一种控制棒驱动线落棒时程的测量方法、装置及设备与流程

1.本发明属于核反应堆控制设备测量技术领域，具体涉及一种控制棒驱动线落棒时程的测量方法、装置及设备。


背景技术：

2.控制棒驱动线包括驱动机构、导向筒、燃料组件、驱动杆、控制棒等，控制棒驱动线通过改变或保持控制棒组件在堆芯中垂直方向的高度，实现反应堆的启停，在反应堆正常运行期间进行反应堆功率调节或维持，在事故工况下在规定时间内快速落棒进行紧急停堆。控制棒驱动线是控制反应堆反应性的关键设备，性能好坏直接影响反应堆的安全。控制落棒时间是保证反应堆安全的重要参数，控制棒的运动是在封闭的空间中，无法直接测试其落棒时程等参数。


技术实现要素：

3.为了解决无法直接测试控制棒驱动机构落棒时程等参数的问题，本发明提供了一种控制棒驱动线落棒时程的测量方法。本发明利用控制棒驱动机构的主轴伺服传动装置中的步进电机线圈在落棒过程中，通过电磁感应产生等间距脉冲电压的原理，测量并记录该脉冲电压，从而得到控制棒驱动机构的落棒时程。
4.本发明通过下述技术方案实现：
5.一种控制棒驱动线落棒时程的测量方法，包括：
6.获取测量得到的控制棒下落带动步进电机转子转动产生的脉冲电压信号h；
7.对获取的脉冲电压信号h作移轴处理；
8.对移轴处理后的每个脉冲电压信号求极值点，获取满足要求的极值点及其对应时间点；
9.将极值点数据用随时间累加的固定的螺距代替，保留时间点数据，即得到落棒时程数据；
10.根据落棒时程数据，得到落棒时程图。
11.优选的，本发明的对获取的脉冲电压信号h作移轴处理步骤具体为：
12.去除脉冲电压信号h前后两端无用的信号；
13.之后将信号进行移轴处理，使得处理后的脉冲电压信号的上端都大于0。
14.优选的，本发明的对移轴处理后的每个脉冲电压信号求极值点步骤具体为：
15.如果脉冲信号中存在离散点满足下式：
16.17.则表示该脉冲信号的极值点满足要求，记录该极值点及其对应时间点数据；
18.其中，h
max
是脉冲电压信号h的最大值。
19.优选的，本发明的根据落棒时程数据，得到落棒时程图步骤包括：
20.将落棒时程数据按实际的落棒高度处理后得到落棒位移信号，并根据落棒位移信号可得到落棒位移时程图。
21.优选的，本发明的根据落棒时程数据，得到落棒时程图步骤还包括：
22.将落棒位移信号求一阶导数后得到落棒速度信号，并根据落棒速度信号可得到落棒速度时程图。
23.优选的，本发明的根据落棒时程数据，得到落棒时程图步骤还包括：
24.将落棒速度信号求一阶导数后得到落棒加速度信号，并根据落棒加速度信号可得到落棒加速度时程图。
25.第二方面，本发明提出了一种控制棒驱动线落棒时程的测量装置，包括数据获取模块、移轴处理模块、极值处理模块、替换模块和时程模块；
26.所述数据获取模块获取测量得到的控制棒下落带动步进电机转子转动产生的脉冲电压信号h；
27.所述移轴处理模块用于对获取的脉冲电压信号h作移轴处理；
28.所述极值处理模块对移轴处理后的每个脉冲电压信号求极值点，获取满足要求的极值点及其对应时间点；
29.所述替换模块将极值点数据用随时间累加的固定的螺距代替，保留时间点数据，即得到落棒时程数据；
30.所述时程模块用于根据落棒时程数据，得到落棒时程图。
31.优选的，本发明的时程模块包括位移时程单元、速度时程单元和加速度时程单元；
32.所述位移时程单元将落棒时程数据按实际的落棒高度处理后得到落棒位移信号，并根据落棒位移信号可得到落棒位移时程图；
33.所述速度时程单元将落棒位移信号求一阶导数后得到落棒速度信号，并根据落棒速度信号可得到落棒速度时程图；
34.所述加速度时程单元将落棒速度信号求一阶导数后得到落棒加速度信号，并根据落棒加速度信号可得到落棒加速度时程图。
35.第三方面，本发明提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明所述方法的步骤。
36.第四方面，本发明提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明所述方法的步骤
37.本发明具有如下的优点和有益效果：
38.1、本发明可获得控制棒驱动机构的落棒时程(位移时程、速度时程、加速度时程等)，为全面评价控制棒驱动线的性能提供了技术支撑。
39.2、本发明对改进控制棒的落棒功能和实现控制棒的国产化，提供了试验依据，具有重要意义。
附图说明
40.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
41.图1为本发明的方法流程示意图。
42.图2为本发明的设备原理框图。
43.图3为本发明的装置原理框图。
具体实施方式
44.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
45.实施例1
46.控制棒驱动线的落棒时程是描述及验证中国实验快堆控制棒驱动线(crdl)工程样机及原型样机(包括控制棒驱动线和补偿—调节棒驱动线)在sl2地震载荷作用下落棒功能的关键项。在国外进行的落棒试验中没有能够给出控制棒的时程图，只给出了控制棒步进电机线圈在落棒过程中产生的脉冲电压图，因此根据相关规定，本实施例在现有条件下，提出了一种控制棒驱动线落棒时程的测量方法，用于测量得到控制棒驱动线的落棒时程。
47.如图1所示，本实施例的方法包括：
48.步骤一、获取测量得到的控制棒下落带动步进电机转子转动产生的脉冲电压信号h。
49.步骤二、对获取的脉冲电压信号h作移轴处理。
50.本实施例首先去除脉冲电压信号前后两端无用的信号，然后将信号进行移轴处理，使得处理后的脉冲电压信号的上端都大于0(即脉冲电压信号波峰都大于0)。
51.步骤三、对移轴处理后的每个脉冲电压信号求极值点，获取满足要求的极值点及其对应时间点。
52.通过分析可知：步进电机落棒电压信号的前段稀疏、中间密集、后段也变稀疏，由此可知每个脉冲电压极值点间隔不相等；且每一个脉冲电压的中心点随时间在移动，即不能由过零法求每个脉冲电压的极值点。因此，本实施例采用的求极值点方法为：
53.对于离散信号h
t(i)
(i＝1,n)，如果满足下式：
[0054][0055]
式中，h
max
是脉冲电压信号h的最大值。
[0056]
记录满足要求的时间点和极值点[t(i)，h
t(i)
]，则得到最大值10％以上的周期信号的极值点。
[0057]
步骤四、将极值点数据用随时间累加的固定的螺距代替，保留时间点数据，即得到落棒时程数据。
[0058]
由于使用电压周期间极大值点来进行的替换，所以累加的值为固定螺距的一半1.354mm，因此替换后即可得到落棒时程数据。
[0059]
步骤五、根据落棒时程数据，得到落棒时程图。
[0060]
本实施例的步骤五还包括：
[0061]
将落棒时程数据按实际的落棒高度处理后得到落棒位移信号，并根据落棒位移信号可得到落棒位移时程图。
[0062]
将落棒位移信号求一阶导数后得到落棒速度信号，并根据落棒速度信号可得到落棒速度时程图。
[0063]
将落棒速度信号求一阶导数后得到落棒加速度信号，并根据落棒加速度信号可得到落棒加速度时程图。
[0064]
本实施例的方法原理为：
[0065]
根据控制棒驱动线的结构本身及落棒特点，棒体下落带动控制棒驱动机构的步进电机线圈转子，通过电磁感应产生脉冲电压，测量并记录该脉冲电压，每一个脉冲电压周期相当于控制棒驱动机构下降一个螺距的距离。由于该螺距尺寸是固定的，所以只要取得该脉冲电压每一个脉冲的极值和其相对应的时间点，以其时间点作为x轴，随时间点累加的固定的螺距作为y轴，这样生成的数据就可以得到控制棒驱动线的落棒位移时程。再将落棒位移时程一次求导即可得到落棒速度时程，将落棒速度时程一次求导可得到落棒加速度时程。
[0066]
本实施例还提出了一种计算机设备，用于执行本实施例的上述方法。
[0067]
具体如图2所示，计算机设备包括处理器、内存储器和系统总线；内存储器和处理器在内的各种设备组件连接到系统总线上。处理器是一个用来通过计算机系统中基本的算术和逻辑运算来执行计算机程序指令的硬件。内存储器是一个用于临时或永久性存储计算程序或数据(例如，程序状态信息)的物理设备。系统总线可以为以下几种类型的总线结构中的任意一种，包括存储器总线或存储控制器、外设总线和局部总线。处理器和内存储器可以通过系统总线进行数据通信。其中内存储器包括只读存储器(rom)或闪存(图中未示出)，以及随机存取存储器(ram)，ram通常是指加载了操作系统和计算机程序的主存储器。
[0068]
计算机设备一般包括一个外存储设备。外存储设备可以从多种计算机可读介质中选择，计算机可读介质是指可以通过计算机设备访问的任何可利用的介质，包括移动的和固定的两种介质。例如，计算机可读介质包括但不限于，闪速存储器(微型sd卡)，cd-rom，数字通用光盘(dvd)或其它光盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备，或者可用于存储所需信息并可由计算机设备访问的任何其它介质。
[0069]
计算机设备可在网络环境中与一个或者多个网络终端进行逻辑连接。网络终端可以是个人电脑、服务器、路由器、智能电话、平板电脑或者其它公共网络节点。计算机设备通过网络接口(局域网lan接口)与网络终端相连接。局域网(lan)是指在有限区域内，例如家庭、学校、计算机实验室、或者使用网络媒体的办公楼，互联组成的计算机网络。wifi和双绞线布线以太网是最常用的构建局域网的两种技术。
[0070]
应当指出的是，其它包括比计算机设备更多或更少的子系统的计算机系统也能适用于发明。
[0071]
如上面详细描述的，适用于本实施例的计算机设备能执行控制棒驱动线落棒时程
的测量方法的指定操作。计算机设备通过处理器运行在计算机可读介质中的软件指令的形式来执行这些操作。这些软件指令可以从存储设备或者通过局域网接口从另一设备读入到存储器中。存储在存储器中的软件指令使得处理器执行上述的群成员信息的处理方法。此外，通过硬件电路或者硬件电路结合软件指令也能同样实现本发明。因此，实现本实施例并不限于任何特定硬件电路和软件的组合。
[0072]
实施例2
[0073]
本实施例提出了一种控制棒驱动线落棒时程的测量装置，如图3所示，包括：数据获取模块、移轴处理模块、极值处理模块、替换模块、时程模块。
[0074]
其中，数据获取模块获取测量得到的控制棒下落带动步进电机转子转动产生的脉冲电压信号h。
[0075]
移轴处理模块用于对获取的脉冲电压信号h作移轴处理。
[0076]
极值处理模块对移轴处理后的每个脉冲电压信号求极值点，获取满足要求的极值点及其对应时间点。
[0077]
替换模块将极值点数据用随时间累加的固定的螺距代替，保留时间点数据，即得到落棒时程数据。
[0078]
时程模块用于根据落棒时程数据，得到落棒时程图。
[0079]
本实施例的时程模块包括位移时程单元、速度时程单元和加速度时程单元。
[0080]
其中，位移时程单元将落棒时程数据按实际的落棒高度处理后得到落棒位移信号，并根据落棒位移信号可得到落棒位移时程图。
[0081]
速度时程单元将落棒位移信号求一阶导数后得到落棒速度信号，并根据落棒速度信号可得到落棒速度时程图。
[0082]
加速度时程单元将落棒速度信号求一阶导数后得到落棒加速度信号，并根据落棒加速度信号可得到落棒加速度时程图。
[0083]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。