[发明专利]基于仿真数据库的压力容器LPMS质量估计方法

说明书

基于仿真数据库的压力容器LPMS质量估计方法，先在钢板上布置一个压电式加速度传感器，采集不同质量、不同坠落高度对应的冲击信号，进行傅里叶变换为频谱，设定截止频率得到有效频段频谱，设定多项式拟合阶次，对有效频段频谱进行曲线拟合，拟合曲线作为样本组成质量估计仿真数据库；然后在核电站反应堆压力容器布置一个压电式加速度传感器，通过敲击实验得到3～5组标定信号，将标定信号与仿真数据库中样本进行相关性匹配分析，根据相关系数与样本信息进行质量估计，求解最优的修正系数；最后在压力容器任意位置布置三个压电式加速度传感器，得到修正后的质量估计值，剔除异常值，计算最终的质量估计值，本发明可准确估计跌落松动件的质量。

技术领域

本发明涉及核电站压力容器LPMS故障诊断技术领域，具体涉及基于仿真数据库的压力容器LPMS质量估计方法。

背景技术

LPMS是核电站一回路基本的安全工具之一，对核电站的安全运行具有重大意义。其中，松动件的质量估计是LPMS系统的基本功能之一。当松动件脱离、碰撞时准确估计出其质量，继而判断松动件的类型和危害程度，为后续的故障诊断和排除提供依据。

申请号为201410667958.6的发明专利“一种基于数据匹配的LPMS质量估计方法”通过建立数据库实现质量估计。该方法中质量估计的精度依赖于数据库样本数量，样本数越大，估计结果越准确。然而，在实际核电站反应堆压力容器中，通过大量敲击实验建立数据库的方法是不现实的，因为大量的敲击实验会对反应堆压力容器造成损伤。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供基于仿真数据库的压力容器LPMS质量估计方法，在压力容器中仅需进行3～5组标定实验，即可准确估计跌落松动件的质量。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

基于仿真数据库的压力容器LPMS质量估计方法，包括以下步骤：

步骤1)，仿真数据库建立：

1.1)在钢板上任意位置安装一个第一压电式加速度传感器；

1.2)用不同质量的钢球从不同高度坠落敲击钢板，通过第一压电式加速度传感器采集冲击信号，记为s_m,h(t)，其中m代表钢球质量，h代表坠落高度；

1.3)对冲击信号s_m,h(t)进行傅里叶变换得到频谱，记为S_m,h(f)，计算公式为：

1.4)为了消除高频部分的冗余信息，选取截止频率f_max，使频谱80％以上的能量分布在频段[0,f_max]中，截止频率f_max设定在15kHz到20kHz之间；

1.5)对有效频段频谱，S_m,h(f)f≤f_max，进行n阶多项式曲线拟合，记为

阶次n反映拟合特性，n越大拟合曲线越能反映频谱的细节信息，反之，n越小拟合曲线越能反映频谱的整体信息，阶次n设定在6到10之间；

1.6)将步骤1.5)所得的所有信号作为样本组成质量估计仿真数据库；

步骤2)，质量标定：

2.1)在核电站反应堆压力容器上任意位置安装一个第二压电式加速度传感器，用3～5个不同质量的钢球从同一高度坠落敲击压力容器壁，通过第二压电式加速度传感器采集冲击信号，根据步骤1.3)、1.4)、1.5)处理信号，得到标定信号，相比仿真数据库样本而言，标定信号向低频偏移；

2.2)基于仿真数据库的标定信号质量估计，通过互相关函数实现：