CN112599260A

CN112599260A - 核动力设备的健康监测系统、方法、装置和计算机设备

Info

Publication number: CN112599260A
Application number: CN202011428574.0A
Authority: CN
Inventors: 李权彰; 叶亮; 周建明; 唐叔建; 路广遥; 刘强; 李�诚; 刘志斌; 秦小明
Original assignee: China General Nuclear Power Corp; China Nuclear Power Technology Research Institute Co Ltd; CGN Power Co Ltd
Current assignee: China General Nuclear Power Corp; China Nuclear Power Technology Research Institute Co Ltd; CGN Power Co Ltd; China Nuclear Power Institute Co Ltd
Priority date: 2020-12-09
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2021-04-02

Abstract

本申请涉及一种核动力设备的监测系统、方法、计算机设备和存储介质。该监测系统包括：探测装置，探测装置包括焊缝探测模块、应变探测模块和位移探测模块中的至少一种，焊缝探测模块用于探测待监测的核动力设备上的焊缝活性缺陷，应变探测模块用于探测核动力设备的部件结构的应力形变，位移探测模块用于探测核动力设备上的部件之间的相对位移；信号采集装置，信号采集装置的输入端与探测装置连接，用于采集探测装置探测核动力设备结构时输出的探测信号；监测装置，监测装置与信号采集装置的输出端连接，用于获取信号采集装置采集的探测信号，并基于探测信号对核动力设备进行连续的状态监测。该监测系统能够提高核动力设备运行的安全性。

Description

核动力设备的健康监测系统、方法、装置和计算机设备

技术领域

本申请涉及核动力技术领域，特别是涉及一种核动力设备的健康监测系统、方法、装置和计算机设备。

背景技术

核动力设备是指利用核反应堆内核燃料的裂变反应产生热能并转变为动力的设备。核动力设备可以作为船舶的一种动力来源。核动力设备运行时需要承受复杂的运行工况，结构的安全稳定直接影响核动力设备的运行安全，进而影响机组的可靠性。

目前，核动力设备大多数都为定期检测，若发现结构存在损伤或异常，则就会进行针对性地维护，但是这种方式存在较强的被动性，导致设备存在潜在的安全隐患。

发明内容

基于此，针对上述技术问题，提供一种对核动力设备进行连续的状态监测，从而通过实时的在线监测而了解核动力设备的运行状态，有效地消除或降低设备潜在的安全隐患，提高核动力设备投运时的安全性的核动力设备的健康监测系统、方法、装置和计算机设备。

一种核动力设备的健康监测系统，包括：

探测装置，所述探测装置包括焊缝探测模块、应变探测模块和位移探测模块中的至少一种，所述焊缝探测模块用于探测待监测的核动力设备上的焊缝活性缺陷，所述应变探测模块用于探测所述核动力设备的部件结构的应力形变，所述位移探测模块用于探测所述核动力设备上的部件之间的相对位移；

信号采集装置，所述信号采集装置的输入端与所述探测装置连接，用于采集所述探测装置探测所述核动力设备的结构时输出的探测信号；

监测装置，所述监测装置与所述信号采集装置的输出端连接，用于获取所述信号采集装置采集的探测信号，并基于所述探测信号对所述核动力设备进行连续的状态监测。

在其中一个实施例中，所述焊缝探测模块包括：

至少一个声发射传感器，所述声发射传感器设置于所述焊缝产生的声波的射出方向上，用于接收所述焊缝的射出声波，并生成所述射出声波对应的声探测信号；

声探测放大器，所述声探测放大器的输入端与所述声发射传感器的输出端连接，所述声探测放大器的输出端与所述信号采集装置连接，用于对所述声探测信号进行放大，并将放大后的声探测信号发送至所述信号采集装置。

在其中一个实施例中，所述监测装置包括：

噪声滤除模块，所述噪声滤除模块的输入端与所述声探测放大器的输出端连接，所述噪声滤除模块的输出端与所述信号采集装置连接，用于对滤除放大后的声探测信号携带的背景噪声，并将噪声滤除后的声探测信号发送至所述信号采集装置。

在其中一个实施例中，所述应变探测模块包括：

至少一个应变片，所述应变片贴附于所述核动力设备部件结构表面上，用于在贴附的部件结构因应力产生形变时改变自身的电阻值；

至少一个电桥适配器，至少一个电桥适配器与至少一个应变片一一对应连接，所述电桥适配器用于输出所述应变片改变的电阻值对应的应变探测信号，并将所述应变探测信号发送至所述信号采集装置。

在其中一个实施例中，所述位移探测模块包括：

至少一个位移传感器，所述位移传感器设置于部件之间的配合位置，用于在部件之间的配合位置产生相对位移时输出位移探测信号；

位移探测放大器，所述位移探测放大器的输入端与所述位移传感器的输出端连接，所述位移探测放大器的输出端与所述信号采集装置连接，用于将位移探测信号进行放大，并对放大后的位移探测信号发送至所述信号采集装置。

在其中一个实施例中，所述信号采集装置包括：

声信号采集模块，所述声信号采集模块与所述焊缝探测模块的声探测放大器连接，用于采集所述声探测放大器输出的声探测信号；

应变信号采集模块，所述应变信号采集模块与所述应变探测模块的电桥适配器连接，用于采集所述电桥适配器输出的应变探测信号；

位移信号采集模块，所述位移信号采集模块与所述位移探测模块的位移探测放大器连接，用于采集所述位移探测放大器输出的位移探测信号；

其中，所述声信号采集模块的采样频率大于所述应变信号采集模块的采样频率，并大于所述位移信号采集模块的采样频率。

一种核动力设备的健康监测方法，包括：

获取信号采集装置发送的探测信号，所述信号采集装置的输入端与探测装置连接，所述探测信号通过所述探测装置探测所述核动力设备的结构得到，所述探测装置包括焊缝探测模块、应变探测模块和位移探测模块中的至少一种，所述焊缝探测模块用于探测待监测的核动力设备上的焊缝活性缺陷，所述应变探测模块用于探测所述核动力设备的部件结构的应力形变，所述位移探测模块用于探测所述核动力设备上的部件之间的相对位移；

基于所述探测信号分析所述核动力设备的状态是否异常。

在其中一个实施例中，所述基于所述探测信号分析所述核动力设备的状态是否异常的步骤，包括：

若所述探测信号包括所述声探测信号，滤除所述声探测信号携带的背景噪声；

基于噪声滤除后的声探测信号分析所述核动力设备的焊缝是否出现潜在损伤。

一种核动力设备的健康监测装置，包括：

信号获取模块，用于获取信号采集装置发送的探测信号，所述信号采集装置的输入端与探测装置连接，所述探测信号通过所述探测装置探测所述核动力设备的结构得到，所述探测装置包括焊缝探测模块、应变探测模块和位移探测模块中的至少一种，所述焊缝探测模块用于探测待监测的核动力设备上的焊缝活性缺陷，所述应变探测模块用于探测所述核动力设备的部件结构的应力形变，所述位移探测模块用于探测所述核动力设备上的部件之间的相对位移；

分析模块，用于基于所述探测信号分析所述核动力设备的状态是否异常。

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上述的方法的步骤。

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上述的方法的步骤。

上述的核动力设备的健康监测系统、方法、装置和计算机设备，通过探测装置探测核动力设备上的结构得到探测信号，信号采集装置采集到的探测信号发送至监测装置，监测装置根据获取到的探测信号分析核动力设备上的焊缝是否出现潜在损伤，以及对部件结构进行连续的状态监测而判断其是否发生异常，通过本申请的监测系统可以通过实时的在线监测而了解核动力设备的运行状态，有效地消除或降低设备潜在的安全隐患，提高核动力设备投运时的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例提供的一种核动力设备的健康监测系统的结构示意图；

图2为一个实施例提供的另一种核动力设备的健康监测系统的结构示意图；

图3为一个实施例提供的一种核动力设备的正视图；

图4为一个实施例提供的一种核动力设备的俯视图；

图5为一个实施例提供的一种核动力设备的健康监测方法的流程示意图；

图6为一个实施例提供的一种核动力设备的健康监测装置的结构示意图。

附图标记说明：探测装置110、信号采集装置120、监测装置130、焊缝探测模块111、应变探测模块112、位移探测模块113、声发射传感器1111、声探测放大器1112、应变片1121、电桥适配器1122、位移传感器1121、位移探测放大器1122、声信号采集模块121、应变信号采集模块122、位移信号采集模块123。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

本发明提供了一种核动力设备的健康监测系统、方法、装置和计算机设备，可以提高核动力设备运行的安全性。

参考图1，图1为一个实施例提供的一种核动力设备的健康监测系统的结构示意图。在一个实施例中，如图1所示，提供了一种核动力设备的健康监测系统，包括探测装置110、信号采集装置120和监测装置130。其中：

所述探测装置110包括焊缝探测模块111、应变探测模块112和位移探测模块113中的至少一种，所述焊缝探测模块111用于探测待监测的核动力设备上的焊缝活性缺陷，所述应变探测模块112用于探测所述核动力设备的部件结构的应力形变，所述位移探测模块113用于探测所述核动力设备上的部件之间的相对位移。所述信号采集装置120的输入端与所述探测装置110连接，用于采集所述探测装置110探测所述核动力设备的结构时输出的探测信号。所述监测装置130与所述信号采集装置120的输出端连接，用于获取所述信号采集装置120采集的探测信号，并基于所述探测信号对所述核动力设备进行连续的状态监测。

其中，探测信号包括声探测信号、应变探测信号和位移探测信号中的至少一种。在本实施例中，声探测信号是指焊缝探测模块111探测焊缝得到的信号。应变探测信号是指应变探测模块112探测核动力设备上的部件结构的应力形变得到的信号。位移探测信号是指位移探测模块113探测核动力设备上的部件之间的相对位移得到的信号。具体的，声探测信号、应变探测信号和位移探测信号可以是电信号。其中，探测装置110包括焊缝探测模块111、应变探测模块112和位移探测模块113中的至少一种，则探测信号包括声探测信号、应变探测信号和位移探测信号中的至少一个。具体的，通过连续采集的声探测信号可以用来分析核动力设备上的焊缝是否出现潜在损伤，从而确定核动力设备焊缝结构的安全性；通过连续采集的应变探测信号可以了解部件结构的运行时的受力状态，从而能够判断部件结构是否出现异常；通过连续采集的位移探测信号了解两个部件之间在运行时的相对位移状况，从而能够了判断部件是否发生异常。

具体的，探测装置110通过探测核动力设备上的结构，例如探测焊缝的活性缺陷、部件结构的应力形变和部件相对位移的一个或多个，并通过信号采集装置120对探测装置110得到的探测信号进行采集，监测装置130对采集得到的探测信号进行分析，从而对核动力设备上的焊缝是否出现潜在损伤、对部件结构在运行时的受力状态以及对核动力设备上的部件之间的相对位移进行连续的状态监测，从而判断其是否发生异常，若出现损伤或异常，可以发出预警而及时进行维护。

需要说明的是，焊缝探测模块111、应变探测模块112和位移探测模块113可以是对相同的监测对象进行监测，也可以对不同的监测对象通过不同的探测模块进行结构探测，此处不作限定。在本实施例中，可以根据需要选择本实施例的其中一个或多个探测模块对核动力设备进行探测，本实施例不作具体限定。在一个实施例中，优选的，探测装置110同时包括焊缝探测模块111、应变探测模块112和位移探测模块113。

在本实施例中，通过探测装置110探测核动力设备上的结构得到探测信号，信号采集装置120采集到的探测信号发送至监测装置130，监测装置130根据获取到的探测信号分析核动力设备上的焊缝是否出现潜在损伤，以及对部件结构进行连续的状态监测而判断其是否发生异常，通过本申请的监测系统可以通过实时的在线监测而了解核动力设备的运行状态，有效地消除或降低设备潜在的安全隐患，提高核动力设备投运时的安全性。

参考图2，图2为一个实施例提供的另一种核动力设备的健康监测系统的结构示意图。在一个实施例中，如图2所示，焊缝探测模块111包括至少一个声发射传感器1111和声探测放大器1112，其中：

声发射传感器1111设置于所述焊缝产生的声波的射出方向上，用于接收所述焊缝的射出声波，并生成所述射出声波对应的声探测信号。声探测放大器1112的输入端与所述声发射传感器1111的输出端连接，所述声探测放大器1112的输出端与所述信号采集装置120连接，用于对所述声探测信号进行放大，并将放大后的声探测信号发送至所述信号采集装置120。

在本实施例中，材料内部因裂缝扩展、塑性变形或相变等引起应变能快速释放而产生的应力波现象称为声发射。具体的，焊缝产生的应力波作为声波向外射出，声发射传感器1111根据接收到的声波生成对应的声探测信号。声探测信号从声发射传感器1111传输至声探测放大器1112，经过声探测放大器1112的放大后发送至信号采集装置120。

可选的，声发射传感器1111通过磁座与核动力设备的表面进行耦合，磁座一面加工成与监测表面具有相同尺寸的弧面结构，另一面焊接有安装螺母，声发射传感器1111与磁座通过螺纹连接；也可以通过“抱箍”结构与监测设备表面连接。声发射传感器1111和声探测放大器1112可以通过耐辐照高温电缆连接。

在本实施例中，通过声发射传感器1111接收焊缝射出的声波生成声探测信号，并在声探测信号进行放大后被信号采集装置120所采集，由于声探测信号经过放大，则信号采集装置120更容易采集到放大后的声探测信号。同时，监测装置130可以通过放大后的声探测信号提高分析焊缝是否出现损伤的准确性。

在一个实施例中，探测装置110还包括噪声滤除模块。噪声滤除模块的输入端与所述声探测放大器1112的输出端连接，所述噪声滤除模块的输出端与所述信号采集装置120连接，用于对滤除放大后的声探测信号携带的背景噪声，并将噪声滤除后的声探测信号发送至所述信号采集装置120。

在本实施例中，通过噪声滤除模块对声探测信号携带的背景噪声滤除后，再发送至信号采集装置120，则监测装置130进行分析的声探测信号已经滤除了背景噪声。

具体的，当核动力设备作为船舶的一种动力来源时，核动力设备放置在船舶上，核动力设备需要承受周期性复杂多变的海洋工况。因此，正常水力、机械设备、电气设备以及海洋环境所产生的背景噪声，都会影响监测系统监测的有效性以及可靠性。为了提高监测的有效性以及可靠性，需要把声探测信号中的背景噪声滤除。在本实施例中，背景噪声可以是正常水力、机械设备、电气设备以及海洋环境其中的一种或多种带来的噪声，根据实际情况确定，本实施例不作限定。

在本实施例中，通过噪声滤除模块对声探测信号携带的背景噪声滤除后，再发送至信号采集装置120，则监测装置130进行分析的声探测信号已经滤除了背景噪声，因此分析的结果也更准确。

继续参考图2，在一个实施例中，应变探测模块112包括至少一个应变片1121和至少一个电桥适配器1122。其中：

应变片1121贴附于所述核动力设备部件结构表面上，用于在贴附的部件结构因应力产生形变时改变自身的电阻值。至少一个电桥适配器1122与至少一个应变片1121一一对应连接，所述电桥适配器1122用于输出所述应变片1121改变的电阻值对应的应变探测信号，并将所述应变探测信号发送至所述信号采集装置120。

在本实施例中，应变片1121是由敏感栅等构成用于测量应变的元件。本实施例的应变片1121可以是电阻应变片1121。电阻应变片1121的工作原理是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，这种现象称为“应变效应”。本实施例的应变片1121贴附在需要进行应力形变监测的部件结构上，则当部件结构产生应变时，由于应变片1121贴附在部件结构上，因此部件结构产生的形变会引起应变片1121的电阻值的改变。由于电桥适配器1122与应变片1121一一对应连接，则电阻值的改变会指示电桥适配器1122输出对应的应变探测信号。可选的，本实施例的应变片1121可以是耐高温辐照的应变片1121或耐低温辐照的应变片1121，从而尽量避免因高温或低温引起的电阻值改变，可以提高分析的准确性。此外，电桥适配器1122还可以补偿因温度引起的电阻值改变，进一步提高分析的准确性。可选的，应变片1121和电桥适配器1122可以通过耐辐照高温电缆连接。

继续参考图2，在一个实施例中，位移探测模块113包括至少一个位移传感器1121和位移探测放大器1122。其中：

所述位移传感器1121设置于部件之间的配合位置，用于在部件之间的配合位置产生相对位移时输出位移探测信号。所述位移探测放大器1122的输入端与所述位移传感器1121的输出端连接，所述位移探测放大器1122的输出端与所述信号采集装置120连接，用于将位移探测信号进行放大，并对放大后的位移探测信号发送至所述信号采集装置120。

其中，位移传感器1121是一种属于金属感应的线性器件，位移传感器1121的作用是把各种被测物理量转换为电信号。在本实施例中，位移传感器1121设置于部件之间的配合位置，用来监测部件之间的配合位置是否发生相对位移，若部件之间的配合位置发生相对位移则输出位移探测信号。

具体的，位移传感器1121在部件之间的配合位置发生相对位移时输出位移探测信号，位移探测放大器1122对位移探测信号放大后发送至信号采集装置120。可选的，位移传感器1121和位移探测放大器1122可以通过耐辐照高温电缆连接。

在本实施例中，通过设置于部件之间的配合位置上的位移传感器1121，在部件之间的配合位置发生相对位移时输出位移探测信号，位移探测放大器1122将位移探测信号放大后发送至信号采集装置120，则信号采集装置120更容易采集到放大后的位移探测信号。同时，监测装置130可以通过放大后的位移探测信号提高分析部件之间是否发生相对位移的准确性。

在一个实施例中，信号采集装置120包括声信号采集模块121、应变信号采集模块122和位移信号采集模块123。其中，所述声信号采集模块121与所述焊缝探测模块111的声探测放大器1112连接，用于采集所述声探测放大器1112输出的声探测信号。应变信号采集模块122与所述应变探测模块112的电桥适配器1122连接，用于采集所述电桥适配器1122输出的应变探测信号。位移信号采集模块123与所述位移探测模块113的位移探测放大器1122连接，用于采集所述位移探测放大器1122输出的位移探测信号。

在本实施例中，通过声信号采集模块121采集声探测信号，通过应变信号采集模块122采集应变探测信号，并通过位移信号采集模块123采集位移探测信号。其中，声信号采集模块121的采样频率大于所述应变信号采集模块122的采样频率，并大于所述位移信号采集模块123的采样频率。具体的，由于声探测信号的数据量较大，因此需要更高的采样频率。示例性的，声探测信号以2M/s的采样频率进行连续采样，位移探测信号和应变探测信号以10Hz/s的采样频率进行连续采样。

在一个实施例中，可选的，应变信号采集模块122和位移信号采集模块123可以集成为一个采集器，位移探测信号和应变探测信号通过一个采集器的不同采集接口进行采样。

在一个实施例中，健康监测系统还包括显示屏，显示屏可以提供监测对象结构3D可视化，可直观地查看每一监测对象的时域-频域图、应力-时间曲线、位移-时间曲线，工作人员可以通过显示屏观察监测对象的实时情况。

在一个实施例中，健康监测系统还包括UPS电源，UPS电源作为备用电源给监测系统供电，可保证监测系统在丧失外部电源时，最少30分钟的不间断工作，有效确保监测系统连续运行，从而保证探测信号不丢失。

同时参考图3和图4。图3为一个实施例提供的一种核动力设备的正视图。图4为一个实施例提供的一种核动力设备的俯视图。在本实施例中，以一个具体的核动力设备为例，说明本实施例的监测系统的应用。如图3和图4所示，一个实施例的核动力设备包括反应堆压力容器12、第一蒸汽发生器13、第二蒸汽发生器14、第一主泵15、第二主泵16、第一反应堆压力容器支承座17、第二反应堆压力容器支承座18、第三反应堆压力容器支承座19、第四反应堆压力容器支承座20、第一蒸汽发生器支承座21、第二蒸汽发生器支承座22、第一主泵支承座23、第二主泵支承座24。

其中，在第一蒸汽发生器13的“喇叭”形接管壁0°、180°位置(前、后)各自设置有一个声发射传感器1111，在第二蒸汽发生器14的“喇叭”形接管壁0°、180°位置(前、后)各自设置有一个声发射传感器1111。在第一蒸汽发生器13的接管倒圆角根部(上方)、第二蒸汽发生器14的接管倒圆角根部(下方)、第一主泵15的接管倒圆角根部(上方)、第二主泵16的接管倒圆角根部(下方)、第一反应堆压力容器支承座17、第二反应堆压力容器支承座18、第三反应堆压力容器支承座19、第四反应堆压力容器支承座20的侧面、第一蒸汽发生器支承座21、第二蒸汽发生器支承座22的侧面、第一主泵支承座23和第二主泵支承座24各自贴附有一个应变片1121。在第一蒸汽发生器13、第二主泵16、第二蒸汽发生器14和第一主泵15的支承键端面各自设置有一个位移传感器1121，用于探测第一蒸汽发生器13、第二主泵16、第二蒸汽发生器14和第一主泵15各自对应的支承键之间的相对位移。

可以理解的是，上述核动力设备仅仅是一个示例，本实施例的健康监测系统不仅可以用于上述示例的核动力设备，还可以用于其他核动力设备的状态监测，其他核动力设备的组成按照实际的情况确定。

参考图5，图5为一个实施例提供的一种核动力设备的健康监测方法的流程示意图。在一个实施例中，如图5所示，提供了一种核动力设备的健康监测方法，包括：

步骤510、获取信号采集装置发送的探测信号。

其中，信号采集装置是指采集探测信号的装置。本实施例的信号采集装置可以参考上述监测系统的描述，本实施例不作赘述。探测信号为探测装置探测得到的信号，用于表征核动力设备的监测对象是否出现损伤。本实施例的探测信号包括声探测信号、应变探测信号和位移探测信号中的至少一个。具体的，声探测信号用于表征核动力设备上的焊缝是否出现损伤；应变探测信号用于表征核动力设备的部件结构应力水平形变程度，若结构应力形变程度过大，则说明监测对象可能出现异常；位移探测信号用于表征核动力设备上的部件之间是否发生相对位移以及相对位移的程度，若发生相对位移或相位位移程度过大或过小，则说明核动力设备的监测对象可能出现异常。

步骤520、基于所述探测信号分析所述核动力设备的状态是否异常。

在本步骤中，基于所述探测信号分析所述核动力设备的状态是否异常，可以分析核动力设备上的焊缝是否出现潜在损伤、分析部件结构是否出现异常以及分析部件之间的连接是否出现异常。具体的，根据声探测信号、应变探测信号和位移探测信号可以分析各自对应的状态是否异常。其中，声探测信号可以通过解调出能量、幅度、振铃计数、上升计数、持续时间、上升时间、有效电压、平均信号电平、质心频率及峰值频率等特征参数信息，从而分析焊缝是否出现异常。应变探测信号可以转换为对应的应力形变，若应力形变持续大于预设形变，则说明结构因应力产生的形变过大，出现一定程度的损伤。位移探测信号可以转换成相对位移，若相对位移持续大于或小于预设位移，则说明结构因相对位移过大而出现异常或过小而出现“卡涩”现象。

在本实施例中，通过健康监测系统可以实时监测核动力设备而得到连续的探测信号，从而对核动力设备进行连续的状态监测，再通过探测信号而了解核动力设备的运行状态，有效地消除或降低设备潜在的安全隐患，提高核动力设备投运时的安全性。

在一个实施例中，若探测信号包括声探测信号，则声探测信号可能携带有背景噪声，需要对背景噪声进行滤除。在一个实施例中，步骤520、基于所述探测信号分析所述核动力设备的状态是否异常，包括：

滤除所述声探测信号携带的背景噪声；基于噪声滤除后的声探测信号分析所述核动力设备的焊缝是否出现损伤。

在本实施例中，滤除所述声探测信号携带的背景噪声的步骤可以是预先设置一个临界值λ，该临界值λ即为阈值。对声探测信号进行小波变换后得到的小波分解系数w_j，k与该临界值λ进行比较，若小波系数小于该临界值λ，则认为该系数主要由噪声引起的，需要去除这部分系数；若小波系数大于临界值λ，则可以认为该处系数是由信号引起的，需要保留，最后对处理后的小波系数进行小波重构计算，得到滤除背景噪声后的声探测信号。

在本实施例中，通过噪声滤除模块对声探测信号携带的背景噪声滤除后，再发送至信号采集装置，则监测装置进行分析的声探测信号已经滤除了背景噪声，因此分析的结果也更准确。

在本实施例中，通过先对声探测信号携带的背景噪声滤除，在通过滤除背景噪声后的声探测信号进行分析，则分析的声探测信号已经滤除了背景噪声，因此分析的结果也更准确。

应该理解的是，虽然图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

参考图6，图6为一个实施例提供的一种核动力设备的健康监测装置的结构示意图。在一个实施例中，如图6所示，提供了一种核动力设备的健康监测装置，包括信号获取模块610和分析模块620，其中：

信号获取模块610，用于获取信号采集装置发送的探测信号，所述信号采集装置的输入端与探测装置连接，所述探测信号通过所述探测装置探测所述核动力设备的结构得到，所述探测装置包括焊缝探测模块、应变探测模块和位移探测模块中的至少一种，所述焊缝探测模块用于探测待监测的核动力设备上的焊缝活性缺陷，所述应变探测模块用于探测所述核动力设备的部件结构的应力形变，所述位移探测模块用于探测所述核动力设备上的部件之间的相对位移；分析模块620，用于基于所述探测信号分析所述核动力设备的状态是否异常。

在一个实施例中，健康监测装置还包括：

噪声滤除模块，用于滤除所述声探测信号携带的背景噪声；

分析模块620具体用于基于噪声滤除后的声探测信号分析所述核动力设备的焊缝是否出现损伤。

关于核动力设备的健康监测装置的具体限定可以参见上文中对于核动力设备的健康监测方法的限定，在此不再赘述。上述核动力设备的健康监测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种核动力设备的健康监测系统，其特征在于，包括：

信号采集装置，所述信号采集装置的输入端与所述探测装置连接，用于采集所述探测装置探测所述核动力设备结构时输出的探测信号；

2.如权利要求1所述的健康监测系统，其特征在于，所述焊缝探测模块包括：

3.如权利要求2所述的健康监测系统，其特征在于，所述监测装置包括：

4.如权利要求1所述的健康监测系统，其特征在于，所述应变探测模块包括：

5.如权利要求1所述的健康监测系统，其特征在于，所述位移探测模块包括：

6.如权利要求1-5任一项所述的健康监测系统，其特征在于，所述信号采集装置包括：

7.一种核动力设备的健康监测方法，其特征在于，包括：

基于所述探测信号分析所述核动力设备的状态是否异常。

8.一种核动力设备的健康监测装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求7所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求7所述的方法的步骤。