FR2910689A1 - Noisy temporal neutron flow representing signal processing method for nuclear power plant, involves filtering Gaussian transformed signal by kalman filter, and performing inverse transformation for filtered signal - Google Patents

Noisy temporal neutron flow representing signal processing method for nuclear power plant, involves filtering Gaussian transformed signal by kalman filter, and performing inverse transformation for filtered signal Download PDF

Info

Publication number
FR2910689A1
FR2910689A1 FR0611250A FR0611250A FR2910689A1 FR 2910689 A1 FR2910689 A1 FR 2910689A1 FR 0611250 A FR0611250 A FR 0611250A FR 0611250 A FR0611250 A FR 0611250A FR 2910689 A1 FR2910689 A1 FR 2910689A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
signal
neutron flux
transform
variance
filtered
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0611250A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2910689B1 (en
Inventor
Thierry Montagu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority to FR0611250A priority Critical patent/FR2910689B1/en
Publication of FR2910689A1 publication Critical patent/FR2910689A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2910689B1 publication Critical patent/FR2910689B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00Monitoring; Testing ; Maintaining
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T3/00Measuring neutron radiation
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

The method involves capturing a Gaussian signal of a neutron flow by a sensor in impulse mode, and performing a transformation of a stabilization and gaussianisation of signal of a neutron flow by using an anscombe transform. The gaussian-transformed signal is filtered using a kalman filter. The inverse transformation of stabilization and gaussianisation of a filtered signal is performed, where the average and variance of the signal are greater than or equal to four. An independent claim is also included for a device for processing a signal representing a neutron flow comprising a sensor for capturing a signal representing a noisy temporal neutron flow.

Description

1 PROCEDE DE FILTRAGE D'UN SIGNAL DE FLUX NEUTRONIQUE TEMPOREL BRUITE ET1 METHOD OF FILTERING A NEUTRONIC TIME NEUTRON FLOW SIGNAL

DISPOSITIF ASSOCIE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention est relative au domaine nucléaire et trouve application en ce qui concerne la neutronique des réacteurs quant à la mesure du débit de fluence neutronique. La mesure du débit de fluence neutronique est particulièrement importante dans les centrales nucléaires où celui-ci doit être contrôlé en permanence. L'invention se rapporte notamment à un procédé de filtrage d'un signal de flux neutronique temporel bruité de distribution poissonienne ainsi qu'à un dispositif mettant en oeuvre ledit procédé.  TECHNICAL FIELD The present invention relates to the nuclear field and is applicable with respect to reactor neutronics in measuring the neutron fluence rate. The measurement of the neutron fluence rate is particularly important in nuclear power plants where it must be continuously monitored. The invention relates in particular to a method of filtering a noisy temporal neutron flux signal of fish distribution and to a device implementing said method.

ETAT DE LA TECHNIQUE, La neutronique des réacteurs nucléaires s'intéresse aux réactions en chaîne ayant lieu dans le combustible (coeur des réacteurs).  STATE OF THE ART Neutronics in nuclear reactors is concerned with the chain reactions taking place in the fuel (core of the reactors).

Ces réactions sont des fissions qui s'enchaînent selon le schéma : neutrons donnent fissions, fissions donnent neutrons, neutrons donnent fissions, etc. La production d'énergie par les fissions induites est l'objectif recherché. C'est le nombre de neutrons créés Dors de ces réactions qui conditionne la 25 cinétique de la réaction. La mesure du flux neutronique est donc un indicateur représentatif de l'énergie délivrée en temps réel par un réacteur nucléaire. Pour un réacteur nucléaire, il est important de pouvoir mesurer précisément l'énergie fournie par les fissions en régime de fonctionnement 30 nominal, mais aussi lors du changement de régime du réacteur : augmentation ou baisse de régime, mise en route (divergence du coeur), arrêt, etc. 2910689 2 Pour la conduite de la sûreté des réacteurs nucléaires, il est nécessaire de mesurer l'énergie produite. Cette mesure est réalisée notamment grâce au monitorage du flux de neutrons. Le flux neutronique aussi appelé Débit de Fluence Neutronique (DFN) 5 (exprimé en nombre de neutrons par cm2 et par seconde) est contrôlé en permanence dans les centrales, il mesure le nombre de fissions ayant lieu par unité de temps. Ainsi il existe une instrumentation neutronique dédiée (interne et externe) qui a pour fonction de mesurer le flux neutronique. 10 La mesure du flux neutronique s'effectue au moyen d'une chaîne de mesure, schématisée à la figure 1, constituée de : ^ un détecteur de neutrons 1 (chambre à fission ou compteurs proportionnels), ^ un câble coaxial 2, 15 ^ un ensemble de conditionnement du signal 3 (amplification, filtrages, numérisation), ^ un ensemble de traitement 4, ^ moyens d'affichages et d'alarmes 5. Selon les phases de fonctionnement du réacteur, la dynamique du flux 20 neutronique est très large. Elle varie typiquement de 102 à 1014 neutrons.cm"2.s 1 ce qui correspond en décibels à une variation de 12 décades, et représente donc une dynamique de mesure considérable. Outre le fait que le signal de flux neutronique est bruité, il apparaît que mesurer ce signal sur une telle plage n'est pas sans poser de réels problèmes 25 techniques. Pour couvrir la gamme de fonctionnement, chaque détecteur est associé à des électroniques de conditionnement selon la nature du signal délivré : ^ des circuits pour les impulsions, ^ des circuits pour les mesures de courant, 30 ^ des circuits pour les mesures de fluctuations. Sur la figure 2 sont représentés les domaines de variations des différentes natures du signal délivré. 2910689 3 Le détecteur 1 compte les neutrons arrivant sur lui. Les coups enregistrés selon le mode de fonctionnement en impulsions suivent une loi de Poisson de paramètre X(t), variant dans le temps. On parle alors de mesure du taux de comptage. 5 Dans le présent texte nous nous référerons uniquement au signal acquis dans le mode impulsion. Il est connu de l'homme du métier que la moyenne et la variance d'une variable aléatoire suivant une loi de Poisson de paramètre X(t) sont respectivement égales à X(t). 10 Ainsi le signal de flux neutronique voit sa variance fluctuer à mesure que sa moyenne change au cours du temps, ce qui constitue un réel problème quant au filtrage de ce signal. Les procédés de filtrage de données ayant un distribution poissonnienne ignorent cette propriété et font d'une part l'hypothèse d'une distribution 15 gaussienne et d'autre part considèrent la variance de cette gaussienne constante au cours du temps. Ces hypothèses faites, de nombreux outils de traitement statistique du signal (filtres linéaires stationnaires) existent. Pour pallier à la difficulté imposée par une variance non constante, sur 20 l'ensemble de la dynamique de mesure il est commun d'utiliser des filtres linéaires dont la constante de temps varie en fonction de la puissance du réacteur (ces constantes sont préalablement calibrées). Des procédés de filtrage du flux neutronique sont disponibles dans la littérature.  These reactions are fissions which follow one another according to the scheme: neutrons give fissions, fissions give neutrons, neutrons give fissions, etc. The production of energy by induced fissions is the objective. It is the number of neutrons created in these reactions that conditions the kinetics of the reaction. The measurement of the neutron flux is therefore an indicator representative of the energy delivered in real time by a nuclear reactor. For a nuclear reactor, it is important to be able to accurately measure the energy supplied by the fissions in the nominal operating mode, but also during the change of the reactor regime: increase or decrease in speed, start-up (divergence of the core) , stop, etc. 2910689 2 For the safe conduct of nuclear reactors, it is necessary to measure the energy produced. This measurement is carried out thanks to the monitoring of the neutron flux. The neutron flux also called Neutronic Fluence Flow (DFN) 5 (expressed in number of neutrons per cm2 and per second) is continuously monitored in power plants, it measures the number of fissions taking place per unit of time. Thus, there is a dedicated neutron instrumentation (internal and external) whose function is to measure the neutron flux. The measurement of the neutron flux is carried out by means of a measuring chain, schematized in FIG. 1, consisting of: a neutron detector 1 (fission chamber or proportional counters), a coaxial cable 2, 15 a signal conditioning assembly 3 (amplification, filtering, digitization), a treatment unit 4, display means and alarms 5. Depending on the operating phases of the reactor, the neutron flux dynamics is very wide. . It typically varies from 102 to 1014 neutrons.cm "2.s 1, which corresponds in decibels to a variation of 12 decades, and thus represents a considerable measurement dynamic.In addition to the fact that the neutron flux signal is noisy, it appears That measuring this signal over such a range is not without posing real technical problems.To cover the operating range, each detector is associated with conditioning electronics according to the nature of the signal delivered: circuits for the pulses, circuits for current measurements, circuits for the measurement of fluctuations Figure 2 shows the ranges of variations of the different types of the delivered signal 2910689 3 The detector 1 counts the neutrons arriving on it. The pulsed operating mode follows a time-varying Poisson distribution of parameter X (t), which is called a count rate measurement. In this text we will refer only to the signal acquired in the pulse mode. It is known to those skilled in the art that the mean and the variance of a random variable according to a Poisson distribution of parameter X (t) are respectively equal to X (t). Thus the neutron flux signal sees its variance fluctuate as its average changes over time, which is a real problem in filtering this signal. The data filtering methods having a Poisson distribution ignore this property and on the one hand make the assumption of a Gaussian distribution and on the other hand consider the variance of this Gaussian constant over time. These assumptions made, many statistical signal processing tools (stationary linear filters) exist. To overcome the difficulty imposed by a non-constant variance, over the entire measurement dynamics it is common to use linear filters whose time constant varies as a function of the reactor power (these constants are previously calibrated ). Neutron flux filtering methods are available in the literature.

On se référera par exemple au document M. KONRAD, Weighting functions for neutron flux measurement and its relative speed of change, Elektrotechnika, vol. 19, num. 2-3, 1976. Dans ce document, il est proposé d'utiliser des fonctions de pondérations (rectangulaires ou triangulaires) en fonction du taux de comptage (c'est-à-dire en fonction de X(t)) et de la largeur temporelle de la fenêtre de mesure. Bien que ces méthodes suivent correctement les évolutions lentes du signal et permettent de réduire le bruit de mesure elles ne permettent pas de 2910689 4 suivre au plus près les discontinuités rapides et introduisent par conséquent des erreurs au niveau de celles-ci lors du filtrage. Ces méthodes de traitement reposent sur l'hypothèse de gaussianité du flux, ce qui est vrai uniquement pour des flux suffisamment importants (au 5 dessus de 500 neutrons.cm"2.s'). D'autre part ces méthodes reposent sur une hypothèse de stationnarité (du moins locale) c'est-à-dire de moyenne et de variance fixées dans une certaine fenêtre temporelle. Ces hypothèses ne sont, en pratique, pas toujours vérifiées, notamment 10 quand le signal de flux neutronique présente de fortes discontinuités. De ce fait, ces méthodes ne sont pas optimales par la non prise en compte de la nature poissonienne non stationnaire du flux neutronique. En effet, du fait de l'environnement d'application difficile le signal peut-être soumis à des changements brusques qui sont non linéaires : augmentation de 15 puissance, diminution de puissance, arrêt d'urgence etc. C'est sur cet état de fait que la Demanderesse trouve utile d'intégrer à la chaîne de mesure neutronique un algorithme de filtrage optimal vis-à-vis de la nature du signal poissonnien û suivant notamment de près les discontinuités û et de faible complexité.  Reference is made, for example, to the document M. KONRAD, Weighting functions for neutron flux measurement and its relative speed of change, Elektrotechnika, vol. 19, num. 2-3, 1976. In this paper, it is proposed to use weighting functions (rectangular or triangular) as a function of the counting rate (that is, as a function of X (t)) and the time width of the measurement window. Although these methods correctly follow the slow evolutions of the signal and make it possible to reduce the measurement noise, they do not make it possible to follow the fast discontinuities as closely as possible and therefore introduce errors in these during the filtering. These processing methods are based on the gaussianity assumption of flux, which is true only for sufficiently large fluxes (above 500 neutrons.cm "2.s'). On the other hand these methods are based on a hypothesis stationarity (at least local) that is to say of average and variance fixed in a certain time window These assumptions are not, in practice, always verified, especially when the neutron flux signal has strong discontinuities As a result, these methods are not optimal because the non-stationary fish nature of the neutron flux is not taken into account because, due to the difficult application environment, the signal may be subject to abrupt changes. which are non-linear: increase in power, decrease in power, emergency stop, etc. It is on this basis that the Applicant finds it useful to integrate into the neutron measurement chain a filt algorithm. optimal rage vis-à-vis the nature of the fish signal - in particular close to the discontinuities - and low complexity.

20 BASE DE L'INVENTION En appliquant les transformées de Haar-Fisz ou d'Anscombe au domaine de la neutronique dans le but de filtrer un flux neutronique temporel bruité la 25 Demanderesse a constaté une amélioration de la mesure du signal quelles que soient ses variations. Ainsi selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de traitement d'un signal représentatif d'un flux neutronique temporel bruité d'un réacteur de centrale nucléaire, après acquisition par un capteur, ledit signal de 30 flux neutronique étant de moyenne et variance variant au cours de l'acquisition caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes a) transformation (31) de stabilisation et de gaussianisation du signal de flux neutronique, 2910689 5 b) filtrage (32) du signal transformé-gaussien à variance stabilisée au moyen d'un filtre de Kalman, c) transformation inverse (33) de stabilisation et de gaussianisation du signal filtré obtenu à l'étape b) dudit procédé de manière à obtenir un signal de 5 flux neutronique filtré. Des caractéristiques du procédé sont les suivantes - la transformée de stabilisation et de gaussianisation est une transformée d'Anscombe ou de Haar-Fisz, - le signal de flux neutronique est acquis dans le mode impulsion.BASE OF THE INVENTION Applying the Haar-Fisz or Anscombe transforms to the field of neutronics for the purpose of filtering a noisy temporal neutron flux the Applicant has found an improvement in the measurement of the signal regardless of its variations. . Thus according to a first aspect, the invention proposes a method of processing a signal representative of a noisy temporal neutron flux of a nuclear power plant reactor, after acquisition by a sensor, said neutron flux signal being of average and variance varying during the acquisition characterized in that it comprises the following successive steps a) transformation (31) of stabilization and gaussianization of the neutron flux signal, b) filtering (32) of the transformed-Gaussian signal to stabilized variance by means of a Kalman filter, c) inverse transformation (33) of stabilization and gaussianization of the filtered signal obtained in step b) of said method so as to obtain a filtered neutron flux signal. The characteristics of the method are as follows - the stabilization and Gaussianization transform is an Anscombe or Haar-Fisz transform, - the neutron flux signal is acquired in the pulse mode.

10 L'invention concerne également un dispositif comportant des moyens pour la mise en oeuvre des étapes du procédé de traitement du signal de flux neutronique temporel bruité. PRESENTATION DES FIGURES 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles, outre les figures 1 et 2 déjà discutées : 20 ^ la figure 3 représente les différentes étapes du procédé de la présente invention, ^ la figure 4 illustre les résultats d'une comparaison de la méthode de filtrage selon l'invention.The invention also relates to a device comprising means for implementing the steps of the method of processing the noisy temporal neutron flux signal. PRESENTATION OF THE FIGURES Other features and advantages of the invention will become apparent from the description which follows, which is purely illustrative and nonlimiting, and should be read with reference to the appended figures in which, in addition to FIGS. 1 and 2 already discussed: FIG. 3 represents the various steps of the method of the present invention, FIG. 4 illustrates the results of a comparison of the filtering method according to the invention.

25 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le procédé de l'invention propose un procédé de filtrage d'un flux neutronique temporel bruité. L'invention se rapporte au signal acquis dans le mode impulsion.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The method of the invention provides a method of filtering a noisy temporal neutron flux. The invention relates to the signal acquired in the pulse mode.

30 Comme déjà mentionné, la mesure du débit de fluence neutronique est soumise à de fortes contraintes de mesures en temps réel.As already mentioned, the measurement of the neutron fluence rate is subject to strong real-time measurement constraints.

2910689 6 On rappelle que la problématique inhérente au filtrage du flux neutronique temporel bruité vient du fait que le signal présente une statistique poissonienne non stationnaire. Des transformées appliquées à des signaux d'imagerie contaminés par un 5 bruit poissonnien existent. Dans le cadre de l'invention la Demanderesse a investigué dans le but d'appliquer ces algorithmes à sa problématique : le signal à filtrer est un signal temporel et non un signal d'imagerie. Les transformées d'Anscombe et de Haar-Fisz sont des traitements 10 statistiques de signaux. Après transformation, le signal transformé peut-être considéré comme un signal temporel gaussien bruité ce qui par la suite simplifie grandement les étapes de filtrage : des techniques de filtrage, classiques et peu complexes, s'appliquent.It will be recalled that the problematic inherent in the filtering of the noisy temporal neutron flux comes from the fact that the signal has a nonstationary Poissonian statistic. Transforms applied to imaging signals contaminated with fish noise exist. In the context of the invention, the Applicant has investigated in order to apply these algorithms to its problematic: the signal to be filtered is a temporal signal and not an imaging signal. Anscombe and Haar-Fisz transforms are statistical signal processing. After transformation, the transformed signal can be considered as a noisy gaussian temporal signal which subsequently greatly simplifies the filtering steps: conventional and uncomplicated filtering techniques apply.

15 Le document F.J. ANSCOMBE , The Transformation of Poisson Binomial and Negative Binomial Data, Biometrika vol. 35, p. 246-254, 1948, propose une transformée, dite Transformée d'Anscombe permettant de rendre gaussien et de stabiliser la variance d'un signal cle distribution poissonnienne. Une des caractéristiques principales de la transformée d'Anscombe est que la variance 20 est stabilisée dès lors que le paramètre X(t) est supérieur ou égal à quatre. Plus récemment le document P. Fry lewicz and G. P. Nason, A Haar-Fisz algorithm for Poisson Intensity Estimation, Technical Report, Statistics Group, Department of Mathematics, University of Bristol, UK, propose de combiner les ondelettes dites de Haar à la transformée de Fisz (cf. document, 25 The Limiting Distribution of a Function of Two Independent Random Variables and its Statistical Applications , Colloquium Mathematicum, vol. 3, p. 138-146, 1955) qui permet de gaussianiser un signal poissonnien. Une des caractéristiques principales de la transformée de Haar-Fisz est que la variance est stabilisée dès lors que le paramètre À(t) de la distribution de 30 Poisson est supérieur ou égal à un. La transformée de Haar-Fisz est une transformée en ondelettes. Comme souligné plus haut, dans le domaine de la mesure de flux neutronique pour le contrôle de réacteurs nucléaires, on utilise surtout des 2910689 7 méthodes de traitement du signal de type linéaire (gaussien), qui ne tiennent pas compte de la nature corpusculaire des phénomènes observés. Le filtre de Kalman seul a été largement utilisé et testé, mais sans prendre en compte la statistique des phénomènes.The document F.J. ANSCOMBE, The Transformation of Binomial and Negative Fish Binomial Data, Biometrika vol. 35, p. 246-254, 1948, proposes a transformed, so-called Anscombe Transform, making it possible to make Gaussian and to stabilize the variance of a fish distribution signal. One of the main characteristics of the Anscombe transform is that the variance 20 is stabilized as long as the parameter X (t) is greater than or equal to four. More recently, P. Fry lewicz and GP Nason, A Haar-Fisz algorithm for Fish Intensity Estimation, Technical Report, Statistics Group, Department of Mathematics, University of Bristol, UK, proposes to combine so-called Haar wavelets with the transform of Fisz (see document, The Limiting Distribution of a Function of Two Independent Random Variables and its Statistical Applications, Colloquium Mathematicum, vol 3, pp. 138-146, 1955) which makes it possible to gaussianize a Poisson signal. One of the main features of the Haar-Fisz transform is that the variance is stabilized as long as the parameter Δ (t) of the Poisson distribution is greater than or equal to one. The Haar-Fisz transform is a wavelet transform. As pointed out above, in the field of neutron flux measurement for the control of nuclear reactors, the use of mainly linear (gaussian) signal processing methods, which do not take into account the corpuscular nature of the phenomena, is mainly used. observed. The Kalman filter alone has been widely used and tested, but without taking into account the statistics of phenomena.

5 Le filtre de Kalman est décrit, par exemple, dans le document A.H. JAZWINSKI, Filtering for stochastic processes, Interscience Publishers, 1968. Or, l'application directe d'un filtre de Kalman à un signal de flux neutronique standard n'est pas optimale car la moyenne et la variance des signaux fluctuent.The Kalman filter is described, for example, in AH JAZWINSKI, Filtering for stochastic processes, Interscience Publishers, 1968. However, the direct application of a Kalman filter to a standard neutron flux signal is not optimal because the mean and the variance of the signals fluctuate.

10 De plus, le signal de flux neutronique n'étant pas gaussien, l'application directe d'un filtre de Kalman peut donner des résultats biaisés voire diverger, ce qui n'est pas acceptable pour le contrôle d'un réacteur nucléaire. La figure 3 représente les différentes étapes du procédé de l'invention. Le procédé a pour objectif de filtrer le flux neutronique temporel bruité 15 noté v(t) . Le signal v(t) a une distribution de Poisson de paramètre X(t). Ce signal subit une transformée de stabilisation de variance et de gaussianisation 31 notée T qui peut être, ou une transformée d'Anscombe, ou une transformée de Haar-Fisz. Le signal résultant est noté v*(t) et est gaussien de variance stabilisée 20 (constante). Le signal v*(t) est par la suite filtré au moyen d'un filtre de Kalman. Le signal v* (t) étant gaussien les résultats obtenus au moyen du filtre de Kalman sont optimaux puisqu'il est connu que ce filtre est optimal dans le cas d'un signal gaussien non stationnaire. Le signal filtré au moyen du filtre de 25 Kalman est noté .x(t). Le signal z(t) filtré subit alors la transformée inverse de stabilisation et de gaussianisation 33 notée T-' On obtient alors le flux neutronique filtré recherché, noté 1(t). . Comme présenté précédemment, le procédé selon la présente invention 30 présente deux modes de fonctionnement. Le premier mode est celui mettant en œuvre la transformée d'Anscombe et le second est celui mettant en oeuvre la transformée de Haar-Fisz.In addition, since the neutron flux signal is not Gaussian, the direct application of a Kalman filter can give biased results or even diverge, which is not acceptable for the control of a nuclear reactor. Figure 3 shows the different steps of the method of the invention. The method aims to filter the noisy temporal neutron flux noted v (t). The signal v (t) has a Poisson distribution of parameter X (t). This signal undergoes a stabilization transform of variance and Gaussianization denoted T which may be, or an Anscombe transform, or a Haar-Fisz transform. The resulting signal is denoted v * (t) and is Gaussian with stabilized variance (constant). The signal v * (t) is subsequently filtered by means of a Kalman filter. Since the signal v * (t) is Gaussian, the results obtained by means of the Kalman filter are optimal since it is known that this filter is optimal in the case of a nonstationary Gaussian signal. The signal filtered by means of the Kalman filter is denoted x (t). The filtered signal z (t) is then subjected to the inverse stabilization and gaussianization transform 33 denoted T-. The desired filtered neutron flux, denoted 1 (t), is then obtained. . As previously discussed, the method according to the present invention has two modes of operation. The first mode is that implementing the Anscombe transform and the second is the one implementing the Haar-Fisz transform.

2910689 8 Ci-dessous, nous allons décrire la mise en place des transformées selon les deux modes de réalisation possibles. Transformée d'Anscombe Soit un signal noté v dont les échantillons notés v(t) sont des réalisations 5 de la loi de Poisson P(À.(t)) , la transformée d'Anscombe du signal v(t) est donnée par T[v(t)} =v*(t) =aJv(t)+3/8, où a est une constante permettant de régler la variance. Si a=l, la variance de v (t) est égale à 1/4 , pour obtenir une variance 10 égale à 1 i l suffit de fixer a = 2 . La transformée d'Anscombe inverse du signal v*(t) permettant de retrouver le signal v(t) est telle que T -' [v * (t)] = v(t) = (v * (t) / a)2 -3 / 8. Comme déjà mentionné la transformée d'Anscombe stabilise la variance 15 du signal v(t) à une valeur choisie (par l'intermédiaire de a) dès lors que X(t)4. Transformée de Haar-Fisz La transformée de Haar-Fisz est une décomposition en ondelettes discrètes quelque peu particulière.Below, we will describe the implementation of the transforms according to the two possible embodiments. Anscombe Transform Let a signal noted v whose samples denoted v (t) are realizations of the Poisson's law P (λ (t)), the Anscombe transform of the signal v (t) is given by T. [v (t)} = v * (t) = aJv (t) +3/8, where a is a constant to adjust the variance. If a = l, the variance of v (t) is equal to 1/4, to obtain a variance equal to 1 i 1 suffices to fix a = 2. The inverse Anscombe transform of the signal v * (t) allowing to find the signal v (t) is such that T - '[v * (t)] = v (t) = (v * (t) / a) 2 -3 / 8. As already mentioned, the Anscombe transform stabilizes the variance of the signal v (t) at a chosen value (via a) when X (t) 4. Haar-Fisz Transform The Haar-Fisz transform is a somewhat discrete wavelet decomposition.

20 La transformée de Haar-Fisz combine les ondelettes de Haar à la transformée de Fisz et est construite de la manière suivante. Soit le signal v(t) admettant l'écriture discrète v=(vo,v,,...,vN_t) de taille N = 2J , où J est le nombre d'échelles. Le signal v(t) est décomposé sur deux dimensions (en échelle (indice j), 25 et en temps (indice i)). Soient s' =(so,s;,...,sZ_,) et s' La transformée de Haar- Fisz s'obtient selon les étapes successives suivantes. DEBUT s"= v 30 Pour j = Jû1,Jû2,...,0 {ETAPE 1 2910689 Pour i = 0,1,...,21-' { si = s2i + S2i+i i = 'S2i û s21+l t 2/s } 5 FIN ETAPE 1} Pour j=0,1,...,Jù1 {ETAPE 2 si -1 = s; + s st,', j J = si ù J i FIN ETAPE 2} 10 V=S J FIN. Le vecteur v contient le signal stabilisé en variance et gaussianisé . La transformée de Haar-Fisz inverse s'obtient en appliquant l'étape 2 à v puis l'étape 1 modifiée de la manière suivante : s 2 ' = s; +d; Js' , j-1 = j û ~J j S21+1 si Ji Si . Comme déjà mentionné la transformée de Haar-Fisz stabilise la variance du signal v(t) à une valeur choisie (par l'intermédiaire de a) dès lors que (t) >_ 1. Dans le cas de signaux échantillonnés à la période d'échantillonnage Te les transformées d'Anscombe et de Haar-Fisz restent bien entendu valables dès 20 lors que le produit À(k)Te est supérieur ou égal à 4Te pour la transformée d'Anscombe et Te pour la transformée de Haar-Fisz, cela quelque soit Te . Après gaussianisation et stabilisation de la variance on applique un filtrage de Kalman. Le procédé se termine en appliquant au signal filtré la transformée inverse 25 d'Anscombe ou de Haar-Fisz selon le mode de réalisation choisi. D'après le procédé de l'invention on acquière un signal de flux neutronique pendant une certaine durée.The Haar-Fisz transform combines the Haar wavelets with the Fisz transform and is constructed in the following manner. Let the signal v (t) admitting the discrete writing v = (vo, v ,, ..., vN_t) of size N = 2J, where J is the number of scales. The signal v (t) is decomposed in two dimensions (in scale (index j), and in time (index i)). Let s = (so, s;, ..., sZ_,) and s' The Haar-Fisz transform is obtained in the following successive steps. DEBUT s "= v 30 For j = J1, J2, ..., 0 {STEP 1 2910689 For i = 0.1, ..., 21- '{si = s2i + S2i + ii = S2i + s21 + lt 2 / s} 5 END STEP 1} For j = 0,1, ..., Jù1 {STEP 2 if -1 = s; + s st, ', j J = if ù END STEP 2} 10 V = SJ END The vector v contains the stabilized signal in variance and gaussianized The inverse Haar-Fisz transform is obtained by applying step 2 to v then the modified step 1 in the following way: s 2 '= s ; + d; Js', j-1 = j û ~ J j S21 + 1 if Ji Si. As already mentioned, the Haar-Fisz transform stabilizes the variance of the signal v (t) at a chosen value (via (a) since (t)> 1. In the case of signals sampled at the sampling period Te the Anscombe and Haar-Fisz transforms are of course valid as long as the product A (k) Te is greater than or equal to 4Te for the Anscombe transform and Te for the Haar-Fisz transform, regardless of Te, after Gaussianization and stab Variance is applied by applying Kalman filtering. The process terminates by applying to the filtered signal the Anscombe or Haar-Fisz inverse transform according to the chosen embodiment. According to the method of the invention, a neutron flux signal is acquired for a certain period of time.

9 15 2910689 10 La figure 4 illustre un résultat obtenu en appliquant le procédé de l'invention appliqué à un signal de flux neutronique temporel bruité réel. En pratique, il convient de noter que la moyenne et la variance du signal 40 ne sont pas rigoureusement identiques mais varient au cours du temps 5 d'acquisition. Le signal 40 (cf. figure 4) acquis via la chaîne de mesure neutronique présente une forte discontinuité aux alentours de 200 secondes il passe brutalement d'environ À. 2x102 à À. z- 2x104. II est à remarquer que le fait d'appliquer préalablement une transformée 10 d'Anscombe ou de Haar-Fisz permet de suivre avantageusement les variations du signal même quand celui-ci présente une très forte discontinuité tout en le filtrant de manière optimale. Ainsi le signal est filtré même quand celui-ci présente de fortes discontinuités.FIG. 4 illustrates a result obtained by applying the method of the invention applied to a real noisy time neutron flux signal. In practice, it should be noted that the mean and variance of the signal 40 are not exactly identical but vary over the course of the acquisition time. The signal 40 (see FIG. 4) acquired via the neutron measurement chain exhibits a strong discontinuity at around 200 seconds and passes abruptly by approximately λ. 2x102 to A. z-2x104. It should be noted that the fact of previously applying an Anscombe or Haar-Fisz transform makes it possible to advantageously follow the variations of the signal even when it has a very large discontinuity while optimally filtering it. Thus the signal is filtered even when it has strong discontinuities.

15 Le signal 41 est obtenu selon un procédé antérieur de filtrage linéaire classique. On observe un décalage important entre ce signal filtré 41 et le signal brut 40, notamment après la discontinuité. Le signal 42 est obtenu selon le procédé de l'invention en utilisant une transformée de Anscombe et un filtre de Kalman.The signal 41 is obtained according to an earlier conventional linear filtering method. There is a significant shift between this filtered signal 41 and the raw signal 40, especially after the discontinuity. The signal 42 is obtained according to the method of the invention using an Anscombe transform and a Kalman filter.

20 Par ailleurs sur l'exemple de la figure 4 les transformées d'Anscombe et de Haar-Fisz (non représentée sur l'exemple de la figure 4) conduisent sensiblement au même résultat puisque la valeur minimale de X(t) est supérieure à 4, et que dans cette plage les deux transformées s'appliquent. Le procédé de l'invention peut s'intégrer au dispositif de mesure tel que 25 décrit précédemment et tel que connu, ceci présente l'avantage ne pas avoir à modifier la chaîne de mesures. L'invention concerne également un dispositif mettant en oeuvre les étapes du procédé de filtrage décrit. En conséquence, le procédé et le dispositif tels que décrit permettent de 30 filtrer un signal temporel de flux neutronique bruité de distribution poissonnienne Un des avantages du procédé et du dispositif associé c'est qu'ils permettent de suivre les variations du signal même s'il présente de très fortes discontinuités, telles que dans le cas d'un signal à distribution poissonienne. En 2910689 il effet comme déjà mentionné les moyennes et variances d'un tel signal varient dans le temps. 12Furthermore, in the example of FIG. 4, the Anscombe and Haar-Fisz transforms (not shown in the example of FIG. 4) substantially lead to the same result since the minimum value of X (t) is greater than 4, and that in this range both transforms apply. The method of the invention can integrate with the measuring device as previously described and as known, this has the advantage of not having to modify the measurement chain. The invention also relates to a device implementing the steps of the filtering method described. Consequently, the method and the device as described make it possible to filter a time signal of noisy neutron flux of fish distribution. One of the advantages of the method and of the associated device is that they make it possible to follow the variations of the signal itself. it has very strong discontinuities, such as in the case of a Poisson distribution signal. In 2910689 it effect as already mentioned the averages and variances of such a signal vary in time. 12

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'un signal représentatif d'un flux neutronique temporel bruité d'un réacteur de centrale nucléaire, après acquisition par un capteur, ledit signal de flux neutronique étant de moyenne et variance variant au cours de l'acquisition caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes a) transformation (31) de stabilisation et de gaussianisation du signal de flux neutronique, b) filtrage (32) du signal transforméûgaussien à variance stabilisée au moyen d'un filtre de Kalman, c) transformation inverse (33) de stabilisation et de gaussianisation du signal filtré obtenu à l'étape b) dudit procédé de manière à obtenir un signal de flux neutronique filtré.  A method of processing a signal representative of a noisy temporal neutron flux of a nuclear power plant reactor, after acquisition by a sensor, said neutron flux signal being of varying average and variance during the acquisition characterized by it comprises the following successive steps a) transformation (31) of stabilization and Gaussianization of the neutron flux signal, b) filtering (32) of the transformed Gaussian signal with stabilized variance by means of a Kalman filter, c) transformation inverse (33) stabilization and Gaussianization of the filtered signal obtained in step b) of said method so as to obtain a filtered neutron flux signal. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la transformée de stabilisation et de gaussianisation (31) est une transformée d'Anscombe.  2. Method according to claim 1, characterized in that the stabilization and Gaussianization transform (31) is an Anscombe transform. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la moyenne et la variance du signal de flux neutronique sont supérieures ou égales à quatre.  3. Method according to claim 2, characterized in that the average and the variance of the neutron flux signal are greater than or equal to four. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la transformée de stabilisation et de gaussianisation (31) est une transformée de Haar-Fisz.  4. Process according to claim 1, characterized in that the stabilization and Gaussianization transform (31) is a Haar-Fisz transform. 5. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la moyenne et la variance du signal de flux neutronique sont supérieures ou égales à un.  5. Method according to the preceding claim, characterized in that the average and the variance of the neutron flux signal are greater than or equal to one. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce que le signal de flux neutronique est acquis dans le mode impulsion. 13 2910689  6. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the neutron flux signal is acquired in the pulse mode. 13 2910689 7. Dispositif de traitement d'un signal représentatif d'un flux neutronique comprenant un capteur pour l'acquisition du flux neutronique, ledit signal étant bruité après acquisition ledit signal de flux neutronique étant de moyenne et variance variant au cours de l'acquisition, caractérisé en ce que ledit dispositif 5 comprend des moyens aptes à mettre en oeuvre les étapes du procédé selon l'une des revendications précédentes.  7. Apparatus for processing a signal representative of a neutron flux comprising a sensor for acquiring the neutron flux, said signal being noisy after acquisition, said neutron flux signal being of varying average and variance during the acquisition, characterized in that said device 5 comprises means able to implement the steps of the method according to one of the preceding claims.
FR0611250A 2006-12-22 2006-12-22 METHOD FOR FILTERING A NEUTRONIC TIME FLOW SIGNAL AND ASSOCIATED DEVICE Expired - Fee Related FR2910689B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0611250A FR2910689B1 (en) 2006-12-22 2006-12-22 METHOD FOR FILTERING A NEUTRONIC TIME FLOW SIGNAL AND ASSOCIATED DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0611250A FR2910689B1 (en) 2006-12-22 2006-12-22 METHOD FOR FILTERING A NEUTRONIC TIME FLOW SIGNAL AND ASSOCIATED DEVICE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2910689A1 true FR2910689A1 (en) 2008-06-27
FR2910689B1 FR2910689B1 (en) 2017-10-06

Family

ID=38055311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0611250A Expired - Fee Related FR2910689B1 (en) 2006-12-22 2006-12-22 METHOD FOR FILTERING A NEUTRONIC TIME FLOW SIGNAL AND ASSOCIATED DEVICE

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2910689B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3066832A1 (en) * 2017-05-29 2018-11-30 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives METHOD AND DEVICE FOR PROCESSING NEUTRON FLUX SIGNALS, COMPUTER PROGRAM PRODUCT AND CONTROL-CONTROL SYSTEM THEREOF
CN110830109A (en) * 2019-10-31 2020-02-21 清华大学深圳国际研究生院 SAR detection method based on SPAD array nonlinearity

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4920548A (en) * 1988-09-28 1990-04-24 Westinghouse Electric Corp. Source range neutron flux count rate system incorporating method and apparatus for eliminating noise from pulse signal
WO1997014105A1 (en) * 1995-10-10 1997-04-17 Arch Development Corporation An expert system for testing industrial processes and determining sensor status
US6892163B1 (en) * 2002-03-08 2005-05-10 Intellectual Assets Llc Surveillance system and method having an adaptive sequential probability fault detection test

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4920548A (en) * 1988-09-28 1990-04-24 Westinghouse Electric Corp. Source range neutron flux count rate system incorporating method and apparatus for eliminating noise from pulse signal
WO1997014105A1 (en) * 1995-10-10 1997-04-17 Arch Development Corporation An expert system for testing industrial processes and determining sensor status
US6892163B1 (en) * 2002-03-08 2005-05-10 Intellectual Assets Llc Surveillance system and method having an adaptive sequential probability fault detection test

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
P. FRYZLEWICZ , G. P. NASON: "A Haar-Fisz Algorithm for Poisson Intensity Estimation", JOURNAL OF COMPUTATIONAL AND GRAPHICAL STATISTICS, vol. 13, no. 3, 1 September 2004 (2004-09-01), pages 621 - 638, XP002436405 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3066832A1 (en) * 2017-05-29 2018-11-30 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives METHOD AND DEVICE FOR PROCESSING NEUTRON FLUX SIGNALS, COMPUTER PROGRAM PRODUCT AND CONTROL-CONTROL SYSTEM THEREOF
WO2018220295A1 (en) * 2017-05-29 2018-12-06 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Method and device for processing neutron flux signals, associated computer program product and control system
CN110830109A (en) * 2019-10-31 2020-02-21 清华大学深圳国际研究生院 SAR detection method based on SPAD array nonlinearity
CN110830109B (en) * 2019-10-31 2020-09-29 清华大学深圳国际研究生院 SAR detection method based on SPAD array nonlinearity

Also Published As

Publication number Publication date
FR2910689B1 (en) 2017-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2693176B1 (en) Method for detecting defects of a bearing by vibrational analysis
EP2484011B1 (en) Device for the processing of a signal generated by a radiation detector
EP1777526B1 (en) Process and system for detecting frequency perturbations during measurement of the rotational speed of a rotor
EP2807460B1 (en) System to acquire the vibration signal of a rotating motor
WO2014001466A1 (en) Device and method for monitoring an electrical network
EP3785006B1 (en) Method and device for monitoring a gear system
FR2987454A1 (en) NEUTRON MEASURING APPARATUS AND NEUTRON MEASURING METHOD
FR2903853A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DIAGNOSING THE OPERATING STATE OF A SOUND SYSTEM
FR3020157A1 (en) DIGITAL DETECTION METHOD
EP3631517B1 (en) Method and device for processing neutron flux signals, associated computer program product and control system
FR2910689A1 (en) Noisy temporal neutron flow representing signal processing method for nuclear power plant, involves filtering Gaussian transformed signal by kalman filter, and performing inverse transformation for filtered signal
EP3759455B1 (en) Acquisition module for a rotating machine supervision, system and method of supervision
EP3593101B1 (en) Method for detecting a defect in a vibration sensor, associated device and computer program
CN108549086B (en) Laser Doppler signal filter band self-adaptive selection and test method
WO2021089936A1 (en) Method, device and computer program for monitoring a rotating machine of an aircraft
EP1907679B1 (en) DEVICE AND METHOD FOR PROCESSING A SIGNAL OF a combustion chamber PRESSURE MEASUREMENT OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
EP3671583B1 (en) Method and device for storing digital data
EP3232212B1 (en) System and method for detecting an electric arc
WO2023017226A1 (en) Title: method for detecting a bearing fault in a rotating system and monitoring system implementing this method
EP2784616B1 (en) Method for detecting and acknowledging an abrupt change in at least one supervision indicator of a device
CN114993671A (en) Vibration fault diagnosis method and system based on Q factor wavelet transform
FR3087265A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MONITORING A ROTATING MECHANICAL PART
FR2996312A1 (en) METHOD FOR DETECTING SIGNAL WAVE FRONT RECEIVED BY SENSOR
Bansode et al. An Efficient FIR filter Design Technique using Graphical Interface
WO2024089358A1 (en) Device for monitoring the state of damage of a power transmission

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 11

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 12

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 14

ST Notification of lapse

Effective date: 20210806