CN107976329A - 一种基于振动的核电站结构损伤监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于振动的核电站结构损伤监测系统，其包括在线监测部分、实时分析部分、损伤诊断部分、状态评估部分、维护决策部分，其中所述在线监测部分、实时分析部分、损伤诊断部分、状态评估部分以及维护决策部分依次连接。本发明提供的基于振动的核电站结构损伤监测系统，可实现实时或者定期的监测任务，只需1～2名控制人员，且相关人员不必处于辐射厂房内。控制人员指挥在线监测部分，控制激励装置及数据采集装置的运行；对收集到的数据，系统自动进行分析处理，通过选定的信号处理方法，对损伤进行定位、评估。

Description

一种基于振动的核电站结构损伤监测系统

技术领域

本发明涉及一种核电厂房或构筑物的损伤监测系统，具体涉及一种基于振动的核电厂厂房定期在役监测及特殊情况下的检测方法。

背景技术

核电厂的生产相关厂房较多，其中抗震I类、II类的厂房其重要性和安全性要求最高，抗震I类厂房或起到了包容放射性物质不外泄、或起到了保证核电厂在事故工况下的其缓解事故的各项安全措施能够正常运行的重要作用，按辐射强度不等划分为不同的屏蔽分区。

根据目前的核安全相关规范的要求，应定期对核电厂房进行检测，确定老化效应对厂房结构的影响。因环境荷载、疲劳、腐蚀、老化等因素的影响，使用期内不可避免地产生损伤累积、抗力衰退而影响结构寿命，甚至导致突然事故。为防止事故的发生，对已建成和正在使用的结构和设施采用有效手段对其安全状况进行检测、评估、识别、控制和修复损伤显得很有必要。通过结构检测，我们可以确保核电厂房的使用安全，及早发现厂房结构病害及异常现象，为厂房结构的维修养护提供科学依据，以适时采取合理的维修加固方法，延长厂房的使用寿命、提高其承载能力，或通过对结构的评估，采取退役等相关措施。

传统的结构监测多是定期利用相关专用仪器对结构各个部位进行测量、记录和统计，在此过程中，维护人员需到达被测结构构件所在位置，就近才能进行观测，或从高架平台上着手检测。对于像钢制安全壳这类结构，首先是人工检测的难度比较大，再者即使通过预置应变片，也不能完全反映结构在役过程中的所有损伤情况。而基于振动的结构损伤识别技术目前认为是实现上述目标的最佳途径，其主要通过从结构振动信号中提取出具有明确物理意义的损伤信息(指标)来对结构整体的损伤(安全)状态进行监测、识别、评估和风险预警。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于振动的核电站结构损伤监测系统。

本发明提供一种基于振动的核电站结构损伤监测系统，其特征在于，包括：

在线监测部分，其包括外部激励装置、数据采集装置以及结构数字模型；所述外部激励装置和数据采集装置分别是振动信号的输入和输出端口，而结构数字模型是监测数据及结果的运算和显示载体；

实时分析部分，其包括数据处理、统计分析、系统识别、模型修正和仿真计算；所述数据处理后的采集信号，再进行统计分析，并运用到系统识别、模型修正后的结构数字模型上，经仿真计算，识别分析出结构损伤；

损伤诊断部分，其包括以振型曲率和模态应变能作为损伤识别指标，对结构损伤部位进行预警、定位及评估的装置；

状态评估部分，其包括对针对损伤前后结构动力特性及损伤识别指标的对比，对构件的承载能力状态及整个结构状态进行评估的装置；

维护决策部分，其包括通过评估，给出结构或构件的维护、更换或者退役方案的装置；

其中所述在线监测部分、实时分析部分、损伤诊断部分、状态评估部分以及维护决策部分依次连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的基于振动的核电站结构损伤监测系统，可实现实时或者定期的监测任务，只需1～2名控制人员，且相关人员不必处于辐射厂房内。控制人员指挥在线监测部分，控制激励装置及数据采集装置的运行；对收集到的数据，系统自动进行分析处理，通过选定的信号处理方法，对损伤进行定位、评估。

附图说明

图1为符合本发明优选实施例的基于振动的核电站结构损伤监测系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明一实施例提供的一种基于振动的核电站结构损伤监测系统，其包括：

在线监测部分1，其包括外部激励装置、数据采集装置以及结构数字模型；

实时分析部分2，其包括数据处理、统计分析、系统识别、模型修正和仿真计算；

损伤诊断部分3，其包括以振型曲率和模态应变能作为损伤识别指标，对结构损伤部位进行预警、定位及评估的装置；

状态评估部分4，其包括对针对损伤前后结构动力特性及损伤识别指标的对比，对构件的承载能力状态及整个结构状态进行评估的装置；

维护决策部分5，其包括通过评估，给出结构或构件的维护、更换或者退役方案的装置；

其中所述在线监测部分1、实时分析部分2、损伤诊断部分3、状态评估部分4以及维护决策部分5依次连接。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

1、本实施例提供的基于振动的核电站结构损伤监测系统，可实现实时或者定期的监测任务，只需1～2名控制人员，且相关人员不必处于辐射厂房内。控制人员指挥在线监测部分，控制激励装置及数据采集装置的运行；对收集到的数据，系统自动进行分析处理，通过选定的信号处理方法，对损伤进行定位、评估。

本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种基于振动的核电站结构损伤监测系统，其特征在于，包括：

在线监测部分，其包括外部激励装置、数据采集装置以及结构数字模型；所述外部激励装置和数据采集装置分别是振动信号的输入和输出端口，而结构数字模型是监测数据及结果的运算和显示载体；

实时分析部分，其包括数据处理、统计分析、系统识别、模型修正和仿真计算；所述数据处理后的采集信号，再进行统计分析，并运用到系统识别、模型修正后的结构数字模型上，经仿真计算，识别分析出结构损伤；

损伤诊断部分，其包括以振型曲率和模态应变能作为损伤识别指标，对结构损伤部位进行预警、定位及评估的装置；

状态评估部分，其包括对针对损伤前后结构动力特性及损伤识别指标的对比，对构件的承载能力状态及整个结构状态进行评估的装置；

维护决策部分，其包括通过评估，给出结构或构件的维护、更换或者退役方案的装置；

其中所述在线监测部分、实时分析部分、损伤诊断部分、状态评估部分以及维护决策部分依次连接。