核电厂鼓形滤网检测系统

核电厂鼓形滤网检测系统

发表时间：2018-06-19T10:56:32.077Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：曾克威[导读] 摘要：沈阳电力机械总厂生产的核电鼓形滤网，国内技术领先，为“沈阳制造”增加了一个砝码：中国核工业的重要参与者。

（中科数联（沈阳）技术股份有限公司辽宁省沈阳市 110023）摘要：沈阳电力机械总厂生产的核电鼓形滤网，国内技术领先，为“沈阳制造”增加了一个砝码：中国核工业的重要参与者。对滤网转动径向跳动检测是目前一个技术难题。

1.根据现场描述筛网直径在20米左右，每个直径不等。

2.每分钟转速可以确定，等速旋转，我们可以认为是匀速旋转。

3.筛网2/3多部分在水下，只有不到1/3部分能露出水面，我们理解为检测点只在这不到1/3处设置。

4.筛网要求检测轴向位移，及圆心的偏离度就是圆弧的变形程度，并且要求得到变形的具体位置。

5.筛网外圆周部有一圈齿轮状，正好是一周，并且齿轮数是已知的，每个筛网的齿轮数量不同。

6.检测设备不能固定，要求随时携带，操作简单，现场不能有复杂计算。

目前的检测方法：目测，停机后盘车，确定几个点量，用尺测量，效率低，现场不好操作，客户不认可不好取费。

关键词：鼓型滤网，径向轴向，激光测距仪，工业平板电脑，单片机。

激光测距仪，是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。由于激光测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光测距仪。

根据设计目的采用激光测距仪测量，测距仪的测量精度选用+-1mm，测试间隔时间为1s，的带232电平数字输出。做等时采样。设备整体的结构下部采用高强度的摄像机脚架，，在脚架的上部云台自制转接部分，转接部分下部对接脚架卡相机的部分，上部云台用法兰固定支臂部分，支臂有两节组成，各自可以伸缩调节长度，以适应现场不同的支点与测试点的关系。前臂的前端要转接出来一个铝板作为板基的用来固定主板与两个测距仪的平台。平台做成L型，两边末端分别以90度的相对位置位置来固定两个激光测距仪。

由于滤网是不停止一只在匀速旋转工作的，那么进行跳动检测一周要有一个起始点，同时也是结束点。检测是要在滤网的轴向侧面放置一个磁块，在放置主板与测距仪的平台上放置一个磁性开关，调整开关与磁块的相对位置，要在滤网转动的时候能够读取到磁块的磁信号作为起始，也做为测试的终止信号。首先主板在接到上位机的开始工作的信令后，就开始等待磁信号，读到后开始同时采集测距仪的距离数据（间隔时间1S），当再次读到磁信号的时候停止最后一次采集，滤网旋转一周的时间为十分钟，这样就产生600组测试数据。测试完毕主板要向上位机发送采集成功信令，并将测试数据打包校验发送给上位机。

上位机软件实现：主机板与上位机连接使用232串口，软件界面要能够设定串口的比特率校验位停止位等信息，要有打开串口与关闭串口按键，要有一个系统开始工作的按键，测试完毕数据接收成功的指示，有一个数据列表能够观察采集上来的数据，两列数据分别是径向与轴向数据。右侧要有整组数据对应的曲线波形显示也是分别对应相应的坐标的径向圆周曲线与轴向圆周曲线指示，并且测量报警处要有指示，径向报警用红色原点，轴向报警用黄色报警。

那么报警的门限是怎么界定的就牵扯到一个算法的问题，就是说+-5MM的报警是以什么基值界定，软件要能够手动设定基线，这个就是操作者通过采集数据列表观察来设定。自动计算基线的话，要先剔除野值，首先以数据列表里面的最小值为准，这里面要说明的是认为野值是由于滤网误差，测距仪发射的激光没有打在滤网的对应的表面上，所以野值肯定非常大。比如野值的门限设定是1厘米，那么数据列表里以最小值为准数值大于最小值加1厘米的值定义为野值，野值以外的数据相加后在除以数量做个加权平均作为基值。（野值认为是非正常因素产生的不合情理的测量值，正常不可能产生的数据）。利用测试的径向与轴向的曲线与滤网出厂合格时候的数据曲线样本来做比对的方法也很容易可以判断出滤网变形的地方。为更加准确的分析滤网的偏差可以使用两组测试设备在滤网轴向的两侧同步采集测试，这样可以分辨出来是滤网局部变形产生的偏差还是整体位移造成的偏差。

单片机选用STM32F407芯片，内部RAM192K，ROM1M，168M的工作频率，外部端口引出三组串口分别接两个测距仪跟上位机。串口工作采用查询方式与受控对象交互信息，用计时器定时同步对两个测距仪取距离信息。设备要有电源指示，设备开始工作指示以及采集成功指示三个LED灯。

参考文献：

[1]史红胡腾飞张永德基于MSP430单片机的机床测距仪控制器开发[j] 哈尔滨理工大学机械学院 2007

[2]石海东单片机数据通信技术从入门到精通[m] 北京航空航天大学出版社 2002

[3]仁爱芝，鲜浩，激光测距仪数据采集[j] 华北工学院自动控制系 2003/01