KR101724151B1 - Estimating method for impact position and mass of metal piece using ambiguity pattern recognition - Google Patents

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박진호
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Abstract

Disclosed is a method to estimate an impact position and the mass of metal foreign matters simultaneously by using ambiguity pattern recognition, performing an impact test using a steel ball with respect to a nuclear power plant equipment structure or a simulation structure, applying an ambiguity calculation result as pattern recognition to construct a database, and determining authenticity of a signal through pattern recognition after ambiguity calculation of an acquired alert signal when an impact signal of a metal foreign matter generated in a nuclear power plant equipment occurs normal operation of a nuclear power plant, and estimating a position and the mass of an impact simultaneously by using an impact distance. According to the present invention, by using a database server (130) and a computer including a central processing unit (122), the ambiguity calculation between alert signals detected by a vibration sensor installed in upper and lower steam generators (101) and a coolant pump (102) of a nuclear reactor (103) in the nuclear power plant equipment (100) of the Fig. 1 and data acquired in real time through a data acquisition system (100) is performed, and pattern recognition calculation between the alert signals and data constructed in the database server is performed, so the position and the mass of the impact of the metal foreign matter are able to be correctly and quickly estimated. The database is constructed by performing the impact test with the nuclear power plant equipment structure or the simulation structure (201) of the Fig. 2, and a steel ball impact test device, and then storing ambiguity calculation results in the database server (130) to be used. Moreover, a result of the position and the mass of the impact of the foreign matter estimated by applying a method of the present invention is able to understand a damageable region and effect during health diagnosis of the nuclear power plant equipment structure.

Description

앰비규어티 패턴인식을 이용한 금속 이물질의 충격 위치와 질량 동시추정 방법{ESTIMATING METHOD FOR IMPACT POSITION AND MASS OF METAL PIECE USING AMBIGUITY PATTERN RECOGNITION}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for simultaneously estimating an impact position and a mass of a metal foreign object using ambiguity pattern recognition,

본 발명은 원전 1차 계통 기기의 앰비규어티 패턴인식을 이용한 금속 이물질의 충격 위치와 질량 동시추정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정비기간 내 충격 실험을 실시하여 데이터베이스를 구축하거나, 모의 구조물을 이용하여 충격 실험 데이터베이스를 구축한 후, 정상 운전 중 원자로 및 증기발생기 내부에 금속 이물질에 의한 충격이 발생할 때, 기(旣) 설치된 진동센서로부터 충격을 감지하여 데이터 취득 시스템(DAQ System)을 통해 데이터를 취득하고, 취득된 충격 진동 신호를 중앙연산처리장치에서 연산 처리하고 구축된 데이터베이스와 비교하여 금속 이물질의 충격 위치 및 충격 질량을 추정할 수 있는 앰비규어티 패턴인식을 이용한 금속 이물질의 충격 위치와 질량 동시추정 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method of simultaneously estimating impact positions and masses of metal impurities using ambiguity pattern recognition of a nuclear power plant primary system, and more particularly, When a shock due to a metal foreign substance is generated in the reactor and the steam generator during normal operation after the impact test database is constructed by using the data acquisition system (DAQ System) The impact position of the metal impurity and the impact mass of the metal impurity can be estimated by comparing the obtained impulse vibration signal with the database constructed by the central arithmetic processing unit, Mass simultaneous estimation method.

가압 경수형 원전에서 원자로 계통의 주요기기(100)는 도 1과 같이 원자로와 증기발생기, 냉각재 펌프로 구성되어 있으며, 이러한 주요기기는 압력 경계 구조로 대부분 평판 또는 셸 형태의 구조물로 되어 있다. 이러한 내부 구조물들은 냉각재 유동에 의해 부식이나 이완 수축의 반복으로 내부에 금속 이물질들이 발생하거나, 정비기간에 작업자의 부주의로 금속 등의 이물질이 발생하게 된다.1, the main apparatus 100 of the nuclear reactor system of the pressurized water reactor type is composed of a reactor, a steam generator, and a coolant pump. The main apparatus is a pressure boundary structure and is mostly a plate or shell type structure. These internal structures cause metal foreign substances in the interior due to repeated corrosion or relaxation shrinkage due to the flow of the coolant, or foreign substances such as metal are generated due to carelessness during maintenance.

이러한 이물질들은 냉각재 펌프의 작동으로 유로를 따라 유동하면서 구조물 내부에 충격을 가하게 된다. 구조물에 충격이 가해지는 경우 구조물의 손상을 발생시키고, 2차 냉각수의 방사능 오염 등의 안전 문제를 발생시킬 수 있다.These foreign substances flow through the flow path of the coolant pump and impact the inside of the structure. If an impact is applied to the structure, the structure may be damaged, and safety problems such as radioactive contamination of the secondary cooling water may occur.

따라서, 원전에서는 이러한 문제를 조기에 감시하고 구조건전성 진단을 수행하기 위해서 금속파편 감시 진단 시스템을 설치 운영하고 있다. 현재 운영되고 있는 감시 진단 시스템은 원전 기기 구조물의 이물질 발생 및 검출 가능한 부위인 원자로 상하부, 증기발생기 하부, 냉각재 펌프 몸체의 외부 표면에 진동 센서를 다수 부착하고 충격 신호를 검출할 수 있도록 구성되어 있다.Therefore, at nuclear power plants, a metal debris monitoring system is installed and operated in order to monitor these problems early and to perform structural health diagnosis. Currently, the surveillance diagnostic system is constructed to detect a shock signal by attaching a large number of vibration sensors to the upper and lower parts of the reactor, the steam generator, and the outer surface of the coolant pump body, which are the detectable parts of the nuclear device structure.

이물질에 의한 충격 진동 신호가 검출될 경우 실시간으로 충격 신호를 저장하고, 저장된 충격 신호를 분석 진단하게 된다. 주요 진단 수행 항목은 이물질의 충격 발생 위치를 추정하고 충격 이물질의 질량을 추정하여 구조물의 건전성 여부를 파악하는 것이다.When an impulse vibration signal due to a foreign object is detected, the impulse signal is stored in real time, and the stored impulse signal is analyzed and diagnosed. The major diagnostic performance items are to estimate the impact location of the foreign object and estimate the mass of the foreign object to determine whether the structure is sound.

따라서, 이물질의 충격 발생 위치와 충격 질량은 충격에 의해서 손상 정도와 취약한 구조 영역을 구분하는 정보로 활용되므로 구조물의 건전성을 파악하기 위해서 제일 중요하며, 가장 먼저 선결되어야 하는 진단 항목이다. Therefore, the impact position and impact mass of the foreign object are used as information to distinguish the degree of damage and the vulnerable structure area by the impact, so it is the most important and the first thing to be selected in order to understand the integrity of the structure.

종래에는 충격 발생 위치와 충격 질량을 추정하기 위해서 감시 진단 시스템으로부터 계측 저장된 충격 신호를 별도의 중앙연산처리장치와 메모리, 입출력장치로 구성된 컴퓨터에서 분석을 수행하였다.Conventionally, in order to estimate the impact position and the impact mass, the shock signal measured from the monitoring diagnostic system is analyzed by a computer including a separate central processing unit, memory, and input / output unit.

먼저, 이물질의 충격 위치의 추정은 충격 신호에 대해 시간 축과 진동진폭 축 기준의 그래프 형태로 모니터 화면 또는 인쇄 출력하여 각각의 센서별 발생 시각을 판독하고, 신호 도달 시간차를 추출하여 삼각법이나 원교차법과 같은 위치 추정방법을 적용하여 충격 위치를 추정하고 있다. 하지만, 이 방법은 판독자의 판독 정도에 따라 오차를 발생하게 된다. 특히, 충격신호에 배경잡음(신호잡음)이 포함된 경우나 충격신호의 전파특성에 따른 왜곡으로 판독이 어려운 경우가 발생하게 된다. 또한, 충격 신호가 내부 유동에 의한 이물질 충격 신호와 외부 구조의 마찰이나 열 충격 등에 의해 발생한 것인지에 대한 판단이 불가한 경우가 발생하고 있다.First, the impulse position of the foreign object is estimated by reading the occurrence time of each sensor by a monitor screen or printing output in the form of a graph based on the time axis and the vibration amplitude axis with respect to the impact signal, extracting the time difference of signal arrival, The impact position is estimated by applying a position estimation method such as the law. However, this method causes an error depending on the degree of readout of the reader. Particularly, there are cases where background noise (signal noise) is included in the impact signal or distortion due to the propagation characteristics of the impact signal is difficult to read. It is also impossible to judge whether the impulse signal is caused by a foreign matter impact signal due to the internal flow or by friction or thermal shock of the external structure.

이러한 문제를 해결하고자 단순 시간 그래프로 판독하는 방법보다 진보된 진단 방법의 필요성이 대두 되어, 현재 이와 같은 문제점을 해결하고자 시간-주파수 분석 방법을 적용한 진단 방법이 개발되고 있다. 이 방법은 금속 이물질에 의한 충격 신호의 특징이 충격 지점에서 구조물을 따라 전파할 경우 충격파의 전파 속도가 주파수 별로 달라지는 물리적 특성으로 신호의 분산성이 발생하는 특징을 이용하는 방법이다. 따라서, 충격파의 신호를 중앙연산처리장치와 메모리에서 연산처리하고 시간 축과 주파수 축, 진동에너지 축의 3차원 그래프로 출력하면 이물질에 의한 내부 충격 신호일 경우 충격에너지의 분산 특성이 명확하게 나타나므로 이물질 충격 여부의 판단이 가능하다.In order to solve such a problem, there is a need for an advanced diagnosis method rather than a simple time graph reading method. A diagnostic method using a time-frequency analysis method is currently being developed to solve such a problem. This method utilizes the characteristic that the propagation speed of shock wave differs according to the frequency when the characteristic of the impulse signal by the metal foreign matter propagates along the structure at the impact point, and the dispersion characteristic of the signal occurs. Therefore, when the signal of the shock wave is computed in the central processing unit and the memory, and output to the three-dimensional graph of the time axis, the frequency axis and the vibration energy axis, the dispersion characteristic of the impact energy becomes clear in the case of the internal impact signal by the foreign substance, It is possible to judge whether or not.

또한, 이러한 분산 특성을 이용하면 각 센서에서 측정된 충격 신호의 도달 시간차 정보를 정확하게 추출할 수 있어 충격 위치를 보다 명확하게 추정할 수 있으므로, 시간-주파수 방법을 이용하여 충격 위치를 추정하는 방법이 개발되어 활용되고 있다. 이 방법은 3개 이상의 다수의 진동 센서에 감지된 충격 신호를 3차원 그래프에서 충격파의 분산 특성으로 나타나는 에너지 선도에서 2개의 좌표를 판독하여 충격파의 분산 선도를 추출하고 각각의 분산 선도의 도달 시간차를 연산 추출하여 충격 거리를 추정하거나 삼각법이나 원교차법의 위치 추정 방법을 적용하여 이물질의 충격 위치를 추정하는 방법이다.Also, by using such a dispersion characteristic, the arrival time difference information of the impact signal measured by each sensor can be accurately extracted, and the impact position can be more clearly estimated. Therefore, a method of estimating the impact position using the time- Has been developed and utilized. In this method, the shock signals sensed by three or more vibration sensors are read out from the energy diagrams represented by the dispersion characteristics of the shock waves in the three-dimensional graph, and the dispersion diagrams of the shock waves are extracted. This method estimates the impact position of the foreign object by estimating the impact distance or applying the position estimation method of the trigonometric method or the circular intersection method.

하지만, 이 방법의 한계는 이물질의 충격 위치가 감지 센서에서 멀리 떨어질수록 충격신호의 왜곡으로 분산 특성이 낮아져 판독 및 분산 선도 추출이 어려운 문제점이 발생한다.However, the limitation of this method is that as the impact position of the foreign object moves away from the sensing sensor, the dispersion characteristic is lowered due to the distortion of the impact signal, which makes it difficult to extract the reading and dispersion diagram.

따라서, 원전 기기 내부에 금속 이물질에 의한 충격 여부의 정확한 판단을 유지하면서도 분산특성에 따라 도달 시간차를 판독하지 않고, 충격 위치를 추정할 수 있는 진단 방법의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a diagnostic method that can estimate the impact position without reading the arrival time difference according to the dispersion characteristics, while maintaining accurate judgment of whether or not the impact is caused by a metal foreign substance in the nuclear electric equipment.

이물질의 질량을 추정하는 방법은 이론적 방법인 헤르츠(Hertz) 충격이론을 기반으로 하는 분석 기법과 이물질 충격 신호의 스펙트럼 분석 기법 또는 시간-주파수 분석 기법을 방법이 개발되어 있다. 하지만, 이러한 방법들은 모두 충격에 의해 발생한 진동 신호의 주파수에 관한 데이터를 기초로 하여 이물질의 질량을 추정하기 때문에, 이물질 질량을 정확하게 추정하기 위해서는 충격파의 정확한 주파수 정보 추출이 필수적이다. 하지만, 진동 신호에는 이물질의 충격에 의한 신호뿐만 아니라 진동센서의 부착조건과 공진 성분, 냉각재 유동에 의해 발생하는 배경잡음이 포함되기 때문에 순수한 충격파의 주파수 데이터 정보를 추출하기 어려우며, 이러한 측정 환경을 극복할 수 있는 분석 방법의 개발이 필요한 실정이다.The method of estimating the mass of a foreign object has been developed by an analytical technique based on the theoretical Hertz shock theory, a spectrum analysis technique of a foreign matter impact signal, or a time-frequency analysis technique. However, since all of these methods estimate the mass of the foreign object based on the data of the frequency of the vibration signal generated by the impact, accurate frequency information extraction of the shock wave is indispensable in order to accurately estimate the foreign substance mass. However, since the vibration signal includes not only the signal due to the impact of the foreign object but also the background noise generated by the attachment condition of the vibration sensor, the resonance component, and the coolant flow, it is difficult to extract the frequency data information of the pure shock wave. And it is necessary to develop analytical methods that can be used.

이러한 문제를 극복할 수 있는 충격 위치 및 질량 추정 기술이 개발될 경우 원전기기의 구조건전성 진단의 신뢰도를 향상시키고, 안전사고가 발생하기 전 조기 조치에 따라 보다 안전성이 높은 원전운영이 가능할 것이다.If the impact location and mass estimation technology is developed to overcome these problems, it will improve the reliability of the structural integrity diagnosis of nuclear power plants, and it will be possible to operate nuclear power plants with more safety by early action before a safety accident occurs.

KR 10-0662083KR 10-0662083 JP 2000019286 AJP 2000019286 A JP 2001264151 AJP 2001264151 A JP 12346681 AJP 12346681 A KR 10-0336064KR 10-0336064 KR 10-0798007KR 10-0798007

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 원전기기 구조물 내의 금속 이물질이 냉각재 유동에 의해 구조물 내부에 충격이 발생하여 충격파가 전파될 경우 주파수별 전파속도 차이에 따라 충격에너지가 분산되는 물리적 특성과 패턴인식 방법을 이용하여 금속 이물질에 의해 발생한 충격파의 진위를 판단할 수 있는 앰비규어티 패턴인식을 이용한 금속 이물질의 충격 위치와 질량 동시추정 방법을 제공함에 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, A method of simultaneous estimation of impact position and mass of a metal foreign object by using ambiguity pattern recognition that can determine the authenticity of a shock wave generated by a metal foreign object.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 금속 이물질에 의한 충격이 발생할 경우 패턴인식 방법으로 충격 신호의 왜곡이나 충격 지점에 관계없이 충격 위치와 충격 질량을 추정할 수 있는 패턴인식용 데이터 생산 방법과 데이터베이스 구축 방법을 토대로 한 앰비규어티 패턴인식을 이용한 금속 이물질의 충격 위치와 질량 동시추정 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an edible data production method which is a pattern capable of estimating impact position and impact mass regardless of a distortion of an impact signal or an impact point by a pattern recognition method when an impact is caused by a metal foreign substance, And to provide a simultaneous estimation method of impact position and mass of a metal foreign object using ambiguity pattern recognition based on a database construction method.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명인 앰비규어티 패턴인식을 이용한 금속 이물질의 충격 위치와 질량 동시추정 방법은, 원전기기 구조물 또는 상기 원전기기 구조물과 유사한 모사 구조물을 대상으로 충격 질량, 충격 속도 및 충격 거리를 다양하게 설정하여 충격을 가하고, 충격시 발생하는 진동 신호를 취득하여 구조물에서 전파된 충격파 데이터를 분석하며, 이를 토대로 기준데이터베이스를 구축하는 기준데이터베이스 구축단계; 가동중인 원전기기에서 감지된 경보 신호 데이터를 전송받아 잡음신호를 필터링하는 신호 필터링단계; 필터링된 경보 신호 데이터를 하기의 수학식,According to another aspect of the present invention, there is provided a method for simultaneously estimating impact position and mass of a metal foreign object using ambiguity pattern recognition according to the present invention, A reference database construction step of applying shocks by setting various distances, acquiring vibration signals generated at impact, analyzing shock wave data propagated in the structure, and constructing a reference database based on the analyzed shock waves; A signal filtering step of filtering the noise signal by receiving the alarm signal data detected by the active nuclear device; The filtered alarm signal data is represented by the following equation:

Figure 112016116525584-pat00001
Figure 112016116525584-pat00001

을 이용하여 앰비규어티 연산하는 앰비규어티 연산단계; 상기 앰비규어티 연산 결과를 3차원 이미지 파일로 추출하거나, 이미지의 특징을 나타내는 형상 또는 4개의 사분면으로 분할 후 각 사분면의 특정 영역을 구분하여 특징 벡터 인자를 추출하고, 상기 기준데이터베이스의 충격 질량별, 충격 속도별 및 충격 거리별로 구분하여 비교데이터베이스를 구축하는 비교데이터베이스 구축단계; 및 상기 기준데이터베이스와 상기 비교데이터베이스를 통해 감지된 경보 신호 데이터로부터 충격 위치와 충격 질량을 결정하는 추정단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An ambiguity computing step of computing an ambiguity by using the ambiguity; Extracting a result of the ambiguity calculation into a three-dimensional image file, or extracting feature vector factors by dividing a feature representing an image feature or a quadrant into four quadrants and dividing a specific region of each quadrant, , A comparison database construction step of constructing a comparison database by classifying by impact velocity and impact distance; And an estimation step of determining an impact position and an impact mass from the alarm signal data sensed through the reference database and the comparison database.

이때, 상기 충격파 데이터의 분석은, 원전기기 구조물 또는 상기 원전기기 구조물과 유사한 모사 구조물을 대상으로 강구를 이용하여 충격 질량, 충격 속도 및 충격 거리를 다양하게 설정한 후 충격을 가하여 실험하고, 상기 실험데이터를 통해 진동신호에 대한 잡음신호 필터 연산을 선 수행하며, 상기 실험데이터를 통해 진동신호에 대한 잡음신호 필터 연산에 의해 필터링된 데이터를 상기 수학식을 통해 앰비규어티 연산을 수행하여 특징 벡터를 추출하고, 상기 특징 벡터를 통해 패턴인식용 데이터를 추출하는 것을 특징으로 한다.At this time, the analysis of the shock wave data is carried out by subjecting a simulated structure similar to the nuclear power equipment structure or the nuclear power equipment structure to a variety of impact masses, impact speeds and impact distances using a steel ball, The noise signal filter operation on the vibration signal is performed through the data, and the filtered data by the noise signal filter operation on the vibration signal through the experiment data is subjected to the ambiguity operation using the equation, And extracting the pattern identification data through the feature vector.

또한, 상기 추정단계에서는, 상기 기준데이터베이스의 데이터와 패턴 인식 연산 비교를 통해 충격 위치와 충격 질량을 추정하며, 상기 패턴 인식 연산은 HMM(Hidden Markov Model), ANN(Artificial Neural Network), Fuzzy logic 및 SPC(Statistical Processing Control) 중 적어도 어느 하나의 알고리즘을 적용하는 것을 특징으로 한다.In the estimating step, the impact position and the impact mass are estimated through comparison of the data of the reference database and the pattern recognition operation, and the pattern recognition operation is performed using a hidden markov model (HMM), an artificial neural network (ANN) And SPC (Statistical Processing Control).

또한, 추정단계를 통해 산출된 결과를 화면 출력 장치를 통해 모니터링하는 모니터링 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include a monitoring step of monitoring a result calculated through the estimation step through a screen output device.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 원전기기 내의 금속 이물질에 의한 충격 신호 진위를 신속 정확하게 판단할 수 있고, 판단자의 능력과 무관하게 객관적인 판단을 내릴 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to quickly and accurately determine the authenticity of an impulse signal caused by a metallic foreign substance in a nuclear power plant, and to make an objective judgment regardless of the capability of a judge.

또한, 사전에 충격 실험을 통해 데이터베이스를 구축하고, 충격 신호 발생 시 패턴인식 연산 처리하는 경우 이물질의 충격 위치 추정을 할 때 각각의 진동 센서에서 취득된 충격 신호의 도달 시간차와 충격파의 전파속도의 추출 없이 각 센서에서의 충격 위치까지의 충격 거리 정보를 추출할 수 있어 보다 정확하고 쉽게 분석할 수 있다.In addition, when a database is built in advance by a shock test and the pattern recognition calculation process is performed when an impact signal is generated, when the impact position of the foreign object is estimated, the arrival time difference of the impact signal acquired by each vibration sensor and the extraction speed It is possible to extract the impact distance information up to the impact position in each sensor without performing the analysis, thereby making it more accurate and easy to analyze.

또한, 상기와 같은 데이터베이스를 이용한 패턴인식 연산 방법을 통해 충격 질량을 추정할 경우 종래기술에서 필요한 질량지표 추출에 대한 처리과정 없이 패턴인식 연산처리만으로 보다 정확하고 쉽게 추정할 수 있다.In addition, when the impact mass is estimated through the pattern recognition calculation method using the above-described database, it is possible to estimate the impact mass more accurately and easily by only the pattern recognition calculation process without the process for extracting the mass index required in the prior art.

도 1은 본 발명의 기술적 방법을 적용할 수 있는 원전기기 금속 이물질 경보 신호 취득 및 경보 신호의 진단을 위한 연산 처리기와 처리 과정을 나타내는 개략도이다.
도 2는 패턴인식 연산용 데이터베이스 구축을 위한 강구 충격 실험 데이터 생산 과정과 구성을 나타내는 개략도이다.
도 3은 원전기기에서 발생된 경보 신호를 입력받아 패턴인식에 의한 충격 위치 및 질량을 추정하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 4는 패턴인식용 데이터 생산을 위한 강구 충격 실험 데이터베이스 구축 과정을 나타내는 개략도이다.
도 5는 금속 이물질의 충격 신호에 대한 앰비규어티 연산처리 결과를 출력한 그래프 예를 나타낸다.
도 6은 원전기기 구조물에서 충격 거리에 따른 강구 충격 실험 데이터에 대한 앰비규어티 연산처리 결과를 출력한 그래프 예를 나타낸다.
도 7은 원전기기 구조물에서 충격 질량 및 충격 속도에 따른 강구 충격 실험 데이터에 대한 앰비규어티 연산처리 결과를 출력한 그래프 예를 나타낸다.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an operation processor and a processing procedure for acquiring a nuclear foreign material alarm signal and diagnosing an alarm signal, to which the technical method of the present invention can be applied.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a process and construction of a steel ball impact test data for building a database for pattern recognition calculation.
3 is a schematic diagram illustrating a process of receiving an alarm signal generated from a nuclear power device and estimating an impact position and mass by pattern recognition.
FIG. 4 is a schematic view showing a procedure for constructing a steel ball impact test database for producing a patterned food data.
5 shows an example of a graph outputting the result of the ambiguity calculation process for the impulse signal of the metal foreign substance.
FIG. 6 is a graph showing an example of a result of an ambulance operation processing result of steel ball impact test data according to an impact distance in a nuclear power plant structure.
FIG. 7 shows an example of a graph outputting the results of the ambulatory operation processing on the steel ball impact test data according to the impact mass and the impact velocity in the nuclear power plant structure.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms.

본 명세서에 사용되는 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms used herein are used only for the purpose of distinguishing one element from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

본 발명은, 원전기기(100) 구조물 또는 원전기기(100) 구조물과 유사한 모사 구조물을 대상으로 충격 질량, 충격 속도 및 충격 거리를 다양하게 설정하여 충격을 가하고, 충격시 발생하는 진동 신호를 취득하여 구조물에서 전파된 충격파 데이터를 분석하며, 이를 토대로 기준데이터베이스를 구축하는 기준데이터베이스 구축단계; 가동중인 원전기기(100)에서 감지된 경보 신호 데이터를 전송받아 잡음신호를 필터링하는 신호 필터링단계; 필터링된 경보 신호 데이터를 하기의 수학식,In the present invention, impact masses, impact speeds, and impact distances are variously set in a simulated structure similar to a structure of a nuclear power system 100 or a nuclear power system 100, shocks are applied thereto, A reference database construction step of analyzing the shock wave data propagated in the structure and constructing a reference database based on the analysis; A signal filtering step of filtering the noise signal by receiving the alarm signal data sensed by the active nuclear device 100; The filtered alarm signal data is represented by the following equation:

Figure 112016116525584-pat00002
Figure 112016116525584-pat00002

을 이용하여 앰비규어티 연산하는 앰비규어티 연산단계; 상기 앰비규어티 연산 결과를 3차원 이미지 파일로 추출하거나, 이미지의 특징을 나타내는 형상 또는 4개의 사분면으로 분할 후 각 사분면의 특정 영역을 구분하여 특징 벡터 인자를 추출하고, 상기 기준데이터베이스의 충격 질량별, 충격 속도별 및 충격 거리별로 구분하여 비교데이터베이스를 구축하는 비교데이터베이스 구축단계; 및 상기 기준데이터베이스와 상기 비교데이터베이스를 통해 감지된 경보 신호 데이터로부터 충격 위치와 충격 질량을 결정하는 추정단계;를 포함하여 구성된다.An ambiguity computing step of computing an ambiguity by using the ambiguity; Extracting a result of the ambiguity calculation into a three-dimensional image file, or extracting feature vector factors by dividing a feature representing an image feature or a quadrant into four quadrants and dividing a specific region of each quadrant, , A comparison database construction step of constructing a comparison database by classifying by impact velocity and impact distance; And an estimation step of determining an impact position and an impact mass from the alarm signal data sensed through the reference database and the comparison database.

이때, 상기 충격파 데이터의 분석은, 원전기기(100) 구조물 또는 원전기기(100) 구조물과 유사한 모사 구조물을 대상으로 강구를 이용하여 충격 질량, 충격 속도 및 충격 거리를 다양하게 설정한 후 충격을 가하여 실험하고, 상기 실험데이터를 통해 진동신호에 대한 잡음신호 필터 연산을 선 수행하며, 상기 실험데이터를 통해 진동신호에 대한 잡음신호 필터 연산에 의해 필터링된 데이터를 상기 수학식을 통해 앰비규어티 연산을 수행하여 특징 벡터를 추출하고, 상기 특징 벡터를 통해 패턴인식용 데이터를 추출한다.At this time, the analysis of the shock wave data is carried out by setting various impact masses, impact speeds and impact distances using a steel ball for a simulated structure similar to a nuclear power system 100 structure or a nuclear power system 100 structure, A noise signal filter operation is performed on the vibration signal through the experiment data, and the filtered data by the noise signal filter operation on the vibration signal is subjected to the ambiguity operation through the equation Extracts a feature vector, and extracts pattern-identifying data through the feature vector.

또한, 상기 추정단계에서는, 상기 기준데이터베이스의 데이터와 패턴 인식 연산 비교를 통해 충격 위치와 충격 질량을 추정하며, 상기 패턴 인식 연산은 HMM(Hidden Markov Model), ANN(Artificial Neural Network), Fuzzy logic 및 SPC(Statistical Processing Control) 중 적어도 어느 하나의 알고리즘을 적용하여 수행한다.In the estimating step, the impact position and the impact mass are estimated through comparison of the data of the reference database and the pattern recognition operation, and the pattern recognition operation is performed using a hidden markov model (HMM), an artificial neural network (ANN) And SPC (Statistical Processing Control).

또한, 추정단계를 통해 산출된 결과를 화면 출력 장치를 통해 모니터링하는 모니터링 단계를 더 포함한다.The method further includes a monitoring step of monitoring a result calculated through the estimation step through a screen output device.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 기술적 방법을 적용할 수 있는 원전기기 금속 이물질 경보 신호 취득 및 경보 신호의 진단을 위한 연산 처리기와 처리 과정을 나타내는 개략도이고, 도 2는 패턴인식 연산용 데이터베이스 구축을 위한 강구 충격 실험 데이터 생산 과정과 구성을 나타내는 개략도이며, 도 3은 원전기기에서 발생된 경보 신호를 입력받아 패턴인식에 의한 충격 위치 및 질량을 추정하는 과정을 나타내는 개략도이고, 도 4는 패턴인식용 데이터 생산을 위한 강구 충격 실험 데이터베이스 구축 과정을 나타내는 개략도이며, 도 5는 금속 이물질의 충격 신호에 대한 앰비규어티 연산처리 결과를 출력한 그래프 예를 나타내고, 도 6은 원전기기 구조물에서 충격 거리에 따른 강구 충격 실험 데이터에 대한 앰비규어티 연산처리 결과를 출력한 그래프 예를 나타내며, 도 7은 원전기기 구조물에서 충격 질량 및 충격 속도에 따른 강구 충격 실험 데이터에 대한 앰비규어티 연산처리 결과를 출력한 그래프 예를 나타낸다.FIG. 1 is a schematic view showing an operation processor and a processing procedure for acquiring a warning signal of a nuclear foreign material alarm signal and for diagnosing an alarm signal to which the technical method of the present invention can be applied. FIG. 3 is a schematic view illustrating a process of receiving an alarm signal generated from a nuclear power plant and estimating an impact position and a mass by pattern recognition, FIG. FIG. 5 is a graph showing an example of outputting the result of the ambiguity calculation processing for the impact signal of a metal foreign substance, FIG. 6 is a graph showing an example of a steel ball impact test An example of a graph showing the result of the ambiguity operation processing on data is shown , Figure 7 shows a graph example in figures aembi eoti outputs the arithmetic processing result of the steel ball impact test data in accordance with the impact mass and the impact velocity on the nuclear power plant unit construction.

도 1의 원전기기(100)에서 원자로(103)의 상 하부, 증기발생기(101), 냉각재 펌프(102)에 설치된 진동 센서에서 감지된 경보 신호를 데이터 취득 시스템(110)을 통해 취득 저장하고, 중앙연산처리장치(122)와 네트워크 인터페이스(121), 램 메모리(124), 화면 출력 장치(125)로 구성된 컴퓨터와 데이터베이스 서버(130)를 이용하여 취득된 경보 신호를 네트워크 인터페이스(121)를 통해 입력받고 중앙연산처리장치(122)에서 앰비규어티 연산 처리하여 램 메모리(123)에 임시 저장하며, 데이터베이스 서버(130)에서 패턴인식용 데이터를 입력 받아서 특징벡터를 상호 비교하여 분석할 수 있도록 한다.An alarm signal sensed by a vibration sensor installed in the upper and lower portions of the reactor 103 and the steam generator 101 and the coolant pump 102 in the nuclear reactor 100 of FIG. 1 is acquired and stored in the data acquisition system 110, The alarm signal obtained by using the central processing unit 122 and the computer composed of the network interface 121, the RAM memory 124 and the screen output unit 125 and the database server 130 is transmitted via the network interface 121 Receives the pattern recognition data from the database server 130 and stores the pattern recognition data in the RAM memory 123, and compares and analyzes the feature vectors with each other .

데이터 취득 시스템(110)은 원전 내에 설치된 감시 진단 시스템을 사용할 수도 있고, 이외에 일반적으로 진동 신호를 취득할 수 있는 다양한 계측 시스템을 사용할 수도 있다.The data acquisition system 110 may use a monitoring diagnostic system installed in a nuclear power plant or various measurement systems capable of acquiring vibration signals in general.

앰비규어티 연산 방법은 충격파의 진동 신호를 수학식 1을 이용하여 연산할 수 있도록 한다. 수학식 1의 앰비규어티(Ambiguity) 함수는 시간종속 자기상관함수

Figure 112016116525584-pat00003
를 절대시간 t에 대한 퓨리에 변환한 것이다. 여기에서 τ는 시간 지연 변수이고,
Figure 112016116525584-pat00004
Figure 112016116525584-pat00005
과 τ축으로 이루어진 앰비규어티 함수를 나타낸다.The ambiguity calculation method enables the vibration signal of the shock wave to be calculated using Equation (1). The ambiguity function of Equation (1) is a time-dependent autocorrelation function
Figure 112016116525584-pat00003
Is the Fourier transform of the absolute time t. Where τ is a time delay variable,
Figure 112016116525584-pat00004
The
Figure 112016116525584-pat00005
And the τ-axis.

Figure 112016116525584-pat00006
Figure 112016116525584-pat00006

도 5는 평판 및 쉘 구조물에 강구를 충격하여 발생한 충격파를 앰비규어티 함수로 연산처리한 결과를 출력한 예이다. 앰비규어티 연산 결과 그래프(500)는

Figure 112016116525584-pat00007
축과 τ축의 원점을 중심으로 4개의 사분면으로 나눌 수 있으며, 원전기기 구조물에 이물질의 충격으로 발생하는 충격파의 경우 주요 신호 성분이 제2사분면(520)과 제4사분면(540)에 분포하고 있음을 알 수 있다. 따라서 패턴인식을 위한 특징벡터 추출은 제2사분면(520)과 제4사분면(540)의 그룹과 제1사분면(510)과 제3사분면(530)을 그룹으로 구분하여 추출하여 비교할 수 있도록 한다.5 shows an example of outputting a result of arithmetic processing of a shock wave generated by impacting a steel ball on a flat plate and a shell structure using an ambi-feature function. The ambiguity calculation result graph 500 includes
Figure 112016116525584-pat00007
Axis and the origin of the τ axis, and the main signal components are distributed in the second quadrant (520) and the fourth quadrant (540) in the case of the shock wave generated by the impact of foreign matter on the nuclear device structure . Accordingly, the feature vector extraction for pattern recognition can extract and compare the groups of the second and fourth quadrants 520 and 540, the first quadrant 510 and the third quadrant 530 by grouping.

도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명에서는 패턴인식용 데이터베이스 구축을 위해서 원전기기 구조물(100) 또는 유사 모사 구조물(200)을 대상으로 임의의 다양한 충격 질량, 충격 속도, 충격 거리에 따라 충격을 가하고, 진동 센서(204)를 구조물 표면에 부착하여 진동 신호를 취득하고 구조물에서 전파하는 충격파 데이터를 분석 후 데이터베이스 서버에 전송하여 데이터베이스를 구축할 수 있도록 한다.Referring to FIGS. 2 and 4, the present invention may be applied to a nuclear power plant structure 100 or a quasi-simulated structure 200 for constructing a pattern recognition database, Attaches the vibration sensor 204 to the surface of the structure to acquire a vibration signal, and transmits the shock wave data propagated in the structure to the database server to construct a database.

충격파의 데이터 분석은 중앙연산처리장치(222)에서 강구 충격 실험 데이터를 전송 받아서(400), 진동신호에 대해 잡음신호 필터 연산(401)을 선 수행하고, 필터 처리된 데이터를 앰비규어티 연산을 수행한 후 특징 벡터를 추출하여 패턴인식용 데이터를 추출 후 데이터베이스를 구축할 수 있도록 한다.In the analysis of the shock wave data, the central processing unit 222 receives the ball impact test data (400), performs the noise signal filter operation (401) on the vibration signal, and carries out the ambi- After extracting the feature vector, it extracts pattern recognition data and builds the database.

앰비규어티 연산 결과의 특징 벡터의 추출 방법은 앰비규어티 결과를 3차원 이미지 파일로 추출하거나, 또는 이미지의 특징을 나타내는 형상, 또는 4개의 사분면으로 분할 후 각 사분면의 특정 영역을 구분하여 특징 벡터 인자를 추출하고, 실험용 강구의 질량 별, 충격 속도 별, 충격 거리 별로 구분하여 데이터베이스로 구축할 수 있도록 한다.The feature vector extraction method of the result of ambiguity calculation is to extract the ambiguity result as a three-dimensional image file, or to divide the feature into four quadrants, The factors are extracted, and the experimental steel balls are classified by mass, impact velocity, and impact distance so that they can be constructed as a database.

도 3의 상기 경보 신호의 데이터 분석은 중앙연산처리장치(222)에서 n개의 경보 신호 데이터를 전송 받아서(300), 잡음신호 필터 연산(401)을 선 수행하고, 필터 처리된 데이터를 앰비규어티 연산을 수행한 후 특징 벡터를 추출하고, 데이터베이스(305)의 데이터와 패턴인식 연산 비교(304)를 통해 충격 위치와 충격 질량을 추정(306)할 수 있도록 한다.3, the central processing unit 222 receives n alarm signal data (300), pre-processes the noise signal filter operation (401), and outputs the filtered data as an ambiance The feature vector is extracted, and the impact position and the impact mass are estimated (306) through the comparison of the data of the database 305 and the pattern recognition operation (304).

상기 패턴인식 연산은 HMM(Hidden Markov Model), ANN(Artificial Neural Network), Fuzzy logic, SPC(Statistical Processing Control) 등의 알고리즘을 적용하여 비교할 수 있도록 하며, 패턴인식 연산 알고리즘의 적용에 필요한 학습 데이터는 강구 충격 실험 결과 데이터로 구축된 데이터베이스에서 입력받아 연산할 수 있도록 한다.The pattern recognition operation can be performed by applying algorithms such as HMM (Hidden Markov Model), ANN (Artificial Neural Network), Fuzzy logic, SPC (Statistical Processing Control), and the like. It is possible to input and receive data from the database constructed from the data of the test results.

도 6에 도시한 예는 충격 질량과 충격 속도를 일정하게 유지하고 충격 거리를 0.3m, 0.9m, 1.8m, 2.7m로 구분하여 앰비규어티 연산을 수행한 결과를 나타낸다. 조건에 관계없이 모든 결과가 제2사분면과 제4사분면에 주요 신호가 분포함을 알 수 있으며, 충격 거리가 멀어질수록

Figure 112016116525584-pat00008
축에서
Figure 112016116525584-pat00009
축 방향으로 신호 성분이 이동하는 것을 알 수 있다.The example shown in FIG. 6 shows the result of performing the ambiguity operation by dividing the impact distance by 0.3 m, 0.9 m, 1.8 m, and 2.7 m while maintaining the impact mass and the impact velocity constant. Regardless of the condition, all the results can be seen in the second and fourth quadrants including the major signal, and as the impact distance increases
Figure 112016116525584-pat00008
On axis
Figure 112016116525584-pat00009
It can be seen that the signal component moves in the axial direction.

도 7에 도시한 예는 충격 질량과 충격 거리를 일정하게 유지하고 충격 속도를 0.5m/s, 1.0m/s, 2.0m/s로 구분하여 앰비규어티 연산을 수행한 결과(700)를 나타낸다. 상기 결과에 유사하게 제2사분면과 제4사분면에 주요 신호가 분포함을 알 수 있다.The example shown in FIG. 7 shows a result (700) of the ambiguity calculation performed by dividing the impact velocity by 0.5 m / s, 1.0 m / s, and 2.0 m / s while keeping the impact mass and impact distance constant . Similar to the above results, it can be seen that the main signals are distributed in the second and fourth quadrants.

또한, 충격 속도와 충격 거리를 일정하게 유지하고 충격 질량을 100gram, 140gram, 180gram으로 구분하여 앰비규어티 연산을 수행한 결과(710)를 나타낸다. 상기 결과에 유사하게 제2사분면과 제4사분면에 주요 신호가 분포함을 알 수 있다. 이러한 특징을 특징벡터로 추출하여 데이터베이스로 구축할 수 있도록 한다.Also, it shows the result (710) of the ambiguity calculation by classifying the impact masses into 100grams, 140grams, and 180grams while keeping the impact velocity and the impact distance constant. Similar to the above results, it can be seen that the main signals are distributed in the second and fourth quadrants. These features can be extracted as feature vectors and constructed as a database.

상기와 같이 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에서 제공하는 방법으로 원전기기 구조물에서 이물질 경보 신호 발생 시 충격 위치와 충격 질량을 추정하면 종래기술보다 정확하고 신속하게 정보를 취득할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 3, when the impulse position and the impact mass are estimated when the foreign matter alarm signal is generated in the nuclear power unit structure according to the method of the present invention, information can be obtained more accurately and quickly than in the prior art .

100: 원전기기
101: 증기발생기
102: 냉각재 펌프
103: 원자로
110: 감시 진단 시스템
120: 연산처리장치
200: 강구 충격 실험 장치
201: 원전기기 구조물
202: 강구 충격 실험 장치 지지대
203: 충격 실험용 강구
204: 진동 센서
205: 강구 지지용 연성 와이어
210: 감시 진단 시스템
220: 연산처리장치
100: nuclear equipment
101: Steam generator
102: coolant pump
103: Reactor
110: Surveillance diagnostic system
120: arithmetic processing unit
200: Steel ball impact test system
201: Nuclear equipment structure
202: Steel ball impact test support
203: Steel rod for impact test
204: Vibration sensor
205: Flexible wire for steel ball support
210: Surveillance diagnostic system
220: arithmetic processing unit

Claims (4)

원전기기 구조물 또는 상기 원전기기 구조물과 유사한 모사 구조물을 대상으로 충격 질량, 충격 속도 및 충격 거리를 다양하게 설정하여 충격을 가하고, 충격시 발생하는 진동 신호를 취득하여 구조물에서 전파된 충격파 데이터를 분석하며, 이를 토대로 기준데이터베이스를 구축하는 기준데이터베이스 구축단계;
가동중인 원전기기에서 감지된 경보 신호 데이터를 전송받아 잡음신호를 필터링하는 신호 필터링단계;
필터링된 경보 신호 데이터를 하기의 수학식,
Figure 112017012624434-pat00010

(여기서,
Figure 112017012624434-pat00011
: 시간종속 자기상관함수
t : 절대시간
τ : 시간 지연 변수
Figure 112017012624434-pat00012
:
Figure 112017012624434-pat00013
과 τ축으로 이루어진 앰비규어티 함수)
을 이용하여 앰비규어티 연산하는 앰비규어티 연산단계;
상기 앰비규어티 연산 결과를 3차원 이미지 파일로 추출하거나, 이미지의 특징을 나타내는 형상 또는 4개의 사분면으로 분할 후 각 사분면의 특정 영역을 구분하여 특징 벡터 인자를 추출하고, 상기 기준데이터베이스의 충격 질량별, 충격 속도별 및 충격 거리별로 구분하여 비교데이터베이스를 구축하는 비교데이터베이스 구축단계; 및
상기 기준데이터베이스와 상기 비교데이터베이스를 통해 감지된 경보 신호 데이터로부터 충격 위치와 충격 질량을 결정하는 추정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 앰비규어티 패턴인식을 이용한 금속 이물질의 충격 위치와 질량 동시추정 방법.
Impact mass, impact velocity and impact distance are variously set for a nuclear structure or a simulated structure similar to the nuclear structure, and the vibration signal generated at impact is acquired to analyze the shock wave data propagated in the structure A reference database building step of building a reference database on the basis thereof;
A signal filtering step of filtering the noise signal by receiving the alarm signal data detected by the active nuclear device;
The filtered alarm signal data is represented by the following equation:
Figure 112017012624434-pat00010

(here,
Figure 112017012624434-pat00011
: Time dependent autocorrelation function
t: absolute time
τ: time delay variable
Figure 112017012624434-pat00012
:
Figure 112017012624434-pat00013
And the τ-axis is an ambiguity function)
An ambiguity computing step of computing an ambiguity by using the ambiguity;
Extracting a result of the ambiguity calculation into a three-dimensional image file, or extracting feature vector factors by dividing a feature representing an image feature or a quadrant into four quadrants and dividing a specific region of each quadrant, , A comparison database construction step of constructing a comparison database by classifying by impact velocity and impact distance; And
And an estimation step of determining an impact position and an impact mass from the alarm signal data sensed through the reference database and the comparison database. A method for simultaneously estimating impact position and mass of a metal foreign object using ambiguity pattern recognition .
제1항에 있어서, 상기 충격파 데이터의 분석은,
원전기기 구조물 또는 상기 원전기기 구조물과 유사한 모사 구조물을 대상으로 강구를 이용하여 충격 질량, 충격 속도 및 충격 거리를 다양하게 설정한 후 충격을 가하여 실험하고,
상기 실험데이터를 통해 진동신호에 대한 잡음신호 필터 연산을 선 수행하며,
상기 실험데이터를 통해 진동신호에 대한 잡음신호 필터 연산에 의해 필터링된 데이터를 상기 수학식을 통해 앰비규어티 연산을 수행하여 특징 벡터를 추출하고,
상기 특징 벡터를 통해 패턴인식용 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 앰비규어티 패턴인식을 이용한 금속 이물질의 충격 위치와 질량 동시추정 방법.
The method of claim 1, wherein the analysis of the shock wave data comprises:
Impact mass, impact velocity and impact distance were set variously using a steel ball for a nuclear equipment structure or a simulated structure similar to the nuclear equipment structure,
Performing a noise signal filter operation on the vibration signal through the experimental data,
Extracting a feature vector by performing an ambiguity operation on the data filtered by the noise signal filter operation on the vibration signal through the equation,
And extracting pattern recognition data through the feature vector. The method of simultaneously estimating impact position and mass of a metal foreign object using ambiguity pattern recognition.
제1항에 있어서, 상기 추정단계에서는,
상기 기준데이터베이스의 데이터와 패턴 인식 연산 비교를 통해 충격 위치와 충격 질량을 추정하며,
상기 패턴 인식 연산은 HMM(Hidden Markov Model), ANN(Artificial Neural Network), Fuzzy logic 및 SPC(Statistical Processing Control) 중 적어도 어느 하나의 알고리즘을 적용하는 것을 특징으로 하는 앰비규어티 패턴인식을 이용한 금속 이물질의 충격 위치와 질량 동시추정 방법.
2. The method according to claim 1,
Estimating an impact position and an impact mass through comparison of pattern recognition operation with data of the reference database,
Wherein the pattern recognition calculation is performed using at least any one of an algorithm of HMM (Hidden Markov Model), ANN (Artificial Neural Network), Fuzzy logic and SPC (Statistical Processing Control) Simultaneous estimation of impact location and mass.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
추정단계를 통해 산출된 결과를 화면 출력 장치를 통해 모니터링하는 모니터링 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 앰비규어티 패턴인식을 이용한 금속 이물질의 충격 위치와 질량 동시추정 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And a monitoring step of monitoring a result calculated through the estimation step through a screen output device. The method of simultaneously estimating impact position and mass of a metal foreign object using ambiguity pattern recognition.
KR1020160159646A 2016-11-28 2016-11-28 Estimating method for impact position and mass of metal piece using ambiguity pattern recognition KR101724151B1 (en)

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