强背景噪声下反应堆内冲击信号的特征提取

朱少民，夏 虹,*，杨 波，王志超，彭彬森，姜莹莹，张汲宇

(1.工业和信息化部 核安全与先进核能技术重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001；2.哈尔滨工程大学 核安全与仿真技术国防重点学科实验室，黑龙江 哈尔滨 150001)

松动部件是指反应堆内由于损坏、腐蚀和老化等原因导致松动和脱落的部件，同时还包括换料、检修等维护过程中引入的外来物，如螺栓、螺母、线圈弹簧片等。松动部件可能会对堆芯、蒸汽发生器和主泵造成损坏，从而引起严重事故。松动部件监测系统(LPMS)的主要功能是对反应堆主冷却剂系统内的金属松动部件进行连续监测，并在探测到松动部件冲击后，对其质量、位置等信息进行评估[1-2]。根据美国ASME OM-S/G—2007标准，压力容器上、下部各安装3个间隔120°分布的加速度传感器，实现对反应堆内松动部件冲击的实时监测。但从运行经验来看，高误报率和漏报率是LPMS普遍存在的问题[3]。其中一个原因是由于各种设备的运行和高压冷却剂的流动，使得LPMS所获取的信号混合有很强的背景噪声。噪声的影响使冲击信号的监测变得更加困难，并降低了后续质量估计和定位分析的精度。

如何有效地从噪声中提取出信号的冲击特征已成为反应堆监测领域的热点问题，采用的方法主要有小波变换(WT)[4]、小波包变换(WPT)[5]、盲源分离[6]、近似熵[7]等。但在背景噪声较强的情况下，可能会导致算法性能下降，提取特征不明显。针对该问题，本文提出一种基于VMD(变分模态分解)和WPT相结合的特征提取方法。……