[发明专利]一种基于声发射技术的阀门内漏监测方法及装置

说明书

本发明属于核电厂管道阀门内漏检测技术领域，具体涉及一种基于声发射技术的阀门内漏监测方法及装置。包括由高温型压电晶片，高温型压电晶片粘贴于阀门外表面，与信号采集装置连接，信号采集装置连接到信号分析处理模块，高温型压电晶片受到阀门内漏处产生的声发射应力波产生响应信号，由信号采集装置采集并传输至信号分析后处理模块处理，信号分析后处理模块通过计算相关声发射指标，与阈值比较输出阀门内漏情况，所述终端机用于建立数据库标准，信号降噪模块设置于系统内部，用于减少噪声干扰。有益效果在于：利用基于卷积神经网络‑自组织映射神经网络的阀门内漏监测信号的大数据特征提取架构，实现聚类结果的可视化。

技术领域

本发明属于核电厂管道阀门内漏检测技术领域，具体涉及一种基于声发射技术的阀门内漏监测方法及装置。

背景技术

阀门内漏是核电厂阀门使用过程中潜在的故障模式之一。阀门内漏一般存在于阀瓣密封面处，如闸阀或截止阀中闸板出现裂缝导致其与阀座密封不良等。目前核电厂缺乏有效的阀门内漏监测手段，常以人工巡检的方式逐个排查。但是人工巡检也存在一些局限性，比如，人工巡检使用的非接触式传感器在不拆开保温层的情况下检测灵敏度较低，而且人工巡检在时间和空间维度上均存在一定的检测盲区，难以实现核电厂设备精细化管理目标。核电厂阀门数量较多，阀门内漏是共性问题，如果阀门内漏得不到及时排查，将影响机组发电效率，造成较大的经济损失。近年来，核电厂阀门内漏问题得到了业界广泛关注，阀门内漏的在线监测技术也成为了热点研究问题。

本发明主要是针对以上问题，为核电厂运维提供一种阀门内漏监测手段，该手段基于声发射技术，在管道阀门运行期间对阀门内漏情况进行实时监测，具有阀门内漏预警和定量评估等功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于声发射技术的阀门内漏监测方法及装置，以在阀门结构表面布置分布式高温型原位压电晶片为物理手段，搭建阀门内漏声发射采集系统，对核电厂高能管道闸阀和截止阀内漏建立了数据库标准，利用声发射阀门内漏量的关系对阀门状态进行评估，最终解决了核电厂高能管道阀门内漏测点布置困难、信噪比差等难题，利用较低的成本实现了阀门内漏的在线原位实时监测目的，极大地提高了核工业管道关键阀门的监测效率和精确度。

本发明的技术方案如下：一种基于声发射技术的阀门内漏监测装置，包括由高温型压电晶片、信号采集装置、信号降噪模块、信号分析后处理模块和终端机；

所述高温型压电晶片粘贴于阀门外表面，与信号采集装置连接，信号采集装置连接到信号分析处理模块，所述高温型压电晶片受到阀门内漏处产生的声发射应力波产生响应信号，由信号采集装置采集并传输至信号分析后处理模块处理，信号分析后处理模块通过计算相关声发射指标，与阈值比较输出阀门内漏情况，所述终端机用于建立数据库标准，信号降噪模块设置于系统内部，用于减少噪声干扰。

所述高温型压电晶片由压电陶瓷添加铋层状结构制成。

所述高温型压电晶片使用耐高温有机硅橡胶粘贴于阀门外表面。

所述信号采集装置为NI多通道数据采集系统。

所述NI多通道数据采集系统所述硬件包括NI USB-6366多功能I/O设备和CTS-8682D前置放大器。

所述信号降噪模块为Butterworth滤波器和IMF-Wavelet降噪模块。

所述的Butterworth滤波器中通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。

所述的IMF-Wavelet降噪可对输入信号通过EMD自适应分解成多个信号分量，再使用小波降噪对各信号分量进行降噪处理。

所述的EMDEMD自适应分解的步骤如下：

a)寻找输入声发射信号的局部最大值和局部最小值；