發(fā)布時間：2020-11-15 18:27

　　 核電作為一種技術(shù)成熟的清潔能源，在我國有著廣闊的發(fā)展前景。核電與煤電，風電等相比雖然具有諸多的優(yōu)點，但其存在的安全隱患也是非常巨大的。核電廠的輕水反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)中的零部件數(shù)以千計，考慮到水流的影響，很難保證所有零部件都不松動或脫落。然而，核電站內(nèi)松脫零部件的出現(xiàn)就意味著核電站安全性能的降低。因此，為了對核電站一回路內(nèi)可能存在的松動部件進行監(jiān)測和診斷，在核電站一回路內(nèi)必須安裝松動部件監(jiān)測系統(tǒng)。松動部件監(jiān)測系統(tǒng)(Loose Parts Monitoring System，LPMS)作為核電站的重要系統(tǒng)之一，可以為核反應(yīng)堆安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供重要保障。 目前，國外核電站松動部件監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)具有很強的生命力，呈現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。我國對于核電站松動部件監(jiān)測系統(tǒng)的研究起步較晚，技術(shù)也不夠純熟。因此，積極研發(fā)這種能夠保障核電站運行安全性和可靠性的松動件故障診斷技術(shù)，并在診斷的智能化上有進一步的發(fā)展和提高具有非常重要的意義。本文結(jié)合國家科技重大專項“核電站松動件監(jiān)測系統(tǒng)樣機研究(KYZ193612003)”和“浙江省公益技術(shù)社會發(fā)展項目（2012C23017）”，對核電站松動件定位、質(zhì)量估計等關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究，提出了基于CWT的Hilbert包絡(luò)線到達時差估算方法和小波能量譜質(zhì)量估計法，并通過LabVIEW進行了系統(tǒng)實現(xiàn)。 論文的實驗數(shù)據(jù)采集部分，分別闡述了平板沖擊實驗和鍋爐背景噪聲采集實驗的實驗平臺搭建過程。包括：實驗?zāi)康摹嶒瀮?nèi)容、實驗設(shè)備、實驗步驟等。該部分完成了實驗數(shù)據(jù)的采集，并對鍋爐背景噪聲數(shù)據(jù)進行分析，為后序的定位理論算法和質(zhì)量估計理論算法的驗證提供了必要的數(shù)據(jù)。 論文結(jié)合時-頻域信號處理方法，提出了一種基于CWT的Hilbert包絡(luò)線到達時差估算方法。該方法先通過對信號進行連續(xù)小波變換(Continuous Wavelet Transform，CWT)得到信號主頻帶內(nèi)的信號，然后再求主頻帶內(nèi)信號的希爾伯特包絡(luò)線，取包絡(luò)線的首個峰值所對應(yīng)的時刻作為信號的到達時間，然后結(jié)合網(wǎng)格定位法進行松動件定位。論文中通過仿真實驗對該方法進行了分析，根據(jù)實驗結(jié)果表明，該方法具有較高的定位精度，且抗噪聲干擾能力較強。 論文中對現(xiàn)有質(zhì)量估計方法的原理和特點進行了分析，并針對其存在的缺點提出一種基于小波能量譜的質(zhì)量估計方法。該方法首先采用小波能量譜的計算方法對不同質(zhì)量沖擊信號小波能量譜的峰值進行計算，根據(jù)不同質(zhì)量對應(yīng)的小波能量譜峰值用線性插值法建立碰撞質(zhì)量與尺度峰值的函數(shù)，并用質(zhì)量尺度峰值函數(shù)實現(xiàn)質(zhì)量估計。實驗結(jié)果表明，該方法質(zhì)量估計誤差較小，且抗干擾能力強。 論文中基于LabVIEW分別編程實現(xiàn)了基于CWT的累積法、基于CWT的均方根法、基于CWT的Hilbert包絡(luò)線法這三種到達時間差估算方法和網(wǎng)格定位法中的查表定位程序，將這兩個模塊組合成為松動件定位分析系統(tǒng)。并通過仿真實驗對系統(tǒng)進行了調(diào)試和驗證，根據(jù)實驗結(jié)果對各種到達時差估算方法的優(yōu)缺點進行了分析比較。最后，用LabVIEW開發(fā)了LPMS原理樣機主要軟件，實現(xiàn)了松動件的在線監(jiān)測、松動件定位、質(zhì)量估計等功能。
【學位單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2014
【中圖分類】：TM623
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外 LPMS 概況
    1.3 國內(nèi)外松動件定位方法研究
        1.3.1 到達時差定位法
        1.3.2 交叉圓定位法
        1.3.3 掃描定位法
    1.4 國內(nèi)外質(zhì)量估計方法研究
        1.4.1 基于 Hertz 碰撞理論的質(zhì)量估計方法
        1.4.2 頻率比質(zhì)量估計法
        1.4.3 基于支持向量機的質(zhì)量估計法
        1.4.4 基于模式識別技術(shù)的質(zhì)量估計法
        1.4.5 基于小波包分解的質(zhì)量估計法
    1.5 論文的研究背景和內(nèi)容
        1.5.1 研究背景
        1.5.2 論文主要研究內(nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
2 松動件沖擊信號數(shù)據(jù)采集實驗
    2.1 引言
    2.2 實驗?zāi)康?br>    2.3 實驗平臺
        2.3.1 壓電式加速度傳感器
        2.3.2 多通道電荷放大器（6 通道）
        2.3.3 數(shù)據(jù)采集卡
    2.4 實驗內(nèi)容
    2.5 實驗步驟
        2.5.1 網(wǎng)格劃分
        2.5.2 軟件操作流程
        2.5.3 沖擊信號獲取試驗步驟
        2.5.4 平板沖擊信號采集實驗步驟
        2.5.5 鍋爐背景噪聲采集實驗步驟
    2.6 實驗結(jié)果分析
    2.7 本章小結(jié)
3 基于 CWT 和希爾伯特變換的到達時差定位算法
    3.1 引言
    3.2 連續(xù)小波變換
        3.2.1 小波變換
        3.2.2 連續(xù)小波變換
    3.3 希爾伯特（Hilbert）包絡(luò)線
    3.4 實驗與結(jié)果分析
        3.4.1 實驗平臺與定位實現(xiàn)步驟
        3.4.2 無噪聲試驗結(jié)果和分析
        3.4.3 鍋爐背景噪聲實驗結(jié)果和分析
    3.5 實驗結(jié)論
    3.6 本章小結(jié)
4 小波能量譜質(zhì)量估計法
    4.1 引言
    4.2 現(xiàn)有質(zhì)量估計方法
        4.2.1 基于 Hertz 理論的質(zhì)量估計方法
        4.2.2 基于傅里葉譜的質(zhì)量估計法
    4.3 小波能量譜質(zhì)量估計方法
    4.4 實驗與數(shù)據(jù)分析
        4.4.1 無噪聲沖擊試驗分析
        4.4.2 背景噪聲下沖擊試驗分析
        4.4.3 實驗結(jié)論
    4.5 本章小結(jié)
5 基于 LABVIEW 的松動件定位算法實現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 基于 LabVIEW 的定位算法實現(xiàn)
        5.2.1 LabVIEW 簡介
        5.2.2 網(wǎng)格定位法的實現(xiàn)步驟
        5.2.3 到達時間差算法程序設(shè)計
        5.2.4 查表法定位程序
    5.3 實驗結(jié)果及分析
        5.3.1 無噪聲情況下定位結(jié)果
        5.3.2 噪聲情況下定位結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
6 基于 LABVIEW 的松動部件監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)
    6.1 引言
    6.2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)
        6.2.1 系統(tǒng)開發(fā)軟件
        6.2.2 軟件主要功能
        6.2.3 軟件結(jié)構(gòu)
    6.3 軟件用戶界面設(shè)計
        6.3.1 主界面
        6.3.2 參數(shù)設(shè)置界面
        6.3.3 數(shù)據(jù)維護界面
        6.3.4 數(shù)據(jù)分析界面
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻
學期間取得的科研成果

【參考文獻】

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10 方力先,陳仲儀;小波變換在反應(yīng)堆跌落物質(zhì)量估計中的應(yīng)用研究[J];機械工程學報;2000年10期

本文編號：2885066