CN114542995B - 一种管道低频振动非稳态在线预警诊断系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道低频振动非稳态在线预警诊断系统，包括检测装置、预警装置、感应装置、滑动装置、处理装置和处理装置，所述检测装置对管道的振动进行检测；所述预警装置基于感应装置和检测装置的数据触发预警信号，并执行预警操作；所述感应装置对管道的振动的幅度进行感测；所述滑动装置对整个系统进行调整；所述处理装置对检测装置和感应装置的数据进行处理；本发明具有检测精度高，振动能够预警的特点。
Description
技术领域
本发明属于核电相关预警技术领域，具体涉及一种管道低频振动非稳态在线预警诊断系统。
背景技术
通常管道在运行过程会产生振动，特别是高温高压管道会有强烈振动，导致管道结构、管路附件产生疲劳破坏，造成管道保温脱落、测量表和导管的损坏及控制系统的误动作；再者，由于管道的振动，其焊缝及弯头极易泄露，甚者引起爆炸，发生重大事故。
如CN1186557C现有技术公开了一种控制管道振动的方法及装置，管道的振动还会使工作中的操作人员产生恐惧感，并容易产生操作失误、造成事故。当前对于管道振动的控制，主要从削减管系的激振力和改善管系的振动特性的两个方面来研究解决，削减激振力也就是削减振源，理论上可行，但实际情况是，振源无法根除。
经过大量检索发现存在的现有技术如KR101654364B1、EP2482996B1和US08721396B1，以涡激振动的出现概率最高且危害性最大。涡激振动指旋涡的周期脱落引起作用在物体上的横向及流向交变外力，造成物体振动。学术界一致认为横向振动比流向振动大得多，旋涡发放是导致涡激振动的根本原因；另外，裂纹是管道主要的缺陷形式之一，经常出现在管道焊接部位附近和弯角处。对于裂纹的检测，目前传统的超声无损检测方法是基于线性超声原理的反射和衰减现象，对于开口裂纹传统的超声无损检测方法可以很好的进行裂纹检测。但是对于闭合裂纹，超声波通过此种裂纹时并不会产生明显的反射和衰减，导致传统超声检测方法对闭合裂纹很难进行有效检测。大量的理论分析和试验研究表明，当向一个试件中同时激励频率为f0的连续低频正弦振动和频率为f1的连续高频正弦超声波时，极易造成裂纹进一步的增大，对生产造成影响。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种管道低频振动非稳态在线预警诊断系统，具有检测精度高，振动能够预警的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种管道低频振动非稳态在线预警诊断系统，包括检测装置10、预警装置、感应装置、滑动装置、处理装置和处理装置，所述检测装置10对管道3的振动进行检测；所述预警装置基于感应装置和检测装置10的数据触发预警信号，并执行预警操作；所述感应装置对管道3的振动的幅度进行感测；所述滑动装置对整个系统进行调整；所述处理装置对检测装置10和感应装置的数据进行处理；
所述检测装置10包括检测机构和夹持机构，所述检测机构设置在所述夹持机构上并在所述夹持机构的夹持下嵌套在管道3的外壁；所述夹持机构对所述管道3进行夹持；所述检测机构包括检测板和检测元件，所述检测元件设置在所述检测板上；所述检测板与夹持机构进行连接；所述夹持机构包括变形构件和伸出构件，所述伸出构件对变形件的位置进行调整；
所述变形构件包括若干个变形杆15、支撑板、若干个限位槽、变形驱动机构和压力检测件，所述压力检测件设置在各个所述变形杆15靠近所述管道3的一端，各个所述变形杆15的另一端通过所述变形驱动机构驱动连接；各个所述限位槽设置在所述支撑板上；各个所述变形杆15设置在所述限位槽中，且各个所述变形杆15与各个所述限位槽适配；所述变形构件还包括拨动板11和拨动驱动机构12，所述拨动板11与所述拨动驱动机构12驱动连接；所述拨动板11上设有若干个拨动槽14；各个所述变形杆15上设有拨动凸起13，所述拨动凸起13与各个所述拨动槽14拨动卡接；使得所述拨动板11拨动各个所述变形杆15，保证各个所述变形杆15的一端端部能够与所述管道3进行抵靠，并通过设置在各个所述变形杆15上的所述检测元件对管道3的振动进行检测。
所述感应装置包括感应机构和抵靠机构，所述感应机构设置在所述抵靠机构上，并跟随所述抵靠机构的调整对所述感应机构的位置进行调整；所述抵靠机构对所述感应机构的位置进行调整；所述感应机构包括感应头和随动构件21，所述感应头设置在所述随动构件21上，并跟随所述管道3和所述随动构件21之间进行动作；所述随动构件21对所述感应头和管道3的位置进行跟随；
所述随动构件21包括随动杆20、若干个位置标记件24、霍尔感应件23和容纳腔，所述随动杆20的一端与所述容纳腔进行嵌套并同轴设置，且各个所述位置标记件24设置在所述容纳腔中等间距的分布；所述霍尔感应件23设置在所述随动杆20与所述容纳腔的一端的端部，并朝向各个所述位置标记件24的一侧伸出；所述霍尔感应件23与各个所述位置标记件24进行配合，使得管道3的振动的位置能够被精准的检测出来；另外，所述随动构件21还包括复位弹簧，所述复位弹簧与所述随动杆20嵌套，且所述复位弹簧的一端与所述随动杆20的杆体进行卡接，所述复位弹簧的另一端与所述容纳腔的内壁进行卡接，使得所述随动杆20能够提供回程力，有效的提升对所述管道3振动进行检测。
所述预警装置包括预警机构和评估机构，所述评估机构基于所述预警机构的预警数据或者预警信号进行评估；所述预警机构基于检测装置10和感应装置采集的数据进行预警信号的触发；所述预警机构包括预警单元和警报单元，所述预警单元对所述检测装置10和所述感应装置中的异常数据进行预警；所述警报单元基于预警单元的数据触发警报。
所述评估机构包括存储器和执行指令，所述执行指令基于预警机构的数据触发对预警信号的评估操作；所述存储器基于执行指令对记录各个准确性度量的列表；所述执行指令被配置为将平均准确度指标与初始平均准确度指标进行比较；确定在比较中识别出的精度度量增量是否超过精度度量阈值；并响应于精度度量增量精度度量阈值，生成差异报告。
所述滑动装置包括滑动机构和调整机构4，所述滑动机构对整个系统进行支撑并在管道3的任意位置进行滑动；所述调整机构4对不同管径进行夹持；所述滑动机构包括滑动轮2、滑动驱动机构和路径检测构件，所述路径检测构件对滑动路径进行检测；所述滑动轮2与滑动驱动机构进行连接形成驱动部；所述驱动部与调整机构4进行连接。
所述调整机构4包括调整杆5、角度调节构件和转向构件，所述转向构件对管道3的不同的角度进行检测；所述角度调节构件与调整杆5进行连接，并对调整杆5的角度进行调整；所述调整杆5的一端与滑动轮2进行连接，所述调整杆5的另一端与调整驱动机构驱动连接；
所述调整杆5的一端与所述滑动轮2进行连接，所述调整杆5的另一端与所述调整驱动机构驱动连接；所述调整机构4还包括立杆9、调节杆7和调整环8，所述调整杆5的一端与所述调整环8的外周连接，所述调整环8与所述调整杆5的一端连接，且所述立杆9的两端分别与所述调整杆5的杆体和所述滑动轮2连接，使得所述调节杆7、所述滑动轮2和所述调整杆5形成三角结构；所述调节杆7和所述调整环8的接触面均设有螺纹6；所述调整环8的内部设有转动机构，所述转动机构与所述调节杆7啮合；所述调整环8与所述调节杆7啮合，使得所述调节杆7与所述管道3的接触的角度能够进行调整；所述角度调节构件对所述调整环8在所述调节杆7的位置进行调整，并沿着所述调节杆7的长度方向滑动；所述转向构件设置在所述支撑机构上，使得整个系统能够绕着所述管道3的轴线进行转动。
所述检测装置10的检测方法具体为：
在检测机构的检测过程中，包括提取各个变形杆15的偏移量，并基于偏移量进行振动值的修改或者纠正；设定原点的函数：
f(x,y)＝ax2+2bxy+cy2
其中，当a＝c且b＝0时，表达式表示的是一个中心的圆形，当管道3进行低频振动的过程中，振动的路径拟合为一个椭圆的轨迹，因而，此时椭圆所处空间的标准正交基为：
对管道3的振动的方向进行采集，并基于采集到的数据组合形成所述管道3振动方向矩阵Q的单位特征向量，并对特征值进行分解。
基于特征向量Q定义对所述管道3振动的偏移修正函数，并基于所述偏移修正函数评分；
G＝det(Q)-ktr2(Q)
其中，det(Q)对振动偏移量矩阵的行列式；r为在定义周期t内的最大偏移量；k为响应系数；当入γ2≥γ1或入γ1≥γ2，此时G<<0，检测到管道3振动的最大边缘。
所述处理机构的合成模块用于通过在合成过程中将提取的特征包络反馈送到相应函数映射器的输入，并为与预定的一般参数表示相对应的合成器生成合成参数驱动合成过程的合成参数，其中该合成过程对应于预定的一般参数表示，并生成至少一部分捕获数据的近似值或修改值。
本发明的有益效果：
1.通过采用感应装置与检测装置相互配合使用，使得检测装置在使用的过程中，对管道的低频振动的数据进行采集，并把采集的数据通过预警装置和处理机构进行分析，触发对预警信号的报警，同时还能够对采集的数据进行处理；
2.通过采用检测装置与感应装置均设置在滑动装置上并基于滑动装置在管道夹持或者移动的操作，使得对整个系统能够在管道的任意位置进行夹持，有效的提升整个系统的应用场景；
3.通过采用伸出构件与变形构件相互配合，使得对不同的管径进行夹持，有效的提升对管道进行夹持的过程中，还能够兼顾对管道振动的检测；
4.通过采用各个伸出检测件与各个伸出检测件活动连接，并对伸出杆的推动的量程进行检测，从而通过伸出检测件能够对振动的幅度进行检测；
5.通过采用检测装置和感应装置均设置在滑动装置上，并根据滑动装置的带动下在管道的各个位置进行精准的检测，有效的提升了对管道振动稳定程度提供在线、实时的监控；
6.通过采用检测装置和感应装置进行感应的过程中，会存在各种不同方向上的振动信号；对各种常规参数进行分析获知管道的振动的方向，有效提升整个核电运行的安全和可靠性；
7.通过采用对捕获的数据进行分析用于对振动数据的特征包络进行识别，并基于特征包络进行拟合形成用于对管道减振或者防控；
8.通过采用合成模块基于检测装置或感应装置的数据对管道的减振方向或者防控的方向进行建议修改值，有效的防止整个系统能够进行有效的预警并进行减振的操作。
附图说明
图1为本发明的控制流程示意图。
图2为所述支撑装置与滑动装置的结构示意图。
图3为所述滑动装置的结构示意图。
图4为所述支撑装置与所述检测装置的结构示意图。
图5为所述检测机构与所述夹持机构的结构示意图。
图6为所述检测装置的结构示意图。
图7为所述感应装置的结构示意图。
图8为图7的放大结构示意图。
附图标号说明：1-支撑装置；2-滑动轮；3-管道；4-调整机构；5-调整杆；6-螺纹；7-调节杆；8-调整环；9-立杆；10-检测装置；11-拨动板；12-拨动驱动机构；13-拨动凸起；14-拨动槽；15-变形杆；16-通行腔；17-连接杆；18-固定腔；19-支撑板；20-随动杆；21-随动构件；22-支撑板；23-霍尔感应件；24-位置标记件；25-抵靠构件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：一种管道低频振动非稳态在线预警诊断系统，诊断系统包括检测装置10、预警装置、感应装置、滑动装置、处理装置和处理器，所述检测装置10对管道3的振动进行检测；所述预警装置基于所述感应装置和所述检测装置10的数据触发预警信号，并执行预警操作；所述感应装置对所述管道3的振动的幅度进行感测；所述滑动装置被构造对整个系统进行调整；所述处理装置对所述检测装置10和所述感应装置的数据进行处理。
可选的，所述检测装置10包括检测机构和夹持机构，所述检测机构设置在所述夹持机构上并在所述夹持机构的夹持下嵌套在所述管道3的外壁；所述夹持机构对所述管道3进行夹持；所述检测机构包括检测板和检测元件，所述检测元件设置在所述检测板上；所述检测板与所述夹持机构进行连接；所述夹持机构包括变形构件和伸出构件，所述伸出构件对所述变形件的位置进行调整。
可选的，所述感应装置包括感应机构和抵靠机构，所述感应机构设置在所述抵靠机构上，并跟随所述抵靠机构的调整对所述感应机构的位置进行调整；所述抵靠机构对所述感应机构的位置进行调整；所述感应机构包括感应头和随动构件21，所述感应头设置在所述随动构件21上，并跟随所述管道3和所述随动构件21之间进行动作；所述随动构件21对所述感应头和所述管道3的位置进行跟随。
可选的，所述预警装置包括预警机构和评估机构，所述评估机构基于所述预警机构的预警数据或者预警信号进行评估；所述预警机构基于所述检测装置10和所述感应装置采集的数据进行预警信号的触发；所述预警机构包括预警单元和警报单元，所述预警单元对所述检测装置10和所述感应装置中的异常数据进行预警；所述警报单元基于所述预警单元的数据触发警报。
可选的，所述滑动装置包括滑动机构和调整机构4，所述滑动机构对整个系统进行支撑并在所述管道3的任意位置进行滑动；所述调整机构4对不同管径进行夹持；所述滑动机构包括滑动轮2、滑动驱动机构和路径检测构件，所述路径检测构件对滑动路径进行检测；所述滑动轮2与所述滑动驱动机构进行连接形成驱动部；所述驱动部与所述调整机构4进行连接。
可选的，所述检测装置10还包括检测方法，所述检测方法被应用在所述检测机构的检测过程中，所述检测方法包括提取各个变形杆15的偏移量，并基于所述偏移量进行振动值的修改或者纠正；设定原点的函数：
f(x,y)＝ax2+2bxy+cy2
其中，当a＝c且b＝0时，表达式表示的是一个中心的圆形，当所述管道3进行低频振动的过程中，振动的路径拟合为一个椭圆的轨迹，因而，此时椭圆所处空间的标准正交基为：
对所述管道3的振动的方向进行采集，并基于采集到的数据组合形成所述管道3振动方向矩阵Q的单位特征向量，并对所述特征值进行分解。
可选的，所述评估机构包括存储器和执行指令，所述执行指令基于所述预警机构的数据触发对所述预警信号的评估操作；所述存储器基于所述执行指令对记录各个准确性度量的列表；所述执行指令被配置为将平均准确度指标与初始平均准确度指标进行比较；确定在比较中识别出的精度度量增量是否超过精度度量阈值；并响应于精度度量增量精度度量阈值，生成差异报告。
可选的，所述调整机构4包括调整杆5、角度调节构件和转向构件，所述转向构件对所述管道3的不同的角度进行检测；所述角度调节构件与所述调整杆5进行连接，并对所述调整杆5的角度进行调整；所述调整杆5的一端与所述滑动轮2进行连接，所述调整杆5的另一端与所述调整驱动机构驱动连接。
可选的，基于特征向量Q定义对所述管道3振动的偏移修正函数，并基于所述偏移修正函数评分；
G＝det(Q)-ktr2(Q)
其中，det(Q)对振动偏移量矩阵的行列式；r为在定义周期t内的最大偏移量；k为响应系数；当入γ2≥γ1或入γ1≥γ2，此时G<<0，检测到管道3振动的最大边缘。
可选的，所述处理装置的合成模块用于通过在合成过程中将提取的特征包络反馈送到相应函数映射器的输入，并为与预定的一般参数表示相对应的合成器生成合成参数驱动合成过程的合成参数，其中该合成过程对应于预定的一般参数表示，并生成至少一部分捕获数据的近似值或修改值。
实施例二：本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进；提供一种管道3低频振动非稳态在线预警诊断系统，诊断系统包括检测装置10、预警装置、感应装置、滑动装置、处理装置和处理器，所述检测装置10对管道3的振动进行检测；所述预警装置基于所述感应装置和所述检测装置10的数据触发预警信号，并执行预警操作；所述感应装置对所述管道3的振动的幅度进行感测；所述滑动装置被构造对整个系统进行调整；所述处理装置对所述检测装置10和所述感应装置的数据进行处理；所述处理器分别与所述检测装置10、所述感应装置、所述预警装置、所述滑动装置和所述处理装置控制连接，并基于所述处理器的集中控制下对各个装置进行精准的控制；所述感应装置与所述检测装置10相互配合使用，使得所述检测装置10在使用的过程中，对所述管道3的低频振动的数据进行采集，并把采集的数据通过所述预警装置和所述处理机构进行分析，触发对预警信号的报警，同时还能够对采集的数据进行处理；所述检测装置10与所述感应装置均设置在所述滑动装置上并基于所述滑动装置在所述管道3夹持或者移动的操作，使得对整个系统能够在管道3的任意位置进行夹持，有效的提升整个系统的应用场景；所述预警装置与所述处理装置相互配合，使得整个系统能够进行高效的检测和高效的报警；
所述检测装置10包括检测机构和夹持机构，所述检测机构设置在所述夹持机构上并在所述夹持机构的夹持下嵌套在所述管道3的外壁；所述夹持机构对所述管道3进行夹持；所述检测机构包括检测板和检测元件，所述检测元件设置在所述检测板上；所述检测板与所述夹持机构进行连接；所述夹持机构包括变形构件和伸出构件，所述伸出构件对所述变形构件的位置进行调整；所述检测机构与所述夹持机构相互配合，使得所述检测机构在所述夹持机构的动作下，保证对所述检测机构能够进行精准的夹持，并通过所述检测机构进行检测；所述夹持机构的所述变形构件与所述检测机构的位置进行调整；使得对所述变形构件能够对不同的管径的大小进行夹持；所述伸出构件与所述变形构件相互配合，使得对不同的管径进行所述夹持，有效的提升对所述管道3进行夹持的过程中，还能够兼顾对所述管道3振动的检测；所述变形构件包括若干个变形杆15、支撑板、若干个限位槽、变形驱动机构和压力检测件，所述压力检测件设置在各个所述变形杆15靠近所述管道3的一端，各个所述变形杆15的另一端通过所述变形驱动机构驱动连接；各个所述限位槽设置在所述支撑板上；各个所述变形杆15设置在所述限位槽中，且各个所述变形杆15与各个所述限位槽适配；所述变形构件还包括拨动板11和拨动驱动机构12，所述拨动板11与所述拨动驱动机构12驱动连接；所述拨动板11上设有若干个拨动槽14；各个所述变形杆15上设有拨动凸起13，所述拨动凸起13与各个所述拨动槽14拨动卡接；使得所述拨动板11拨动各个所述变形杆15，保证各个所述变形杆15的一端端部能够与所述管道3进行抵靠，并通过设置在各个所述变形杆15上的所述检测元件对管道3的振动进行检测；在本实施例中，在所述拨动板11和所述拨动驱动机构12对各个所述变形杆15进行拨动操作后，激活所述变形驱动机构对各个所述变形件自主的动作，使得所述管道3的振动的数据均能被精准的检测出来；所述变形板上设有供所述管道3进行容纳的通行腔16，所述通行腔16优选的与所述管道3相配或者比所述管道3大；所述伸出构件包括若干个伸出检测件和若干个伸出杆，所述伸出杆的一端与所述伸出检测件连接，所述伸出杆的另一端与所述变形杆15同轴设置，且在各个所述变形杆15进行动作的过程中，能够对通过与各个所述伸出杆的传导实现对各个所述变形杆15的振动量程的测量；各个所述伸出检测件与各个伸出检测件活动连接，并对所述伸出杆的推动的量程进行检测，从而通过所述伸出检测件能够对振动的幅度进行检测；
所述感应装置包括感应机构和抵靠机构，所述感应机构设置在所述抵靠机构上，并跟随所述抵靠机构的调整对所述感应机构的位置进行调整；所述抵靠机构对所述感应机构的位置进行调整；所述感应机构包括感应头和随动构件21，所述感应头设置在所述随动构件21上，并跟随所述管道3和所述随动构件21之间进行动作；所述随动构件21对所述感应头和所述管道3的位置进行跟随；所述感应装置与所述检测装置10相互配合，对所述管道3的振动进行检测，同时，在进行检测的过程中，还兼顾振动幅度的方向进行检测；所述感应机构与所述抵靠机构对管道3触发产生的振动进行检测，且通过所述抵靠机构与所述管道3抵靠接触，使得所述管道3与所述抵靠机构相互作用，保证所述管道3由振动产生的偏移能够被精准的检测出来；各个所述感应头分别设置在所述随动构件21上，并跟随所述随动构件21的移动而移动；所述随动构件21与所述感应头固定连接形成随动部，所述随动部与所述抵靠机构连接，并在所述抵靠机构的抵靠下实现对所述管道3低频振动的检测；在本实施例中，所述随动构件21包括随动杆20、若干个位置标记件24、霍尔感应件23和容纳腔，所述随动杆20的一端与所述容纳腔进行嵌套并同轴设置，且各个所述位置标记件24设置在所述容纳腔中等间距的分布；所述霍尔感应件23设置在所述随动杆20与所述容纳腔的一端的端部，并朝向各个所述位置标记件24的一侧伸出；所述霍尔感应件23与各个所述位置标记件24进行配合，使得管道3的振动的位置能够被精准的检测出来；另外，所述随动构件21还包括复位弹簧，所述复位弹簧与所述随动杆20嵌套，且所述复位弹簧的一端与所述随动杆20的杆体进行卡接，所述复位弹簧的另一端与所述容纳腔的内壁进行卡接，使得所述随动杆20能够提供回程力，有效的提升对所述管道3振动进行检测；所述抵靠机构包括抵靠驱动机构、若干个抵靠杆、若干个行程检测件和支撑板，各个所述抵靠杆的一端与所述抵靠驱动机构驱动连接；各个所述抵靠杆的另一端与所述支撑板连接；各个所述行程检测件对各个所述抵靠杆的伸出的长度进行检测；在本实施例中，各个所述伸出杆设置为可伸缩式；另外，各个所述随动部设置在所述支撑板上并且朝向所述管道3管径的一侧伸出；所述抵靠机构还包括挤压检测件，所述挤压检测件对所述伸出杆伸出并抵靠所述管道3的过程中，提供一个反馈力，并实时把检测的数据与所述处理器进行反馈，使得所述伸出杆能够配合所述随动部与所述管道3进行接触；在所述随动部与所述管道3进行接触后，就保持在该状态下；同时，在所述随动部就会紧贴所述管道3并跟随所述管道3的振动进行偏移，从而检测出所述振动的量；
所述预警装置包括预警机构和评估机构，所述评估机构基于所述预警机构的预警数据或者预警信号进行评估；所述预警机构基于所述检测装置10和所述感应装置采集的数据进行预警信号的触发；所述预警机构包括预警单元和警报单元，所述预警单元对所述检测装置10和所述感应装置中的异常数据进行预警；所述警报单元基于所述预警单元的数据触发警报；所述预警装置与所述处理装置、所述检测装置10配合使用，使得所述预警装置能够基于所述检测装置10或所述感应装置的数据并触发预警的操作；所述预警单元与所述警报单元相互配合，使得基于所述检测装置10与所述感应装置的数据触发预警操作；所述警报单元还与现场总线控制系统(DCS)进行数据的传输或者通信；同时，所述预警单元还与所述处理装置进行连接，并基于所述处理装置的数据进行警报或者异常参数进行预警操作，所述警报单元基于所述预警单元的参数触发对不同的预警信号或者预警操作，并反馈给值班人员或者监控人员；所述异常参数包括但是不局限于以下列举的几种：振动的幅度超过设定阈值、异常的抖动等管道3常见的异常操作；
所述评估机构包括存储器和执行指令，所述执行指令基于所述预警机构的数据触发对所述预警信号的评估操作；所述存储器基于所述执行指令对记录各个准确性度量的列表；所述执行指令被配置为将平均准确度指标与初始平均准确度指标进行比较；确定在比较中识别出的精度度量增量是否超过精度度量阈值；并响应于精度度量增量精度度量阈值，生成差异报告；所述存储器与所述执行指令之间相互配合，并基于所述执行指令的执行对以上参数进行综合判断，用于甄别基于不同参数触发的不同的异常操作；所述执行指令在对所述处理装置的数据进行分析并生成响应的各个准确性度量的列表后，就会存储在存储器汇总，并由所述处理器进行调用；另外，所述执行指令统计在一定的运行周期中，能够基于检测周期中的平均值准确度指标与初始平均值准确度指标进行比较，如果超过设定的精度度量阈值则会触发对所述预警单元的预警信号，同时，所述执行指令还能够响应对预警信号的触发后，生成与差异报告；所述差异报告的内容包括但是不局限于以下列举的几种：偏移量、振动的幅度、振动方向和振动检测的灵敏度等；
所述滑动装置包括滑动机构和调整机构4，所述滑动机构对整个系统进行支撑并在所述管道3的任意位置进行滑动；所述调整机构4对不同管径进行夹持；所述滑动机构包括滑动轮2、滑动驱动机构和路径检测构件，所述路径检测构件对滑动路径进行检测；所述滑动轮2与所述滑动驱动机构进行连接形成驱动部；所述驱动部与所述调整机构4进行连接；所述滑动机构与所述调整机构4相互配合，使得在所述管道3的任意位置进行调整，保证整个系统能够在管道3的各个位置进行检测；所述检测装置10和所述感应装置均设置在所述滑动装置上，并根据所述滑动装置的带动下在所述管道3的各个位置进行精准的检测，有效的提升了对所述管道3振动稳定程度提供在线、实时的监控；所述滑动驱动机构与所述调整机构4相互配合，使得所述滑动装置在所述管道3上进行滑动的过程中能够进行调整；所述滑动驱动机构与所述滑动轮2驱动连接，使得所述调整机构4在对所述管道3进行接触后，就会沿着所述管道3的长度方向滑动；所述调整装置还包括支撑机构，所述支撑机构对所述检测装置10、感应装置、所述处理装置、所述预警装置以及所述调整机构4和所述滑动机构进行支撑；所述支撑机构包括若干个支撑环和连接杆17，各个所述支撑环分别与所述管道3进行嵌套，并通过所述连接杆17进行连接；所述调整机构4与和所述滑动机构均设置在所述支撑机构靠近所述管道3的一侧；另外，所述检测装置10的拨动板11上设有供所述连接杆17通行的固定腔18，所述固定腔18的轴线与所述管道3的轴线平行；同理，所述感应装置的上也设有供所述连接杆17通行的固定腔18；
所述调整机构4包括调整杆5、角度调节构件和转向构件，所述转向构件对所述管道3的不同的角度进行检测；所述角度调节构件与所述调整杆5进行连接，并对所述调整杆5的角度进行调整；所述调整杆5的一端与所述滑动轮2进行连接，所述调整杆5的另一端与所述调整驱动机构驱动连接；所述调整机构4还包括立杆9、调节杆7和调整环8，所述调整杆5的一端与所述调整环8的外周连接，所述调整环8与所述调整杆5的一端连接，且所述立杆9的两端分别与所述调整杆5的杆体和所述滑动轮2连接，使得所述调节杆7、所述滑动轮2和所述调整杆5形成三角结构；所述调节杆7和所述调整环8的接触面均设有螺纹6；所述调整环8的内部设有转动机构，所述转动机构与所述调节杆7啮合；另外，所述调整环8与所述调节杆7啮合，使得所述调节杆7与所述管道3的接触的角度能够进行调整；另外，所述角度调节构件对所述调整环8在所述调节杆7的位置进行调整，并沿着所述调节杆7的长度方向滑动；所述转向构件设置在所述支撑机构上，使得整个系统能够绕着所述管道3的轴线进行转动；同时，所述转动构件与所述检测装置10、所述感应装置相互配合，并基于所述转动构件的转动的操作，使得所述检测装置10与所述感应装置能够对管道3的不同位置进行检测；
所述处理装置包括处理机构和数据汇总单元，所述处理机构对所述检测装置10和所述感应装置的数据进行处理；所述数据汇总单元对所述检测装置10和所述感应装置的数据进行采集；所述处理机构包括参数分析器、函数提取器、合成模块和提取器，所述参数分析器对所述检测装置10或所述感应装置捕获的数据进行分析；并对捕获的数据进行拟合到一个或多个预定的常规参数表示中，每个预定的常规参数表示能够表示多个不同的捕获数据，并且对应于要从捕获的数据估计的一个或多个参数的集合，从而获得一个或多个分析的数据集，其中一个或多个分析的数据集对应于在参数分析中从捕获的数据估计的预定的一般参数表示的参数过程；所述提取器对从捕获的数据中提取一个或多个特征包络，所述特征包络对应于捕获的数据的一个或多个特征；所述合成模块用于通过在合成过程中将提取的特征包络反馈送到相应函数映射器的输入，并为与预定的一般参数表示相对应的合成器生成合成参数驱动合成过程的合成参数，其中该合成过程对应于预定的一般参数表示，并生成至少一部分捕获数据的近似值或修改值；所述处理装置与所述检测装置10、所述感应装置相互配合，并对所述检测装置10与所述感应装置的数据进行处理，并把处理的结果与所述预警装置进行配合；所述预警装置基于所述处理装置的数据，根据不同的数据类型触发不同的预警信号或者预警操作；在所述检测装置10和所述感应装置进行感应的过程中，会存在各种不同方向上的振动信号；对各种常规参数进行分析获知所述管道3的振动的方向，有效提升整个核电运行的安全和可靠性；在本实施例中，对捕获的数据进行分析用于对振动数据的特征包络进行识别，并基于所述特征包络进行拟合形成用于对所述管道3减振或者防控；同时，所述合成模块基于所述检测装置10或所述感应装置的数据对所述管道3的减振方向或者防控的方向进行建议修改值，有效的防止整个系统能够进行有效的预警并进行减振的操作。
实施例三：本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进；提供一种管道3低频振动非稳态在线预警诊断系统，诊断系统包括检测装置10、预警装置、感应装置、滑动装置、处理装置和处理器，所述检测装置10对管道3的振动进行检测；所述预警装置基于所述感应装置和所述检测装置10的数据触发预警信号，并执行预警操作；所述感应装置对所述管道3的振动的幅度进行感测；所述滑动装置被构造对整个系统进行调整；所述处理装置对所述检测装置10和所述感应装置的数据进行处理；所述处理器分别与所述检测装置10、所述感应装置、所述预警装置、所述滑动装置和所述处理装置控制连接，并基于所述处理器的集中控制下对各个装置进行精准的控制；所述感应装置与所述检测装置10相互配合使用，使得所述检测装置10在使用的过程中，对所述管道3的低频振动的数据进行采集，并把采集的数据通过所述预警装置和所述处理机构进行分析，触发对预警信号的报警，同时还能够对采集的数据进行处理；所述检测装置10与所述感应装置均设置在所述滑动装置上并基于所述滑动装置在所述管道3夹持或者移动的操作，使得对整个系统能够在管道3的任意位置进行夹持，有效的提升整个系统的应用场景；所述预警装置与所述处理装置相互配合，使得整个系统能够进行高效的检测和高效的报警；
所述检测装置10包括检测机构和夹持机构，所述检测机构设置在所述夹持机构上并在所述夹持机构的夹持下嵌套在所述管道3的外壁；所述夹持机构对所述管道3进行夹持；所述检测机构包括检测板和检测元件，所述检测元件设置在所述检测板上；所述检测板与所述夹持机构进行连接；所述夹持机构包括变形构件和伸出构件，所述伸出构件对所述变形件的位置进行调整；所述检测机构与所述夹持机构相互配合，使得所述检测机构在所述夹持机构的动作下，保证对所述检测机构能够进行精准的夹持，并通过所述检测机构进行检测；所述夹持机构的所述变形构件与所述检测机构的位置进行调整；使得对所述变形构件能够对不同的管径的大小进行夹持；所述伸出构件与所述变形构件相互配合，使得对不同的管径进行所述夹持，有效的提升对所述管道3进行夹持的过程中，还能够兼顾对所述管道3振动的检测；所述变形构件包括若干个变形杆15、支撑板、若干个限位槽、变形驱动机构和压力检测件，所述压力检测件设置在各个所述变形杆15靠近所述管道3的一端，各个所述变形杆15的另一端通过所述变形驱动机构驱动连接；各个所述限位槽设置在所述支撑板上；各个所述变形杆15设置在所述限位槽中，且各个所述变形杆15与各个所述限位槽适配；所述变形构件还包括拨动板11和拨动驱动机构12，所述拨动板11与所述拨动驱动机构12驱动连接；所述拨动板11上设有若干个拨动槽14；各个所述变形杆15上设有拨动凸起13，所述拨动凸起13与各个所述拨动槽14拨动卡接；使得所述拨动板11拨动各个所述变形杆15，保证各个所述变形杆15的一端端部能够与所述管道3进行抵靠，并通过设置在各个所述变形杆15上的所述检测元件对管道3的振动进行检测；在本实施例中，在所述拨动板11和所述拨动驱动机构12对各个所述变形杆15进行拨动操作后，激活所述变形驱动机构对各个所述变形件自主的动作，使得所述管道3的振动的数据均能被精准的检测出来；所述变形板上设有供所述管道3进行容纳的通行腔16，所述通行腔16优选的与所述管道3相配或者比所述管道3大；所述伸出构件包括若干个伸出检测件和若干个伸出杆，所述伸出杆的一端与所述伸出检测件连接，所述伸出杆的另一端与所述变形杆15同轴设置，且在各个所述变形杆15进行动作的过程中，能够对通过与各个所述伸出杆的传导实现对各个所述变形杆15的振动量程的测量；各个所述伸出检测件与各个伸出检测件活动连接，并对所述伸出杆的推动的量程进行检测，从而通过所述伸出检测件能够对振动的幅度进行检测；
所述检测装置10还包括检测方法，所述检测方法被应用在所述检测机构的检测过程中，所述检测方法包括提取各个变形杆15的偏移量，并基于所述偏移量进行振动值的修改或者纠正；在本实施例中，所述管道3处于低频振动的状态下，当各个所述变形构件与所述管道3进行接触后，此时位置设置为原点；若所述管道3存在低频振动，则与所述管道3接触的各个所述变形杆15均能被捕捉；设定所述原点的函数如公式(1)所示：
f(x,y)＝ax2+2bxy+cy2 (1)
其中，当上述的表达式中a＝c且b＝0时，表达式表示的是一个中心的圆形，当所述管道3进行低频振动的过程中，振动的路径拟合为一个椭圆的轨迹，因而，此时椭圆所处空间的标准正交基为：
这时，对所述管道3的振动的方向进行采集，并基于采集到的数据组合形成所述管道3振动方向矩阵Q的单位特征向量；此时将矩阵Q做特征值分解：
依据上式，带入椭圆表达式子中，
经过化简，得出公式(4)
另外，在通过所述处理装置进行数据就处理过程中，所述处理装置包括处理机构和数据汇总单元，所述处理机构对所述检测装置10和所述感应装置的数据进行处理；所述数据汇总单元对所述检测装置10和所述感应装置的数据进行采集；所述处理机构包括参数分析器、函数提取器、合成模块和提取器，所述参数分析器对所述检测装置10或所述感应装置捕获的数据进行分析；并对捕获的数据进行拟合到一个或多个预定的常规参数表示中，每个预定的常规参数表示能够表示多个不同的捕获数据，并且对应于要从捕获的数据估计的一个或多个参数的集合，从而获得一个或多个分析的数据集，其中一个或多个分析的数据集对应于在参数分析中从捕获的数据估计的预定的一般参数表示的参数过程；所述提取器对从捕获的数据中提取一个或多个特征包络，所述特征包络对应于捕获的数据的一个或多个特征；所述合成模块用于通过在合成过程中将提取的特征包络反馈送到相应函数映射器的输入，并为与预定的一般参数表示相对应的合成器生成合成参数驱动合成过程的合成参数，其中该合成过程对应于预定的一般参数表示，并生成至少一部分捕获数据的近似值或修改值；所述处理装置与所述检测装置10、所述感应装置相互配合，并对所述检测装置10与所述感应装置的数据进行处理，并把处理的结果与所述预警装置进行配合；所述预警装置基于所述处理装置的数据，根据不同的数据类型触发不同的预警信号或者预警操作；在所述检测装置10和所述感应装置进行感应的过程中，会存在各种不同方向上的振动信号；对各种常规参数进行分析获知所述管道3的振动的方向，有效提升整个核电运行的安全和可靠性；在本实施例中，对捕获的数据进行分析用于对振动数据的特征包络进行识别，并基于所述特征包络进行拟合形成用于对所述管道3减振或者防控；同时，所述合成模块基于所述检测装置10或所述感应装置的数据对所述管道3的减振方向或者防控的方向进行建议修改值，有效的防止整个系统能够进行有效的预警并进行减振的操作；
基于特征向量Q定义对所述管道3振动的偏移修正函数，并基于所述偏移修正函数评分；
G＝det(Q)-ktr2(Q) (6)
其中，det(Q)对振动偏移量矩阵的行列式；r为在定义周期t内的最大偏移量；k为响应系数；当入γ2≥γ1或入γ1≥γ2，此时G<<0，检测到管道3振动的最大边缘；
当γ2和γ1都很大，G>>0则修正函数在各个方向都显著变化,则检测到振动；当γ2和γ1都很小，G很小振动修正函数在各个方向上变化都不明显，则为非异常参数区域；另外，k的调整可以改变振动检测的灵敏度，k增大则降低灵敏度,反之则增加灵敏度；
另外，对基于所述振动修正函数的确定后，就会触发对震动偏移量的修正或者纠正，使得所述管道3的异常振动能够进行消除；修正函数依据公式(7)进行修正；
其中，n为采样的次数，(Z，W)为修正的近似值或修改值；特别的，对所述管道3的修正是一个动态的修正的过程，当对所述管道3进行修正后，并未达到要求的效果，就会触发对管道3动态的修正过程中。
Claims (5)
1.一种管道低频振动非稳态在线预警诊断系统，其特征在于，包括检测装置(10)、预警装置、感应装置、滑动装置、处理装置和处理器，所述检测装置(10)对管道(3)的振动进行检测；所述预警装置基于感应装置和检测装置(10)的数据触发预警信号，并执行预警操作；所述感应装置对管道(3)的振动的幅度进行感测；所述滑动装置对整个系统进行调整；所述处理装置对检测装置(10)和感应装置的数据进行处理；
所述处理器分别与检测装置(10)、感应装置、预警装置、滑动装置和处理装置控制连接；
所述检测装置(10)包括检测机构和夹持机构，所述检测机构设置在所述夹持机构上并在所述夹持机构的夹持下嵌套在管道(3)的外壁；所述夹持机构对所述管道(3)进行夹持；所述检测机构包括检测板和检测元件，所述检测元件设置在所述检测板上；所述检测板与夹持机构进行连接；所述夹持机构包括变形构件和伸出构件，所述伸出构件对变形件的位置进行调整；
所述变形构件包括若干个变形杆(15)、支撑板、若干个限位槽、变形驱动机构和压力检测件，所述压力检测件设置在各个所述变形杆(15)靠近所述管道(3)的一端，各个所述变形杆(15)的另一端通过所述变形驱动机构驱动连接；各个所述限位槽设置在所述支撑板上；各个所述变形杆(15)设置在所述限位槽中，且各个所述变形杆(15)与各个所述限位槽适配；所述变形构件还包括拨动板(11)和拨动驱动机构(12)，所述拨动板(11)与所述拨动驱动机构(12)驱动连接；所述拨动板(11)上设有若干个拨动槽(14)；各个所述变形杆(15)上设有拨动凸起(13)，所述拨动凸起(13)与各个所述拨动槽(14)拨动卡接；使得所述拨动板(11)拨动各个所述变形杆(15)，保证各个所述变形杆(15)的一端端部能够与所述管道(3)进行抵靠，并通过设置在各个所述变形杆(15)上的所述检测元件对管道(3)的振动进行检测；
所述感应装置包括感应机构和抵靠机构，所述感应机构设置在所述抵靠机构上，并跟随所述抵靠机构的调整对所述感应机构的位置进行调整；所述抵靠机构对所述感应机构的位置进行调整；所述感应机构包括感应头和随动构件(21)，所述感应头设置在所述随动构件(21)上，并跟随所述管道(3)和所述随动构件(21)之间进行动作；所述随动构件(21)对所述感应头和管道(3)的位置进行跟随；
所述随动构件(21)包括随动杆(20)、若干个位置标记件(24)、霍尔感应件(23)和容纳腔，所述随动杆(20)的一端与所述容纳腔进行嵌套并同轴设置，且各个所述位置标记件(24)设置在所述容纳腔中等间距的分布；所述霍尔感应件(23)设置在所述随动杆(20)与所述容纳腔的一端的端部，并朝向各个所述位置标记件(24)的一侧伸出；所述霍尔感应件(23)与各个所述位置标记件(24)进行配合，使得管道(3)的振动的位置能够被精准的检测出来；所述随动构件(21)还包括复位弹簧，所述复位弹簧与所述随动杆（20）嵌套，且所述复位弹簧的一端与所述随动杆(20)的杆体进行卡接，所述复位弹簧的另一端与所述容纳腔的内壁进行卡接，使得所述随动杆(20)能够提供回程力；
所述检测装置(10)的检测方法具体为：
在检测机构的检测过程中，包括提取各个变形杆(15)的偏移量，并基于偏移量进行振动值的修改或者纠正；设定原点的函数：
f(x,y)＝ax2+2bxy+cy2
其中，当a＝c且b＝0时，表达式表示的是一个中心的圆形，当管道(3)进行低频振动的过程中，振动的路径拟合为一个椭圆的轨迹，因而，此时椭圆所处空间的标准正交基为：
对管道(3)的振动的方向进行采集，并基于采集到的数据组合形成所述管道(3)振动方向矩阵Q的单位特征向量，并对特征值进行分解；
基于特征向量Q定义对所述管道(3)振动的偏移修正函数，并基于所述偏移修正函数评分；
G＝det(Q)-ktr2(Q)
其中，det(Q)对振动偏移量矩阵的行列式；r为在定义周期t内的最大偏移量；k为响应系数；当入γ2≥γ1或入γ1≥γ2，此时G<<0，检测到管道(3)振动的最大边缘。
2.根据权利要求1所述的一种管道低频振动非稳态在线预警诊断系统，其特征在于，所述预警装置包括预警机构和评估机构，所述评估机构基于所述预警机构的预警数据或者预警信号进行评估；所述预警机构基于检测装置(10)和感应装置采集的数据进行预警信号的触发；所述预警机构包括预警单元和警报单元，所述预警单元对所述检测装置(10)和所述感应装置中的异常数据进行预警；所述警报单元基于预警单元的数据触发警报。
3.根据权利要求2所述的一种管道低频振动非稳态在线预警诊断系统，其特征在于，所述评估机构包括存储器和执行指令，所述执行指令基于预警机构的数据触发对预警信号的评估操作；所述存储器基于执行指令对记录各个准确性度量的列表；所述执行指令被配置为将平均准确度指标与初始平均准确度指标进行比较；确定在比较中识别出的精度度量增量是否超过精度度量阈值；并响应于精度度量增量精度度量阈值，生成差异报告。
4.根据权利要求1所述的一种管道低频振动非稳态在线预警诊断系统，其特征在于，所述滑动装置包括滑动机构和调整机构(4)，所述滑动机构对整个系统进行支撑并在管道(3)的任意位置进行滑动；所述调整机构(4)对不同管径进行夹持；所述滑动机构包括滑动轮(2)、滑动驱动机构和路径检测构件，所述路径检测构件对滑动路径进行检测；所述滑动轮(2)与滑动驱动机构进行连接形成驱动部；所述驱动部与调整机构(4)进行连接。
5.根据权利要求4所述的一种管道低频振动非稳态在线预警诊断系统，其特征在于，所述调整机构(4)包括调整杆(5)、角度调节构件和转向构件，所述转向构件对管道(3)的不同的角度进行检测；所述角度调节构件与调整杆(5)进行连接，并对调整杆(5)的角度进行调整；所述调整杆(5)的一端与滑动轮(2)进行连接，所述调整杆(5)的另一端与调整驱动机构驱动连接；
所述调整杆(5)的一端与所述滑动轮(2)进行连接，所述调整杆(5)的另一端与所述调整驱动机构驱动连接；所述调整机构(4)还包括立杆(9)、调节杆(7)和调整环(8)，所述调整杆(5)的一端与所述调整环(8)的外周连接，所述调整环(8)与所述调整杆(5)的一端连接，且所述立杆(9)的两端分别与所述调整杆(5)的杆体和所述滑动轮(2)连接，使得所述调节杆(7)、所述滑动轮(2)和所述调整杆(5)形成三角结构；所述调节杆(7)和所述调整环(8)的接触面均设有螺纹(6)；所述调整环(8)的内部设有转动机构，所述转动机构与所述调节杆(7)啮合；所述调整环(8)与所述调节杆(7)啮合，使得所述调节杆(7)与所述管道(3)的接触的角度能够进行调整；所述角度调节构件对所述调整环(8)在所述调节杆(7)的位置进行调整，并沿着所述调节杆(7)的长度方向滑动；所述转向构件设置在支撑机构上，所述支撑机构包括若干个支撑环和连接杆(17)，各个所述支撑环分别与所述管道(3)进行嵌套，并通过所述连接杆(17)进行连接；所述调整机构(4)与和所述滑动机构均设置在所述支撑机构靠近所述管道(3)的一侧；使得整个系统能够绕着所述管道(3)的轴线进行转动。
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