[发明专利]一种基于随机森林的电动阀门泄漏模式识别方法及装置

权利要求书

1.一种基于随机森林的电动阀门泄漏模式识别方法，其特征在于，该方法包括：

获取核电厂反应堆一回路电动阀门的泄漏声发射信号；

根据所述泄漏声发射信号，采用有效值法对电动阀门是否泄漏进行初步判断，得到初步判断结果；

根据所述初步判断结果，当所述初步判断结果为泄漏，则基于随机森林的电动阀门泄漏模式识别法，对电动阀门进行进一步泄漏类型判断，得到泄漏类型判断结果；当所述初步判断结果为未泄漏，则对电动阀门不进行进一步泄漏类型判断。

2.根据权利要求1所述的一种基于随机森林的电动阀门泄漏模式识别方法，其特征在于，所述泄漏声发射信号的获取方式是通过在核电厂反应堆一回路中靠近电动阀门法兰结合面、阀杆与填料密封处，以及靠近阀瓣与阀座密封面外侧的阀体上，采用涂抹耦合剂并用卡环压紧声发射传感器的方式。

3.根据权利要求1所述的一种基于随机森林的电动阀门泄漏模式识别方法，其特征在于，该方法还包括：对获取的所述泄漏声发射信号进行预处理，得到预处理后的泄漏声发射信号；

所述预处理为对所述泄漏声发射信号进行去直流处理。

4.根据权利要求1所述的一种基于随机森林的电动阀门泄漏模式识别方法，其特征在于，所述的采用有效值法对电动阀门是否泄漏进行初步判断，得到初步判断结果，包括：

采用有效值法，计算泄漏声发射信号的有效值；

对所述泄漏声发射信号的有效值与预设值的A倍进行比较：

若所述泄漏声发射信号的有效值超过预设值的A倍，则初步判断结果为泄漏；

若所述泄漏声发射信号的有效值未超过预设值的A倍，则初步判断结果为未泄漏；

所述有效值法的计算公式为：

式中，RMS为泄漏声发射信号的有效值；N为采样点数；n的取值为1,2,3,…,N-1；x(n)为输入的泄漏声发射信号。

5.根据权利要求1所述的一种基于随机森林的电动阀门泄漏模式识别方法，其特征在于，所述的基于随机森林的电动阀门泄漏模式识别法，对电动阀门进行进一步泄漏类型判断，得到泄漏类型判断结果，包括：

对所述泄漏声发射信号，基于快速傅里叶变换进行频谱分析，得到泄漏声发射信号的频谱分布；根据所述频谱分布，提取泄漏数据特征向量；

根据所述泄漏特征向量，基于随机森林算法建立内漏和外漏的模式识别模型，对所述泄漏特征向量进行识别，输出表征电动阀门内漏和外漏的类别标签。

6.根据权利要求5所述的一种基于随机森林的电动阀门泄漏模式识别方法，其特征在于，根据所述频谱分布，提取泄漏数据特征向量，包括：

步骤A，对所述频谱分布进行等间隔划分，得到划分后的各分段频率；

步骤B，根据划分后的各分段频率，计算各分段频率的能量；所述各分段频率的能量的计算公式为：

其中，j的数值代表电动阀门发生的泄漏类型，即内漏还是外漏；E_j,s为第s段频谱的平均能量，s取值为1,2,3,…,S，其中S为泄漏声发射信号采样频率F_s和频谱划分间隔Δf的比值；X(k_j,s)是信号x(n)的频谱划分后第s段频谱，k_j,s＝1,2,3,…,K_j,s，K_j,s为第s段频谱的谱线数；

步骤C，根据各分段频率的能量，计算泄漏声发射信号各分段频谱的能量比；所述各分段频谱的能量比的计算公式为：

其中，为分段频谱的能量比，E_j为信号频谱的全频带能量；

步骤D，将计算得到的泄漏声发射信号各分段频谱的能量比作为一组特征，构造泄漏数据特征向量

7.根据权利要求5所述的一种基于随机森林的电动阀门泄漏模式识别方法，其特征在于，所述基于随机森林算法建立内漏和外漏的模式识别模型的构建过程包括决策树生成部分和组合投票部分。