[发明专利]基于椭球面近似最短路径的核电站松动件定位方法

摘要

基于椭球面近似最短路径的核电站松动件定位方法，测量压力容器的尺寸，测量得到椭球面的半长轴a、b和c；通过某一网格中心点P坐标和某一加速度传感器S坐标以及椭球中心O坐标确定三者所在椭圆平面；计算椭圆平面POS与z轴夹角，并计算椭圆POS的半短轴d；调用第二类椭圆积分对椭圆POS的弧长PS进行积分运算，弧长PS近似为P到S的传播路径长度；再采用基于希尔伯特变换和数据筛选的核电站松动件定位方法对撞击点进行定位，本发明具有定位精度高，搜寻速度快的优点。

主权项

1.基于椭球面近似最短路径的核电站松动件定位方法，其特征在于，包括以下步骤：1)测量压力容器的尺寸，得到椭球面的半长轴a、b和半短轴c，其中a＝b>c；2)根据定位精度要求，在压力容器顶部和底部上划分网格，然后对划分好的网格编号1～N；3)在被撞击物上按等边三角形布置安装3个加速度传感器，以获取松动件跌落时产生的撞击信号f(t)；4)通过某一网格中心点P坐标、某一加速度传感器S坐标以及椭球中心O坐标，确定三者所在椭圆平面POS，计算椭圆平面POS的法线并计算与z轴的夹角θ；5)计算椭圆POS的半短轴d，并计算椭圆POS半短轴顶点D的坐标；6)计算向量OP与向量OD的夹角和向量OS与向量OD的夹角7)调用第二类椭圆积分对椭圆POS的弧长l_PS进行积分运算，弧长l_PS即为P到S的近似曲面距离；8)计算网格中心点P到两两加速度传感器的传播路径长度差d_i,j；9)通过数据采集卡同步采集各个加速度传感器接收到的撞击信号f(t)，撞击信号f(t)包括松动件跌落时的冲击信号s(t)和环境背景噪声n(t)；10)采用8阶Butterworth滤波器将环境背景噪声n(t)滤除，得到消除了噪声干扰的冲击信号s(t)；11)将冲击信号s(t)用希尔伯特变换进行分析，得到冲击信号s(t)的起振点时刻；由于无法获知冲击信号s(t)跌落的时刻，只能从3个加速度传感器的冲击信号s(t)中获得波传播的时间差，每两个通道之间的到达时间差为t_i,j；12)根据网格中心点P到各加速度传感器的传播距离差d_i,j和各通道之间的到达时间差t_i,j计算每个网格中心点的名义传播速度v_i,j；13)计算弯曲波在结构中传播的速度上下限v_max和v_min；14)对所有网格中心点P的名义传播速度v_i,j进行数据筛选：判断名义传播速度v_i,j是否在弯曲波传播的速度区间[v_max,v_min]内，若网格中心点P的名义传播速度v_i,j均在速度区间[v_max,v_min]内，则计算该网格中心点P的速度的方差D(v)，否则给方差D(v)赋以一个大值10000；15)搜索所有网格中心点P的方差D(v)中最小值，记录其中心点的坐标；16)定位结果显示。