[發明專利]核電站松動部件多目標三維動態跟蹤方法

有效

• 申請號: 201610075672.8
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105702305B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 方力先;劉旭;萬鵬飛
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G21C17/02
• 分類號: G21C17/02
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

本發明公開了一種核電站松動部件多目標三維動態跟蹤方法。本發明包括以下步驟：步驟(1)數據庫的建立；步驟(2)三維虛擬建模；步驟(3)松動部件現場信號獲取；步驟(4)松動部件定位；步驟(5)松動部件質量估計；步驟(6)動態跟蹤顯示。本發明通過加速度傳感器周期地獲取到松動部件的信號，對松動部件進行定位和質量估計后，利用三維可視化技術，實現動態跟蹤松動部件，為專家診斷和故障維修提供依據。本發明抗噪能力強，定位精度高，質量估計誤差小，并能同時跟蹤多個松動部件目標。

技術領域

本發明屬于核工程技術領域，具體涉及松動部件定位、松動部件質量估計和松動部件三維動態跟蹤。該方法不僅能動態跟蹤松動部件狀態，而且能跟蹤多個不同質量的松動部件。

技術背景

為了監測核電站輕水反應堆冷卻劑系統中可能存在脫落或者松動的部件，在核電站一回路安裝松動部件監測系統(Loose Parts Monitoring System，LPMS)是提高核電站運行安全性，穩定性行之有效的方式。但是，傳統LPMS檢測到脫落的松動部件后，核電站并非能夠馬上停堆檢修。因此需要動態跟蹤松動部件，形象的顯示核電站內部工作過程和松動部件跌落軌跡，有利于在停堆檢修時快速找到松動部件，使維修人員的輻射量減到最小，同時為專家診斷提供依據。

三維動態顯示是二維平面的擴展，目前該技術應用于數字電視、遠程教育、遠程工業控制、三維視頻會議系統、虛擬現實等領域。在LPMS中的報警、松動部件定位以及松動部件質量估計研究依然停留在二維空間，雖然可以比較方便的檢測出核電站可能存在的問題，但是缺少直觀方便性，為專家診斷和維修帶來困難。

現有的松動部件定位相關文獻有：

[1]Ziola S M,Source location in thin plates using cross-correlation[J],Journal of the Acoustical Society of America,l991,90:2551-2556.

一種基于信號相關的到達時差定位法。定位效果雖然準確，但抗噪能力較差。

[2]Figedy S,Oksa G.Modern methods of signal processing in the loosepart monitoring system[J]，Progress in Nuclear Energy,2005,46(3-4):253-267.

一種基于小波去噪的時差估計方法，通過小波去噪，即去除噪聲的影響，然后再估計時差。但該方法還是以信號的過零點作為信號到達時間，沒有考慮彎曲波的復雜傳播模式，所以在實際定位中當傳播距離較遠時仍然存在較大的誤差。

[3]林京,羅志,曾亮,黃利平,高飛,華佳東.基于希爾伯特變換和數據篩選的核電站松動件定位方法:陜西,CN104376881A[P].2015-02-25.

一種基于希爾伯特變換和數據篩選的核電站松動件定位方法，以Butterworth濾波器松動部件沖擊信號的噪聲后，進行希爾伯特變換得到沖擊信號起振時刻，并對網格中心點的名義傳播速度進行數據篩選，計算方差，方差中最小值的位置即為定位結果。該方法定位精度高，搜尋速度快，但對松動部件沒有動態跟蹤定位，缺少直觀方便性，為專家診斷和維修帶來困難。

現有的松動部件質量估計方法相關文獻有：

[1]MAYO W.loose part mass and energy estimation[J].Progress inNuclear Energy,1999,34(3):263-282.

一種基于碰撞信號高低頻段能量比的松動件質量估計方法。該方法質量估計誤差較大，一致性差等問題，尤其是抗干擾能力差。

[2]模式識別技術用于核電站松動件質量估計模型研究[J]，核動力工程，2001,22(5):465-470.