CN108053902A - 一种基于振动的安全壳结构损伤监测装置 - Google Patents

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于晓梅
叶苏疏
王波
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    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/003—Remote inspection of vessels, e.g. pressure vessels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

本发明提供一种基于振动的安全壳结构损伤监测装置，其包括：敲击力锤；电荷载放大器；加速度传感器；计算机LMS分析软件。本发明提供的基于振动的安全壳结构损伤监测装置，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

一种基于振动的安全壳结构损伤监测装置
技术领域
本发明涉及一种核电领域的安全壳损伤监测方法，具体涉及一种基于振动的核电厂安全壳定期在役监测及特殊情况下的检测方法。
背景技术
安全壳/屏蔽厂房是核电厂最重要的构筑物，其主要功能是在假想的设计基准事故后，承受内压，包容气载放射性释放物，并在正常运行期间为反应堆堆芯和冷却剂系统提供屏障。安全壳/屏蔽厂房也是反应堆的热力边界，具有将设计基准事故后产生的热量排入大气、防止超压的功能。同时，安全壳/屏蔽厂房对安全壳内部结构起保护作用，防止龙卷风等外部恶劣环境和飞机等大型飞射物对核岛的破坏。
目前较为流行的安全壳/屏蔽厂房类型主要包括带钢衬里的预应力混凝土安全壳、由预应力混凝土安全壳和普通混凝土安全壳组成的双层安全壳和由钢安全壳与钢筋/预应力钢筋混凝土屏蔽厂房共同组成的双层安全壳。
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。而基于振动的安全壳结构损伤监测方法则可以通过远程控制，定期检测，对比收集的频谱信号，判断安全壳老化速率，并通过检测数据进行结构损伤的程度和位置判定，及时进行安全壳体结构的修复工作。
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安全壳结构损伤监测装置。
本发明提供一种基于振动的安全壳结构损伤监测装置，其特征在于，包括：
敲击力锤，其为冲击激励设备，经配置以通过远程控制开启；
电荷载放大器，其为经过荷载传感器将荷载转换成信号后，通过放大器将信号放大的装置；
加速度传感器，其为能够测量加速力的电子设备；
DEWESOFT信号采集仪，其为在敲击力锤激励后，通过安全壳上的布点，进行信号的收集的装置；
计算机LMS分析软件，其为对搜集的信号进行存储和分析的装置；其中,加速度传感器设置在安全壳表面，敲击力锤敲击安全壳，加速度传感器获取此加速力，并转换成电信号，通过电荷载放大器与加速度传感器接连将信号放大，并通过连接信号采集仪收集信号。
优选的，所述敲击力锤的垂头材料根据实验结果或计算机仿真计算结果确定的结构固有频率进行确定。
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安全壳结构损伤监测装置，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安全壳结构损伤监测装置的示意图。
图2为安全壳体的平面布置示意图。
图3为安全壳体的立面示意图。
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安全壳结构损伤监测装置，其特征在于，包括：
敲击力锤，其为冲击激励设备，经配置以通过远程控制开启；
电荷载放大器，其为经过荷载传感器将荷载转换成信号后，通过放大器将信号放大的装置；
加速度传感器，其为能够测量加速力的电子设备；
DEWESOFT信号采集仪，其为在敲击力锤激励后，通过安全壳上的布点，进行信号的收集的装置；
计算机LMS分析软件，其为对搜集的信号进行存储和分析的装置。
所述敲击力锤的垂头材料根据实验结果或计算机仿真计算结果确定的结构固有频率进行确定。
基于振动的安全壳结构损伤监测装置的使用方法如下：
在安全壳外围特定位置设置装有力学传感器的敲击力锤装置，设置通过远程控制，操控器锤击时间、频度与力度。在安全壳外围布置信号采集仪，利用单点激励多点拾振的模态分离法进行信号收集。收集信号最终输入计算机进行存储和对比分析。
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安全壳结构损伤监测装置，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 (2)

1.一种基于振动的安全壳结构损伤监测装置，其特征在于，包括：
敲击力锤，其为冲击激励设备，经配置以通过远程控制开启；
电荷载放大器，其为经过荷载传感器将荷载转换成信号后，通过放大器将信号放大的装置；
加速度传感器，其为能够测量加速力的电子设备；
DEWESOFT信号采集仪，其为在敲击力锤激励后，通过安全壳上的布点，进行信号的收集的装置；
计算机LMS分析软件，其为对搜集的信号进行存储和分析的装置；
其中,加速度传感器设置在安全壳表面，敲击力锤敲击安全壳，加速度传感器获取此加速力，并转换成电信号，通过电荷载放大器与加速度传感器接连将信号放大，并通过连接信号采集仪收集信号。
2.如权利要求1所示的基于振动的安全壳结构损伤监测装置，其特征在于，所述敲击力锤的垂头材料根据实验结果或计算机仿真计算结果确定的结构固有频率进行确定。
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