基于渦流信號(hào)識(shí)別技術(shù)的全自動(dòng)數(shù)據(jù)采集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于核電站無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]蒸汽發(fā)生器傳熱管是核電站一回路壓力邊界完整性的關(guān)鍵部件，同時(shí)它又是整個(gè)回路中最薄弱的環(huán)節(jié)，目前對(duì)傳熱管進(jìn)行檢測(cè)最有效的方式為渦流無(wú)損檢測(cè)。
[0003]整個(gè)渦流檢測(cè)系統(tǒng)通常由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，可劃分為信號(hào)系統(tǒng)、定位掃查系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)三大部分。其中信號(hào)系統(tǒng)主要包括渦流信號(hào)采集系統(tǒng)、渦流信號(hào)分析軟件、渦流儀器、探頭等相關(guān)組件組成。渦流檢測(cè)過(guò)程中，信號(hào)采集是整個(gè)過(guò)程的先決條件，信號(hào)采集軟件集成了定位器控制子系統(tǒng)、渦流儀器控制模塊、推拔器控制軟件等軟件系統(tǒng)，通過(guò)控制這些子系統(tǒng)，協(xié)調(diào)定位器、推拔器有序運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)渦流信號(hào)的采集。采集完成后，由分析軟件對(duì)信號(hào)進(jìn)行判傷分析并生成檢測(cè)報(bào)告，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸汽發(fā)生器傳熱管的檢測(cè)。
[0004]目前采集軟件提供三種信號(hào)采集模式，分別為手動(dòng)采集、半自動(dòng)采集以及全自動(dòng)采集。國(guó)外相關(guān)渦流檢測(cè)公司均研發(fā)了相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)這三種采集模式，其中全自動(dòng)采集由于效率高、定位精度好、可減少人為失誤等優(yōu)點(diǎn)被作為主要采集模式廣泛推廣，從技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度而言，難度也最大，其中采集區(qū)域的實(shí)時(shí)定位技術(shù)是自動(dòng)采集方法的主要難點(diǎn)。一些國(guó)外公司采用在推拔器導(dǎo)管管端增加感應(yīng)器以檢測(cè)探頭位置的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)管端定位，解決了全管自動(dòng)采集的問(wèn)題，但半管段、任意區(qū)間(例如脹管段)的自動(dòng)采集依然是大部分檢測(cè)公司的難點(diǎn)。并且在推拔器導(dǎo)管管端增加感應(yīng)器，會(huì)使得系統(tǒng)部件增多，擴(kuò)大系統(tǒng)體積，降低系統(tǒng)適用性，同時(shí)感應(yīng)器由于本身屬于電子器件，存在失效的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是提供一種通過(guò)識(shí)別信號(hào)特征定位傳熱管檢測(cè)區(qū)域的方法，用于蒸汽發(fā)生器渦流檢測(cè)全自動(dòng)采集，滿足傳熱管全管區(qū)、半管區(qū)、彎管區(qū)以及自定義區(qū)域的自動(dòng)定位、自動(dòng)采集需求，在不增加系統(tǒng)體積的前提下，增強(qiáng)系統(tǒng)功能，提高適用性。
[0006]本發(fā)明是如此實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種基于渦流信號(hào)識(shí)別技術(shù)的全自動(dòng)數(shù)據(jù)采集方法，其中，包括如下步驟:
[0008]步驟1，設(shè)定檢測(cè)邊界和數(shù)據(jù)記錄邊界，建立上述邊界處的渦流數(shù)字信號(hào)的特征信號(hào)模型；
[0009]步驟2，控制探頭從管口進(jìn)入被測(cè)管道，并以指定速率向內(nèi)運(yùn)動(dòng)；
[0010]步驟3，渦流儀器實(shí)時(shí)采集渦流數(shù)字信號(hào)，當(dāng)獲取的信號(hào)和檢測(cè)邊界的特征信號(hào)匹配時(shí)，停止前進(jìn)；
[0011]步驟4，開(kāi)始數(shù)據(jù)自動(dòng)采集；
[0012]探頭到達(dá)檢測(cè)邊界后，使得探頭從被測(cè)管道向外退出，并且同時(shí)開(kāi)始信號(hào)的自動(dòng)采集，直到探頭到達(dá)記錄邊界；
[0013]步驟5，停止數(shù)據(jù)自動(dòng)采集；
[0014]當(dāng)探頭到達(dá)記錄邊界后，即停止數(shù)據(jù)采集，將探頭退出被測(cè)管道。
[0015]如上所述的一種基于渦流信號(hào)識(shí)別技術(shù)的全自動(dòng)數(shù)據(jù)采集方法，其中，完成步驟5后，當(dāng)還存在需要探測(cè)的管道時(shí)，探頭到達(dá)另一個(gè)需要探測(cè)的管道處，進(jìn)行步驟2?步驟5。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0017]I相比推拔器管端增加感應(yīng)器的方法，基于信號(hào)識(shí)別的定位方法節(jié)約了成本，可靠性更高。
[0018]2采用信號(hào)識(shí)別，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)，一旦探頭達(dá)到特征處，相關(guān)的數(shù)字信號(hào)就能實(shí)時(shí)被計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)換和識(shí)別。
[0019]3采用手動(dòng)采集時(shí)，采集人員必須時(shí)刻監(jiān)視渦流信號(hào)，判斷探頭位置，從而控制探頭前進(jìn)和后退，稍有疏忽就有可能損壞探頭，所以采集人員一直處于高壓力工作狀態(tài)，采用自動(dòng)采集方法，大大緩解了采集人員的壓力。
[0020]4目前依照此方法的自動(dòng)采集系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于國(guó)內(nèi)多個(gè)渦流檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，包括嶺澳核電廠、福清核電廠、方家山核電廠等。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是不同結(jié)構(gòu)的渦流信號(hào)特征不同；
[0022]圖2是基于信號(hào)特征識(shí)別的自動(dòng)采集時(shí)探頭運(yùn)動(dòng)流程；
[0023]圖3是對(duì)于渦流信號(hào)處于管內(nèi)還是管外做了標(biāo)示；
[0024]圖4是計(jì)算信號(hào)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)傳熱管位置示意圖；
[0025]圖5是渦流全自動(dòng)采集系統(tǒng)配置圖；
[0026]圖6是采集范圍和特征提取。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0028]本發(fā)明的原理是依據(jù)渦流檢測(cè)原理進(jìn)行，探頭在傳熱管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在管壁會(huì)產(chǎn)生渦流，當(dāng)探頭運(yùn)動(dòng)時(shí)，管壁形狀、缺陷、尺寸或電磁特性變化使所設(shè)置的線圈阻抗發(fā)生變化，渦流儀器通過(guò)采集這一變化形成渦流數(shù)字信號(hào)，在傳熱管管端、各支撐結(jié)構(gòu)、防震條、彎管段等位置，由于形狀結(jié)構(gòu)不同形成的渦流信號(hào)均不相同，主要不同特征體現(xiàn)在信號(hào)幅值、相位、長(zhǎng)條圖變化趨勢(shì)(單分量)、數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)等，如圖1所示，在各個(gè)位置利用渦流信號(hào)可以得到不同的圖形。通過(guò)識(shí)別實(shí)時(shí)采集的信號(hào)特征就能確定探頭當(dāng)前所在位置，從而實(shí)現(xiàn)探頭任意結(jié)構(gòu)的定位。以下，是此思路的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
[0029]此方法實(shí)施方式如下:
[0030]?步驟1，設(shè)定檢測(cè)邊界和數(shù)據(jù)記錄邊界，建立上述邊界處的渦流數(shù)字信號(hào)的特征信號(hào)模型；
[0031]上述模型可以通過(guò)理論分析得到，也可以通過(guò)實(shí)際探測(cè)得到；上述信號(hào)模型將作為探頭運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的信號(hào)采集過(guò)程開(kāi)始和停止的匹配條件；
[0032]如圖1所示，本實(shí)施例中，根據(jù)渦流信號(hào)繪制了便于識(shí)別和對(duì)比的圖形，當(dāng)然，在采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)判別的過(guò)程中，也可以不使用如此較為復(fù)雜的圖形，而是僅僅通過(guò)信號(hào)幅值來(lái)判別也可以，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)需要自行選定，例如，如圖6所示即可。
[0033]?步驟2，控制探頭從管口進(jìn)入被測(cè)管道，并以指定速率向內(nèi)運(yùn)動(dòng)；
[0034]此處，根據(jù)不同的檢測(cè)對(duì)象和檢測(cè)設(shè)備，需要設(shè)置不同的參數(shù)，本實(shí)施例中，設(shè)置包括自動(dòng)采集計(jì)劃、進(jìn)行記錄的時(shí)間延遲量、測(cè)量通道、推拔器運(yùn)動(dòng)速度、采樣率等多個(gè)參數(shù)；
[0035]?步驟3，渦流儀器實(shí)時(shí)采集渦流數(shù)字信號(hào)，當(dāng)獲取的信號(hào)和檢測(cè)邊界的特征信號(hào)匹配時(shí)，停止前進(jìn)；
[0036]?步驟4，開(kāi)始數(shù)據(jù)自動(dòng)采集；
[0037]探頭到達(dá)檢測(cè)邊界后，控制推拔器的運(yùn)動(dòng)，使得探頭從被測(cè)管道向外退出，并且同時(shí)開(kāi)始信號(hào)的自動(dòng)采集，實(shí)現(xiàn)被測(cè)管道即傳熱管數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，直到探頭到達(dá)記錄邊界；
[0038]步驟2?步驟4所述的探頭運(yùn)行軌跡主要如圖2所示。
[0039]現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，推拔器將探頭送入傳熱管，探頭前進(jìn)過(guò)程中，渦流信號(hào)采集軟件實(shí)時(shí)獲取渦流儀器采集的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)信號(hào)特征分析，同各個(gè)結(jié)構(gòu)信號(hào)的特征進(jìn)行匹配，實(shí)時(shí)確定探頭所在的結(jié)構(gòu)位置，當(dāng)探頭到達(dá)預(yù)設(shè)的檢測(cè)區(qū)域邊界(邊界處為管端、管板、分流板、任一支撐板或任一防震條)，采集軟件通知推拔器控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)探頭回拉，同時(shí)開(kāi)始保存采集的數(shù)字信號(hào)；探頭后退過(guò)程中，采集軟件發(fā)現(xiàn)結(jié)束邊界的特征信號(hào)時(shí)，停止記錄數(shù)據(jù)，停止推拔器運(yùn)動(dòng)，完成一根傳熱管信號(hào)的自動(dòng)采集，隨后采集軟件自動(dòng)控制定位器移動(dòng)探頭到下一根采集管，繼續(xù)采集，直到完成整個(gè)采集計(jì)劃。
[0040]探頭運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，采集軟件通過(guò)分析數(shù)字信號(hào)特征確定探頭所在位置，實(shí)時(shí)顯示探頭位置信息，顯示方式包括圖形顯示(用二維或三維表示傳熱管、探頭位置信息)、文字方式顯示以及信號(hào)線標(biāo)識(shí)(不同區(qū)域用不同顏色顯示信號(hào))等方法(見(jiàn)圖3采用對(duì)于管內(nèi)區(qū)域和管外區(qū)域做了標(biāo)示)。
[0041]依據(jù)推拔器運(yùn)動(dòng)速度和渦流信號(hào)采樣率，確定數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)點(diǎn)同實(shí)際傳熱管位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算效果見(jiàn)圖4，計(jì)算公式如下:
[0042]傳熱管任一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)的編號(hào)=此點(diǎn)位置* (采樣率/探頭速度)
[0043]并且能夠判定此處位置的結(jié)構(gòu)特性，即得到數(shù)據(jù)點(diǎn)后，進(jìn)一步得到如圖1所示的各種圖形化信號(hào)，與圖1中所述各種圖形進(jìn)行對(duì)比，獲取當(dāng)前位置結(jié)構(gòu)特征。
[0044].步驟5，停止數(shù)據(jù)自動(dòng)采集；
[0045]當(dāng)探頭到達(dá)記錄邊界后，即停止數(shù)據(jù)采集，將探頭退出被測(cè)管道。
[0046]?步驟6，當(dāng)存在另一個(gè)需要探測(cè)的管道時(shí)，探頭到達(dá)另一個(gè)需要探測(cè)的管道處，進(jìn)行步驟2。如此反復(fù)，可以自動(dòng)進(jìn)行大批管道的數(shù)據(jù)采集過(guò)程。
[0047]采集過(guò)程中，采集系統(tǒng)還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控各硬件設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警，并自動(dòng)采取相關(guān)保護(hù)措施，例如，當(dāng)探頭伸入管道，運(yùn)行時(shí)間大于一定閾值而沒(méi)有獲取到檢測(cè)邊界特征信號(hào)時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，停止探頭的伸入，防止由于誤檢測(cè)導(dǎo)致探頭超出運(yùn)行范圍。
[0048]自動(dòng)采集過(guò)程中，采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控各硬件設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并顯示這些信息。
[0049]此外，針對(duì)采集系統(tǒng)硬件的一些重要指標(biāo)，也可以設(shè)立報(bào)警和相關(guān)處理措施。
[0050]如推拔器被監(jiān)控的指標(biāo)可以包括控制箱氣壓、電機(jī)反饋電流、網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)速度等，設(shè)置的處理措施包括當(dāng)反饋電流大于某個(gè)設(shè)定值和網(wǎng)絡(luò)斷線時(shí)推拔器停止運(yùn)動(dòng)。通過(guò)此方法保障整個(gè)采集系統(tǒng)的可靠性。整個(gè)采集系統(tǒng)配置可以如圖5所示。
[0051]上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作了詳細(xì)說(shuō)明，上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于渦流信號(hào)識(shí)別技術(shù)的全自動(dòng)數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1，設(shè)定檢測(cè)邊界和數(shù)據(jù)記錄邊界，建立上述邊界處的渦流數(shù)字信號(hào)的特征信號(hào)模型； 步驟2，控制探頭從管口進(jìn)入被測(cè)管道，并以指定速率向內(nèi)運(yùn)動(dòng)； 步驟3，渦流儀器實(shí)時(shí)采集渦流數(shù)字信號(hào)，當(dāng)獲取的信號(hào)和檢測(cè)邊界的特征信號(hào)匹配時(shí)，停止前進(jìn)； 步驟4，開(kāi)始數(shù)據(jù)自動(dòng)采集； 探頭到達(dá)檢測(cè)邊界后，使得探頭從被測(cè)管道向外退出，并且同時(shí)開(kāi)始信號(hào)的自動(dòng)采集，直到探頭到達(dá)記錄邊界； 步驟5，停止數(shù)據(jù)自動(dòng)采集； 當(dāng)探頭到達(dá)記錄邊界后，即停止數(shù)據(jù)采集，將探頭退出被測(cè)管道。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于渦流信號(hào)識(shí)別技術(shù)的全自動(dòng)數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，完成步驟5后，當(dāng)還存在需要探測(cè)的管道時(shí)，探頭到達(dá)另一個(gè)需要探測(cè)的管道處，進(jìn)行步驟2?步驟5。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于核電站無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于渦流信號(hào)識(shí)別技術(shù)的全自動(dòng)數(shù)據(jù)采集方法。包括：步驟1，設(shè)定檢測(cè)邊界和數(shù)據(jù)記錄邊界，建立上述邊界處的渦流數(shù)字信號(hào)的特征信號(hào)模型；步驟2，控制探頭從管口進(jìn)入被測(cè)管道，并以指定速率向內(nèi)運(yùn)動(dòng)；步驟3，渦流儀器實(shí)時(shí)采集渦流數(shù)字信號(hào)，當(dāng)獲取的信號(hào)和檢測(cè)邊界的特征信號(hào)匹配時(shí)，停止前進(jìn)；步驟4，開(kāi)始數(shù)據(jù)自動(dòng)采集；探頭到達(dá)檢測(cè)邊界后，使得探頭從被測(cè)管道向外退出，并且同時(shí)開(kāi)始信號(hào)的自動(dòng)采集，直到探頭到達(dá)記錄邊界；步驟5，停止數(shù)據(jù)自動(dòng)采集；當(dāng)探頭到達(dá)記錄邊界后，即停止數(shù)據(jù)采集，將探頭退出被測(cè)管道。相比推拔器管端增加感應(yīng)器的方法，基于信號(hào)識(shí)別的定位方法節(jié)約成本，可靠性高。
【IPC分類(lèi)】G01N27-90
【公開(kāi)號(hào)】CN104749243
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310750324
【發(fā)明人】馮美名, 韓捷, 聶煒超, 杜振坤, 廖述圣
【申請(qǐng)人】中核武漢核電運(yùn)行技術(shù)股份有限公司, 核動(dòng)力運(yùn)行研究所
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月31日