頻譜80％以上的能量分布在頻段[0,f_max]中，截止頻率f_max設定在15kHz到20kHz之間；

1.5)對有效頻段頻譜，S_m,h(f)f≤f_max，進行n階多項式曲線擬合，記為

階次n反映擬合特性，n越大擬合曲線越能反映頻譜的細節信息，反之，n越小擬合曲線越能反映頻譜的整體信息，階次n設定在6到10之間；

1.6)將步驟1.5)所得的所有信號作為樣本組成質量估計仿真數據庫；

步驟2)，質量標定：

2.1)在核電站反應堆壓力容器上任意位置安裝一個第二壓電式加速度傳感器，用3～5個不同質量的鋼球從同一高度墜落敲擊壓力容器壁，通過第二壓電式加速度傳感器采集沖擊信號，根據步驟1.3)、1.4)、1.5)處理信號，得到標定信號，相比仿真數據庫樣本而言，標定信號向低頻偏移；

2.2)基于仿真數據庫的標定信號質量估計，通過互相關函數實現：