JPS6255604B2 - - Google Patents
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- JPS6255604B2 JPS6255604B2 JP55057828A JP5782880A JPS6255604B2 JP S6255604 B2 JPS6255604 B2 JP S6255604B2 JP 55057828 A JP55057828 A JP 55057828A JP 5782880 A JP5782880 A JP 5782880A JP S6255604 B2 JPS6255604 B2 JP S6255604B2
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- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 7
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 4
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、原子炉炉内構造物のような容器内構
造物の異常振動の検知手法に関する。
造物の異常振動の検知手法に関する。
ここで、異常振動とは振動振幅が大きくなり構
造物相互に正常時には起らない接触、摩擦、衝突
が発生している状態を考える。
造物相互に正常時には起らない接触、摩擦、衝突
が発生している状態を考える。
従来、例えば炉内構造物の振動検知手法には、
音響検出器を用いる手法がある。この方法は、原
子炉圧力容器壁や配管に音響検出器を設置して、
容器内構造物の異常振動を検知しようとする方法
である。この方法では、周囲のノイズが問題とな
る。とくに原子炉運転時には、動作機器や冷却材
流動からのノイズが大きく、異常振動検知が困難
となる場合が多い。
音響検出器を用いる手法がある。この方法は、原
子炉圧力容器壁や配管に音響検出器を設置して、
容器内構造物の異常振動を検知しようとする方法
である。この方法では、周囲のノイズが問題とな
る。とくに原子炉運転時には、動作機器や冷却材
流動からのノイズが大きく、異常振動検知が困難
となる場合が多い。
また、炉内計装管などの異常振動検知には、計
装管内部に設置した中性子検出器からの出力のゆ
らぎを観測する場合がある。この場合、冷却材の
流量、温度、および検出器付近のボイドの多少で
中性子検出器の出力がゆらぎ、検出器出力のゆら
ぎと計装管の振動とを対応づけるのは容易ではな
い。
装管内部に設置した中性子検出器からの出力のゆ
らぎを観測する場合がある。この場合、冷却材の
流量、温度、および検出器付近のボイドの多少で
中性子検出器の出力がゆらぎ、検出器出力のゆら
ぎと計装管の振動とを対応づけるのは容易ではな
い。
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決
し、容器内構造物の異常振動の発生、とくに異常
振動による容器壁や他の構造物との接触、摩擦、
衝突を確実に検出する方法を提供するものであ
る。
し、容器内構造物の異常振動の発生、とくに異常
振動による容器壁や他の構造物との接触、摩擦、
衝突を確実に検出する方法を提供するものであ
る。
ここで本発明の原理について述べる。本発明
は、音響検出器から得られる信号を、振動信号と
音響信号とに分け、振動信号と音響信号の検波信
号との相互相関関係から、異常振動を検知するこ
とに特徴がある。この原理を具体的に図1によつ
て説明する。第1図において、1は加速度計等の
音響検出器の出力である。音響検出器は、数Hz程
度から数十KHzまでの振動、音響信号の検出がで
き、対象となる容器や、容器内構造物が容器外ま
で露出している部分等に設置してある。1を、ロ
ーパスフイルタ(又は、バンドパスフイルタ)を
通し、適当に増幅した波形が2であり、これは1
に含まれていた振動信号である。3は、1をハイ
パスフイルタ(又は、バンドパスフイルタ)を通
して、1に含まれる音響信号をとり出し適当に増
幅した波形である。3には、振動によつて発生し
た容器内構造物相互の接触、摩擦、衝突による音
響信号が含まれている。3を検波処理した波形が
4である。2および4を、時間tの関数としてそ
れぞれ、x(t)、y(t)で表わし、x(t)
と、y(t)の相互相関関数Cxy(τ)を求め
る。
は、音響検出器から得られる信号を、振動信号と
音響信号とに分け、振動信号と音響信号の検波信
号との相互相関関係から、異常振動を検知するこ
とに特徴がある。この原理を具体的に図1によつ
て説明する。第1図において、1は加速度計等の
音響検出器の出力である。音響検出器は、数Hz程
度から数十KHzまでの振動、音響信号の検出がで
き、対象となる容器や、容器内構造物が容器外ま
で露出している部分等に設置してある。1を、ロ
ーパスフイルタ(又は、バンドパスフイルタ)を
通し、適当に増幅した波形が2であり、これは1
に含まれていた振動信号である。3は、1をハイ
パスフイルタ(又は、バンドパスフイルタ)を通
して、1に含まれる音響信号をとり出し適当に増
幅した波形である。3には、振動によつて発生し
た容器内構造物相互の接触、摩擦、衝突による音
響信号が含まれている。3を検波処理した波形が
4である。2および4を、時間tの関数としてそ
れぞれ、x(t)、y(t)で表わし、x(t)
と、y(t)の相互相関関数Cxy(τ)を求め
る。
Cxy(τ)=()・(+) ……(1)
Cxy(τ);相互相関関数
τ;タイムラグ
また、数式上の実線は時間平均を示す。
Cxy(τ)の計算結果の一例を第2図に示す。
aは、非周期的相関が強い場合に対応し、bは周
期的相関が強い場合に対応する。aの物理的意味
は、x(t)、y(t)、つまり、振動と音響信号
発生との相関関係が強いことを示す。いいかえれ
ば、振動振幅値が大きくなる時、音響信号の発生
がある、またはこの逆など一定の関係が振動と音
響信号の間に存在していることを示す。これに対
してbの結果は、音響信号の発生が周期的であ
り、振動によつて音響信号が発生している場合で
ある。これは、振動により構造物相互の接触、摩
擦、衝突が誘起されていることを示すものであ
る。
aは、非周期的相関が強い場合に対応し、bは周
期的相関が強い場合に対応する。aの物理的意味
は、x(t)、y(t)、つまり、振動と音響信号
発生との相関関係が強いことを示す。いいかえれ
ば、振動振幅値が大きくなる時、音響信号の発生
がある、またはこの逆など一定の関係が振動と音
響信号の間に存在していることを示す。これに対
してbの結果は、音響信号の発生が周期的であ
り、振動によつて音響信号が発生している場合で
ある。これは、振動により構造物相互の接触、摩
擦、衝突が誘起されていることを示すものであ
る。
第2図のbのように、周期性の強い相関に対し
ては、Cxy(τ)のフーリエ変換 Sxy(ω)=1/2π∫∞ −∞Cxy(τ)e-i〓〓dτ ……(2) i=√−1 ω;角周波数 Sxy(ω);クロススペクトル で示されるクロススペクトルから、その周期とな
る周波数を求め得る。これより構造物の振動周波
数が求まる。
ては、Cxy(τ)のフーリエ変換 Sxy(ω)=1/2π∫∞ −∞Cxy(τ)e-i〓〓dτ ……(2) i=√−1 ω;角周波数 Sxy(ω);クロススペクトル で示されるクロススペクトルから、その周期とな
る周波数を求め得る。これより構造物の振動周波
数が求まる。
さらに、x(t)とy(t)の振幅が異なる影
響を除く場合には、それぞれ(1)式、(2)式に対応し
て、 Rxy(τ)=()(+)/√2()2() ……(1)′ Rxy(τ);相互相関係数 coh2(ω)=|Sxy(ω)|2/Sxx(ω)Syy(ω) ……(2)′ coh2(ω);コヒーレンス で示される規格化された関数が有用となる。(1)′
式、(2)′式からわかるように、x(t)、y(t)
の振幅値で規格してあるため、振幅の影響を受け
なくなる。
響を除く場合には、それぞれ(1)式、(2)式に対応し
て、 Rxy(τ)=()(+)/√2()2() ……(1)′ Rxy(τ);相互相関係数 coh2(ω)=|Sxy(ω)|2/Sxx(ω)Syy(ω) ……(2)′ coh2(ω);コヒーレンス で示される規格化された関数が有用となる。(1)′
式、(2)′式からわかるように、x(t)、y(t)
の振幅値で規格してあるため、振幅の影響を受け
なくなる。
以上の原理説明のごとく、本発明は振動で誘起
される構造物相互の接触、摩擦、衝突とその原因
となつた振動との関連を求めるものである。この
関連は振動と音響との相関から求めるが、相関は
振動と音響との間に因果関係が存在するときのみ
得られるものであり、振動と雑音又は、音響と雑
音の組み合せのように相互に因果関係が無い場合
は相関係数は小さい値にとどまる。このため、振
動と関連のないノイズの影響を受けないという秀
れた特長を有し、異常振動の有無を明確に判定で
きる。
される構造物相互の接触、摩擦、衝突とその原因
となつた振動との関連を求めるものである。この
関連は振動と音響との相関から求めるが、相関は
振動と音響との間に因果関係が存在するときのみ
得られるものであり、振動と雑音又は、音響と雑
音の組み合せのように相互に因果関係が無い場合
は相関係数は小さい値にとどまる。このため、振
動と関連のないノイズの影響を受けないという秀
れた特長を有し、異常振動の有無を明確に判定で
きる。
以下、本発明を実施例によつて詳細に説明す
る。
る。
異常振動の例として、沸とう水型原子炉におけ
る炉内計装管の振動を考え、振動による計装管と
燃料チヤンネルとの接触検知例を述べる。
る炉内計装管の振動を考え、振動による計装管と
燃料チヤンネルとの接触検知例を述べる。
第3図は、検知時の測定系を示す図である。6
は、対象となる原子炉圧力容器5の下部から突き
出している炉内計装管である。6に、加速度検出
器7を設置した。7は、2Hz〜7KHz(±5%)
の検出周波数特性をもつ。7の検出信号は、8の
チヤージ増幅器で増幅した後、バンドパスフイル
タ9,10に導びいた。9は0.07Hz〜40Hz、10
は500Hz〜10KHzのろ波帯域である。10の出力
を、検波回路11で検波し、バンドパスフイルタ
12を通した。12は、0.07Hz〜40Hzのろ波帯域
を有する。13の解析器により、9と12の出力
間の相関解析を行ない、その結果を14で観測し
て、異常振動の有無を判定した。13は、デイジ
タル処理により、相関関数やクロススペクトルな
どを求める機能を有する。
は、対象となる原子炉圧力容器5の下部から突き
出している炉内計装管である。6に、加速度検出
器7を設置した。7は、2Hz〜7KHz(±5%)
の検出周波数特性をもつ。7の検出信号は、8の
チヤージ増幅器で増幅した後、バンドパスフイル
タ9,10に導びいた。9は0.07Hz〜40Hz、10
は500Hz〜10KHzのろ波帯域である。10の出力
を、検波回路11で検波し、バンドパスフイルタ
12を通した。12は、0.07Hz〜40Hzのろ波帯域
を有する。13の解析器により、9と12の出力
間の相関解析を行ない、その結果を14で観測し
て、異常振動の有無を判定した。13は、デイジ
タル処理により、相関関数やクロススペクトルな
どを求める機能を有する。
第4図から第6図は、本実施例において解析し
た結果の一例を示すものである。第4図は、9の
出力、つまり振動信号成分の周波数分析結果であ
り、従来技術の問題点で示したように、この結果
から異常振動の有無を判定するのは、不可能であ
る。第5図は、相関関数Cxy(τ)の解析結果で
ある。Cxy(τ)は、第2図bの例のように強い
周期的相関を示している。つまり、計装管の振動
により周期的に音響信号が発生していることを示
している。相関関数の周期を求めるため、クロス
スペクトル解析した結果を第6図に示す。この結
果からわかるように、4Hz付近に明確なピークを
認め得る。この結果は、計装管が約4Hzで振動し
ていることにより、計装管とチヤンネルボツクス
とが接触していることを示している。つまり、ノ
イズの影響を受けずに、異常振動の有無と、その
周波数を明確に求めることができる。
た結果の一例を示すものである。第4図は、9の
出力、つまり振動信号成分の周波数分析結果であ
り、従来技術の問題点で示したように、この結果
から異常振動の有無を判定するのは、不可能であ
る。第5図は、相関関数Cxy(τ)の解析結果で
ある。Cxy(τ)は、第2図bの例のように強い
周期的相関を示している。つまり、計装管の振動
により周期的に音響信号が発生していることを示
している。相関関数の周期を求めるため、クロス
スペクトル解析した結果を第6図に示す。この結
果からわかるように、4Hz付近に明確なピークを
認め得る。この結果は、計装管が約4Hzで振動し
ていることにより、計装管とチヤンネルボツクス
とが接触していることを示している。つまり、ノ
イズの影響を受けずに、異常振動の有無と、その
周波数を明確に求めることができる。
原理で述べたように、相互相関係数、コヒーレ
ンスを使つて解析してもよい。
ンスを使つて解析してもよい。
本発明の第2の実施例は、振動信号の代りに計
装管内部の設置してある中性子検出器信号を用い
るものである。中性子検出器出力には、中性子束
が不均一な空間を検出器が振動で移動するため、
振動によるゆらぎ信号が含まれている。この信号
と音響信号の検波信号との相関をとると、第1の
実施例と同じく、異常振動の検出が可能となる。
装管内部の設置してある中性子検出器信号を用い
るものである。中性子検出器出力には、中性子束
が不均一な空間を検出器が振動で移動するため、
振動によるゆらぎ信号が含まれている。この信号
と音響信号の検波信号との相関をとると、第1の
実施例と同じく、異常振動の検出が可能となる。
また、振動信号と中性子検出器出力との相関を
とつても、振動を明確に検出できる。
とつても、振動を明確に検出できる。
さらに、振動信号、音響信号の検波信号、中性
子検出器出力の3信号の相関をとることもでき
る。
子検出器出力の3信号の相関をとることもでき
る。
以上、炉内計装管を例にとつて本発明の実施例
を述べた。本発明は、容器内構造物に直結し、振
動・音響信号の伝播が確実な部分に音響検出器を
設置することでノイズが多い場合でも異常振動を
確実に検出できる。
を述べた。本発明は、容器内構造物に直結し、振
動・音響信号の伝播が確実な部分に音響検出器を
設置することでノイズが多い場合でも異常振動を
確実に検出できる。
本発明により、容器内構造物の異常振動を、振
動による構造物相互の接触、摩擦、衝突との関係
を求めて明確に検知でき、安全上その効果は大き
い。
動による構造物相互の接触、摩擦、衝突との関係
を求めて明確に検知でき、安全上その効果は大き
い。
第1図は、信号波形の関係を示す図、第2図
は、相関関数の解析結果例を示す図、第3図は、
実施例1の測定系の構成図、第4図は、実施例1
における振動信号の周波数分析結果を示す図、第
5図は同じく相関関数の解析結果を示す図、第6
図は実施例1におけるクロススペクトルの解析結
果を示す図である。 1……検出信号波形、2……振動信号波形、3
……音響信号波形、4……検波信号波形、5……
原子炉圧力容器、6……炉内計装管、7……加速
度検出器、8……チヤージ増幅器、9,10,1
2……バンドパスフイルタ、11……検波回路、
13……相関解析器、14……表示装置。
は、相関関数の解析結果例を示す図、第3図は、
実施例1の測定系の構成図、第4図は、実施例1
における振動信号の周波数分析結果を示す図、第
5図は同じく相関関数の解析結果を示す図、第6
図は実施例1におけるクロススペクトルの解析結
果を示す図である。 1……検出信号波形、2……振動信号波形、3
……音響信号波形、4……検波信号波形、5……
原子炉圧力容器、6……炉内計装管、7……加速
度検出器、8……チヤージ増幅器、9,10,1
2……バンドパスフイルタ、11……検波回路、
13……相関解析器、14……表示装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 対象となる容器、または容器に直結する配管
や構造物に設置した音響検出器による検出信号を
音響信号と振動信号とに分けて異常振動を検出す
る方法において、前記音響信号を検波し、次に検
波信号のレベルの時間変化と前記振動信号の間の
相関を求めることを特徴とする異常振動検出方
法。 2 上記の音響信号の検波信号と振動信号のクロ
ススペクトル、または、コヒーレンスから異常振
動の周波数を求めることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の異常振動検出方法。 3 原子炉内計装管に配置した音響検出器と中性
子検出器の検出信号により該計装管の異常振動を
検出する方法であつて、上記音響検出器からの検
出信号を音響信号と振動信号に分けるとともに音
響信号を検波し、該検波信号のレベルの時間変
化、前記振動信号および前記中性子検出器の出力
信号の少なくともふたつの間の相関を求め計装管
の異常振動を検出することを特徴とする異常振動
検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5782880A JPS56154630A (en) | 1980-05-02 | 1980-05-02 | Detecting method of abnormal vibration |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5782880A JPS56154630A (en) | 1980-05-02 | 1980-05-02 | Detecting method of abnormal vibration |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56154630A JPS56154630A (en) | 1981-11-30 |
JPS6255604B2 true JPS6255604B2 (ja) | 1987-11-20 |
Family
ID=13066784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5782880A Granted JPS56154630A (en) | 1980-05-02 | 1980-05-02 | Detecting method of abnormal vibration |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS56154630A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107180655A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-09-19 | 广东核电合营有限公司 | 一种反应堆自动停堆系统 |
WO2022192118A1 (en) | 2021-03-08 | 2022-09-15 | The Chemours Company Fc, Llc | Coating composition |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62180223A (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-07 | Toshiba Corp | マルチコヒーレンスを用いた音源・振動源寄与度測定方法 |
JPS63203814A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-23 | Murata Mach Ltd | 紡糸捲取機 |
JP2007248184A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Omron Corp | 衝撃音検出方法および衝撃音検出装置 |
JP5193477B2 (ja) * | 2007-02-22 | 2013-05-08 | グローバル・ニュークリア・フュエル・アメリカズ・エルエルシー | 原子炉の制御セルのセル摩擦測定基準を判定する方法 |
JP5322742B2 (ja) * | 2009-04-02 | 2013-10-23 | 株式会社東芝 | 原子炉振動監視方法および原子炉振動監視システム |
CN108053902A (zh) * | 2018-01-17 | 2018-05-18 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种基于振动的安全壳结构损伤监测装置 |
JP7113687B2 (ja) * | 2018-07-13 | 2022-08-05 | 株式会社荏原製作所 | 信号処理装置、信号処理システム及び探索方法 |
-
1980
- 1980-05-02 JP JP5782880A patent/JPS56154630A/ja active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107180655A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-09-19 | 广东核电合营有限公司 | 一种反应堆自动停堆系统 |
CN107180655B (zh) * | 2017-04-06 | 2019-04-23 | 广东核电合营有限公司 | 一种反应堆自动停堆系统 |
WO2022192118A1 (en) | 2021-03-08 | 2022-09-15 | The Chemours Company Fc, Llc | Coating composition |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS56154630A (en) | 1981-11-30 |
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