核電作為一種技術(shù)成熟的清潔能源，在我國(guó)有著廣闊的發(fā)展前景。核電與煤電，風(fēng)電等相比雖然具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，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(jì)，考慮到水流的影響，很難保證所有零部件都不松動(dòng)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(duì)核電站一回路內(nèi)可能存在的松動(dòng)部件進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷，在核電站一回路內(nèi)必須安裝松動(dòng)部件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。松動(dòng)部件監(jiān)測(cè)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(jì)運(yùn)行提供重要保障。 目前，國(guó)外核電站松動(dòng)部件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)具有很強(qiáng)的生命力，呈現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。我國(guó)對(duì)于核電站松動(dòng)部件監(jiān)測(cè)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(yùn)行安全性和可靠性的松動(dòng)件故障診斷技術(shù)，并在診斷的智能化上有進(jìn)一步的發(fā)展和提高具有非常重要的意義。本文結(jié)合國(guó)家科技重大專項(xiàng)“核電站松動(dòng)件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)樣機(jī)研究(KYZ193612003)”和“浙江省公益技術(shù)社會(huì)發(fā)展項(xiàng)目（2012C23017）”，對(duì)核電站松動(dòng)件定位、質(zhì)量估計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，提出了基于CWT的Hilbert包絡(luò)線到達(dá)時(shí)差估算方法和小波能量譜質(zhì)量估計(jì)法，并通過LabVIEW進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。 論文的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集部分，分別闡述了平板沖擊實(shí)驗(yàn)和鍋爐背景噪聲采集實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建過程。包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)步驟等。該部分完成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集，并對(duì)鍋爐背景噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為后序的定位理論算法和質(zhì)量估計(jì)理論算法的驗(yàn)證提供了必要的數(shù)據(jù)。 論文結(jié)合時(shí)-頻域信號(hào)處理方法，提出了一種基于CWT的Hilbert包絡(luò)線到達(dá)時(shí)差估算方法。該方法先通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行連續(xù)小波變換(Continuous Wavelet Transform，CWT)得到信號(hào)主頻帶內(nèi)的信號(hào)，然后再求主頻帶內(nèi)信號(hào)的希爾伯特包絡(luò)線，取包絡(luò)線的首個(gè)峰值所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻作為信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，然后結(jié)合網(wǎng)格定位法進(jìn)行松動(dòng)件定位。論文中通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)該方法進(jìn)行了分析，根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(qiáng)。 論文中對(duì)現(xiàn)有質(zhì)量估計(jì)方法的原理和特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并針對(duì)其存在的缺點(diǎn)提出一種基于小波能量譜的質(zhì)量估計(jì)方法。該方法首先采用小波能量譜的計(jì)算方法對(duì)不同質(zhì)量沖擊信號(hào)小波能量譜的峰值進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)不同質(zhì)量對(duì)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(shí)現(xiàn)質(zhì)量估計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法質(zhì)量估計(jì)誤差較小，且抗干擾能力強(qiáng)。 論文中基于LabVIEW分別編程實(shí)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(dá)時(shí)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(gè)模塊組合成為松動(dòng)件定位分析系統(tǒng)。并通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試和驗(yàn)證，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)各種到達(dá)時(shí)差估算方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析比較。最后，用LabVIEW開發(fā)了LPMS原理樣機(jī)主要軟件，實(shí)現(xiàn)了松動(dòng)件的在線監(jiān)測(cè)、松動(dòng)件定位、質(zhì)量估計(jì)等功能。
【學(xué)位單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)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(guó)內(nèi)外 LPMS 概況
    1.3 國(guó)內(nèi)外松動(dòng)件定位方法研究
        1.3.1 到達(dá)時(shí)差定位法
        1.3.2 交叉圓定位法
        1.3.3 掃描定位法
    1.4 國(guó)內(nèi)外質(zhì)量估計(jì)方法研究
        1.4.1 基于 Hertz 碰撞理論的質(zhì)量估計(jì)方法
        1.4.2 頻率比質(zhì)量估計(jì)法
        1.4.3 基于支持向量機(jī)的質(zhì)量估計(jì)法
        1.4.4 基于模式識(shí)別技術(shù)的質(zhì)量估計(jì)法
        1.4.5 基于小波包分解的質(zhì)量估計(jì)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?jī)?nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
2 松動(dòng)件沖擊信號(hào)數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>    2.3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        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(shí)驗(yàn)內(nèi)容
    2.5 實(shí)驗(yàn)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(hào)獲取試驗(yàn)步驟
        2.5.4 平板沖擊信號(hào)采集實(shí)驗(yàn)步驟
        2.5.5 鍋爐背景噪聲采集實(shí)驗(yàn)步驟
    2.6 實(shí)驗(yàn)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(dá)時(shí)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(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與定位實(shí)現(xiàn)步驟
        3.4.2 無噪聲試驗(yàn)結(jié)果和分析
        3.4.3 鍋爐背景噪聲實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
    3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
    3.6 本章小結(jié)
4 小波能量譜質(zhì)量估計(jì)法
    4.1 引言
    4.2 現(xiàn)有質(zhì)量估計(jì)方法
        4.2.1 基于 Hertz 理論的質(zhì)量估計(jì)方法
        4.2.2 基于傅里葉譜的質(zhì)量估計(jì)法
    4.3 小波能量譜質(zhì)量估計(jì)方法
    4.4 實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析
        4.4.1 無噪聲沖擊試驗(yàn)分析
        4.4.2 背景噪聲下沖擊試驗(yàn)分析
        4.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
    4.5 本章小結(jié)
5 基于 LABVIEW 的松動(dòng)件定位算法實(shí)現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 基于 LabVIEW 的定位算法實(shí)現(xiàn)
        5.2.1 LabVIEW 簡(jiǎn)介
        5.2.2 網(wǎng)格定位法的實(shí)現(xiàn)步驟
        5.2.3 到達(dá)時(shí)間差算法程序設(shè)計(jì)
        5.2.4 查表法定位程序
    5.3 實(shí)驗(yàn)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(dòng)部件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)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(jì)
        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(hù)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(xiàn)
學(xué)期間取得的科研成果

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2885066