[0001] 本发明涉及核电站安全技术领域， 尤其涉及一种核反应堆冷却泵振动相位信号 采集方法和系统。

背景技术

[0002] 核反应堆冷却泵又称为主泵， 它的作用是为反应堆冷却剂提供驱动压头， 保证 足够的强迫循环流量通过核反应堆的堆芯， 把反应堆产生的热量送至蒸汽发生 器。 核反应堆冷却泵的安全和稳定性能关乎整个核 电站的安全， 因此需要对冷 却泵的安全和稳定性能进行监测。

[0003] 核反应堆冷却泵是一种旋转类机械， 主要由转动部件和非转动部件组成， 转动 部件包括转子及转子连接的联轴器等； 非转动部件包括轴承、 轴承座、 泵壳及 其基座等。 旋转类机械的特征参数以振动参数为主， 旋转类机械在进行振动测 试吋， 主要针对如下两点： 一是旋转类机械的振动一般呈现很强的周期性 ， 二 是对于大型设备 （例如： 核反应堆冷却泵） ， 其振动测试的主要对象是转动部 件， 例如主轴。 当核反应堆冷却泵发生异常或出现故障吋， 一般情况下其振动 情况都会发生变化， 例如： 振动幅值、 振动频率、 振动相位等。

[0004] 现有的核反应堆冷却泵监测系统主要是， 在冷却泵运行期间， 通过振动传感器 来采集冷却泵的振动信号， 然后通过分析采集到的振动信号来判断冷却泵 是否 发生故障、 以及预设冷却泵的运行情况。

[0005] 在实现本发明的过程中， 发明人发现现有技术至少存在以下问题：

[0006] 现有的核反应堆冷却泵的振动监测系统没有监 测冷却泵的振动相位信号， 无法 在冷却泵运行期间对其振动故障或者运行情况 进行更加全面有效的分析。

技术问题

问题的解决方案

技术解决方案

[0007] 本发明针对现有的核反应堆冷却泵的振动监测 系统没有监测冷却泵的振动相位 信号的问题， 提供了一种核反应堆冷却泵振动相位信号采集 方法和系统。

[0008] 本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下 ：

[0009] 一方面， 本发明提供了一种核反应堆冷却泵振动相位信 号采集系统， 所述系统 包括：

[0010] 振动探头， 用于采集所述核反应堆冷却泵主轴的振动信号 ；

[0011] 振动信号处理机， 用于处理所述振动探头采集到的振动信号；

[0012] 所述系统还包括：

[0013] 相位探头， 用于采集参考脉冲信号， 所述参考脉冲信号为所述核反应堆冷却泵 主轴每转动一圈吋产生的脉冲信号；

[0014] 参考脉冲信号处理机， 与所述相位探头电连接， 用于处理所述相位探头采集到 的参考脉冲信号；

[0015] 相位信号处理机， 分别与所述参考脉冲信号处理机和所述振动信 号处理机通信 连接， 用于根据处理后的所述参考脉冲信号和所述振 动信号生成振动相位信号

[0016] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集系统中， 所述系统还包括： [0017] 键相标记， 为所述核反应堆冷却泵的主轴或者联轴节上的 新增凸键或者现有凸 键， 用于与所述相位探头配合产生所述参考脉冲信 号，

[0018] 所述振动相位信号为所述参考脉冲信号中的一 个参考脉冲到所述振动信号中的 一个正信号峰值的转角， 所述正信号峰值处于所述参考脉冲和与所述参 考脉冲 相邻的下一个参考脉冲之间。

[0019] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集系统中， 当所述键相标记为所 述核反应堆冷却泵的主轴或者联轴节上的现有 凸键吋， 所述键相标记为设置在 所述核反应堆冷却泵主轴上的转速指针， 所述转速指针用于与转速探头配合以 产生所述核反应堆冷却泵的转速信号。

[0020] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集系统中， 所述相位探头为电涡 流传感器， 所述相位探头与所述转速探头安装在同一水平 面上。

[0021] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集系统中， 当所述键相标记为所 述核反应堆冷却泵的主轴或者联轴节上的新增 凸键吋， 所述键相标记为固定连 接在所述核反应堆冷却泵的联轴节上的长条形 金属片。

[0022] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集系统中， 所述系统还包括： [0023] 振动信号传输电路， 分别与所述振动探头和所述振动信号处理机电 连接， 用于 传输所述振动探头采集到的所述振动信号，

[0024] 参考脉冲信号传输电路， 分别与所述相位探头和所述参考脉冲信号处理 机电连 接， 用于传输所述相位探头采集到的所述参考脉冲 信号，

[0025] 所述参考脉冲信号传输电路与所述振动信号传 输电路的安装路径一致。

[0026] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集系统中， 所述参考脉冲信号传 输电路包括： 信号放大器和电缆， 所述信号放大器通过所述电缆分别与所述相 位探头和所述参考脉冲信号处理机电连接， 用于对所述相位探头采集到的参考 脉冲信号进行放大处理， 所述电缆安装在电气贯穿件中。

[0027] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集系统中， 所述参考脉冲信号处 理机与所述振动信号处理机上均设有 BNC接口， 所述相位信号处理机通过所述 B

NC接口与所述参考脉冲信号处理机与所述振� ��信号处理机通信连接。

[0028] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集系统中， 所述参考脉冲信号处 理机与所述振动信号处理机设置于同一信号处 理机柜中。

[0029] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集系统中， 所述相位信号处理机 为离线式数据采集器。

[0030] 另一方面， 本发明提供了一种核反应堆冷却泵振动相位信 号采集系统， 所述系 统包括：

[0031] 振动探头， 用于采集所述核反应堆冷却泵主轴的振动信号 ；

[0032] 振动信号处理机， 用于处理所述振动探头采集到的振动信号；

[0033] 振动信号传输电路， 分别与所述振动探头和所述振动信号处理机电 连接， 用于 传输所述振动探头采集到的所述振动信号；

[0034] 所述系统还包括：

[0035] 键相标记， 为设置在所述核反应堆冷却泵主轴上的转速指 针， 所述转速指针用 于与转速探头配合以产生所述核反应堆冷却泵 的转速信号；

[0036] 相位探头， 用于根据所述转速指针来采集参考脉冲信号， 所述参考脉冲信号为 所述核反应堆冷却泵主轴每转动一圈吋产生的 脉冲信号， 所述相位探头与所述 转速探头安装在同一水平面上；

[0037] 参考脉冲信号处理机， 与所述相位探头电连接， 用于处理所述相位探头采集到 的参考脉冲信号；

[0038] 参考脉冲信号传输电路， 分别与所述相位探头和所述参考脉冲信号处理 机电连 接， 用于传输所述相位探头采集到的所述参考脉冲 信号， 所述参考脉冲信号传 输电路与所述振动信号传输电路的安装路径一 致；

[0039] 相位信号处理机， 分别与所述参考脉冲信号处理机和所述振动信 号处理机通信 连接， 用于根据处理后的所述参考脉冲信号和所述振 动信号生成振动相位信号 ， 所述振动相位信号为所述参考脉冲信号中的一 个参考脉冲到所述振动信号中 的一个正信号峰值的转角， 所述正信号峰值处于所述参考脉冲和与所述参 考脉 冲相邻的下一个参考脉冲之间。

[0040] 另一方面， 本发明提供了一种核反应堆冷却泵振动相位信 号采集方法， 所述方 法包括：

[0041] 获取核反应堆冷却泵主轴的振动信号；

[0042] 获取所述核反应堆冷却泵主轴的参考脉冲信号 ， 所述参考脉冲信号为所述核反 应堆冷却泵主轴每转动一圈吋产生的脉冲信号 ；

[0043] 根据获取的所述振动信号和所述参考脉冲信号 ， 计算得到所述核反应堆冷却泵 主轴的振动相位信号， 所述振动相位信号为所述参考脉冲信号中的一 个参考脉 冲到所述振动信号中的一个正信号峰值的转角 ， 所述正信号峰值处于所述参考 脉冲和与所述参考脉冲相邻的下一个参考脉冲 之间。

[0044] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集方法中， 所述获取核反应堆冷 却泵主轴的振动信号， 包括：

[0045] 通过振动探头来获取所述核反应堆冷却泵主轴 的振动信号。

[0046] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集方法中， 所述获取所述核反应 堆冷却泵主轴的参考脉冲信号， 包括：

[0047] 通过设置在所述核反应堆冷却泵主轴或者连接 所述主轴的联轴节上的键相标记 和与所述键相标记相配合的相位探头， 来获取所述核反应堆冷却泵主轴的参考 脉冲信号。

[0048] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集方法中， 所述获取所述核反应 堆冷却泵主轴的参考脉冲信号， 还包括：

[0049] 对所述相位探头采集到的参考脉冲信号， 通过信号放大器进行放大处理。

[0050] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集方法中， 所述键相标记为所述 核反应堆冷却泵的主轴或者联轴节上的新增凸 键或者现有凸键。

[0051] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集方法中， 所述键相标记为设置 在所述核反应堆冷却泵主轴上的转速指针， 所述转速指针用于与转速探头配合 以产生所述核反应堆冷却泵的转速信号，

[0052] 所述获取所述核反应堆冷却泵主轴的参考脉冲 信号， 包括：

[0053] 通过所述相位探头与所述转速指针的配合， 来获取所述核反应堆冷却泵主轴的 参考脉冲信号。

[0054] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集方法中， 所述相位探头为电涡 流传感器， 所述相位探头与所述转速探头安装在同一水平 面上。

[0055] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集方法中， 所述根据获取的所述 振动信号和所述参考脉冲信号， 计算得到所述核反应堆冷却泵主轴的振动相位 信号， 包括：

[0056] 通过相位信号处理机对获取的所述参考脉冲信 号进行处理；

[0057] 通过振动信号处理机对获取的所述振动信号进 行处理；

[0058] 通过相位信号处理机， 对处理后的所述参考脉冲信号和所述振动信号 进行计算

， 得到所述振动相位信号。

[0059] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集方法中， 所述参考脉冲信号处 理机与所述振动信号处理机上均设有 BNC接口， 所述相位信号处理机通过所述 B

NC接口与所述参考脉冲信号处理机与所述振� ��信号处理机通信连接。

[0060] 本发明上述的核反应堆冷却泵振动相位信号采 集方法中， 所述相位信号处理机 为离线式数据采集器。

发明的有益效果

有益效果 [0061] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果 是：

[0062] 通过在核反应堆冷却泵振动相位信号采集添加 相位探头和参考脉冲信号处理机 ， 使得该系统能够获取参考脉冲信号， 并通过添加相位信号处理机分别接收参 考脉冲信号处理机和振动信号处理机处理过的 参考脉冲信号和振动信号， 并生 成振动相位信号。 这样该核反应堆冷却泵振动相位信号采集能够 监测到核反应 堆冷却泵主轴的振动相位信号， 进而能更全面的分析核反应堆冷却泵的振动情 况， 并通过分析这些振动情况来更准确的判断核反 应堆冷却泵出现的故障， 减 少核反应堆冷却泵的非必要维修。

对附图的简要说明

附图说明

[0063] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 ， 下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一 些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还 可以根据这些附图获得其他的附图。

[0064] 图 1是本发明实施例一提供的一种核反应堆冷却� �振动相位信号采集系统的结 构示意图；

[0065] 图 2是本发明实施例一提供的一种核反应堆冷却� �振动相位信号采集系统的结 构示意图；

[0066] 图 3是本发明实施例一提供的一种相位角的测量� �理示意图；

[0067] 图 4是本发明实施例一提供的一种核反应堆冷却� �振动相位信号采集的结构示 意图；

[0068] 图 5是本发明实施例一提供的一种参考脉冲信号� �输电路的结构示意图； [0069] 图 6是本发明实施例二提供的一种核反应堆冷却� �振动相位信号采集的结构示 意图；

[0070] 图 7是本发明实施例三提供的一种核反应堆冷却� �振动相位信号采集方法流程 图；

[0071] 图 8是本发明实施例三提供的一种计算核反应堆� �却泵主轴的振动相位信号的 方法流程图。 本发明的实施方式

[0072] 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图对本发明实施 方式作进一步地详细描述。

[0073] 实施例一

[0074] 本发明实施例提供了一种核反应堆冷却泵振动 相位信号采集， 参见图 1， 该系 统包括：

[0075] 振动探头 11， 用于采集核反应堆冷却泵主轴的振动信号。

[0076] 振动信号处理机 12， 用于处理振动探头 11采集到的振动信号。

[0077] 相位探头 22， 用于采集参考脉冲信号， 参考脉冲信号为核反应堆冷却泵主轴每 转动一圈吋产生的脉冲信号。

[0078] 参考脉冲信号处理机 23， 与相位探头 22电连接， 用于处理参考脉冲信号。

[0079] 相位信号处理机 31， 分别与参考脉冲信号处理机 23和振动信号处理机 12通信连 接， 用于根据处理后的参考脉冲信号和振动信号生 成振动相位信号。

[0080] 在本实施例中， 通过新增相位探头 22来采集参考脉冲信号， 并通过相位信号处 理机 31来根据处理后的参考脉冲信号和现有的振动� ��号生成振动相位信号， 这 样可以做到监测核反应堆冷却泵的振动相位监 测， 进而能更全面的分析核反应 堆冷却泵的振动情况， 并通过分析这些振动情况来更准确的判断核反 应堆冷却 泵出现的故障， 减少核反应堆冷却泵的非必要维修。

[0081] 具体地， 参见图 2， 该系统还包括： 键相标记 21， 可以为核反应堆冷却泵的主 轴或者联轴节上的新增凸键或者现有凸键， 用于与相位探头 22配合产生参考脉 冲信号。

[0082] 振动相位信号为参考脉冲信号中一个参考脉冲 到振动信号中一个正信号峰值的 转角， 该正信号峰值处于该参考脉冲和与该参考脉冲 信号相邻的下一个参考脉 冲之间。

[0083] 在本实施例中， 振动信号为现有核反应堆冷却泵中已测量的信 号， 在现有的振 动信号处理机 12中可以获取得到。 键相标记 21可以安装在核反应堆冷却泵的主 轴或者连接主轴的联轴节上， 主要是随着核反应堆冷却泵的主轴转动， 并配合 相位探头 22， 以使相位探头 22能够探测到参考脉冲信号。

[0084] 需要说明的是， 参见图 3， 相位角的测量描述的是在某个具体的吋刻转子 （例 如： 冷却泵的主轴） 的位置的一种方法， 在本实施例中， 为振动探头 11探测的 高点 （H) 相对于键相标记 21 (K) 的角向位置 φ。 具体地， 振动相位信号为参 考脉冲信号中的一个参考脉冲到振动信号中的 一个正信号峰值的转角 φ， 该正信 号峰值处于参考脉冲和与该参考脉冲相邻的下 一个参考脉冲之间。

[0085] 需要知道的是， 现有的键相标记可以为被测转轴上的凹槽或者 凸键， 但是在本 实施例中， 被测转轴为核反应堆冷却泵的主轴， 为了保障核反应堆冷却泵工作 的稳定性， 一般不考虑在其主轴上幵设凹槽。

[0086] 优选地， 当键相标记 21为核反应堆冷却泵的主轴或者联轴节上的现� ��凸键吋， 键相标记 21可以为设置在核反应堆冷却泵主轴上的转速� ��针， 该转速指针用于 与转速探头配合以产生核反应堆冷却泵的转速 信号。

[0087] 在本实施例中， 现有的核反应堆冷却泵的监测系统中包含有用 于监测核反应堆 冷却泵转速的转速探头、 和与转速探头配合的转速指针。 转速指针固定连接在 核反应堆冷却泵的主轴上， 可以作为键相标记 21。 而且， 采用核反应堆冷却泵 主轴上现有的部件 （转速指针） 来作为键相标记 21， 一方面可以不对核反应堆 冷却泵主轴进行改变， 减小了对核反应堆冷却泵的运行状态的影响； 另一方面 ， 采用现有的转速指针作为键相标记 21， 可以简化核反应堆冷却泵振动相位信 号采集的结构， 降低核反应堆冷却泵振动相位信号采集的制备 成本。

[0088] 进一步地， 该相位探头 22可以为电涡流传感器， 该相位探头 22与转速探头安装 在同一水平面上。

[0089] 在本实施例中， 相位探头 22与转速探头共用转速指针， 相位探头 22在设置吋， 需要与转速探头安装在同一水平面上。 在实际应用中， 相位探头 22可以安装在 转速探头的附近， 与转速探头均安装在冷却泵壳旁的支架上。

[0090] 可选地， 当键相标记 21为核反应堆冷却泵的主轴或者联轴节上的新� ��凸键吋， 该键相标记 21可以为固定连接在核反应堆冷却泵的联轴节� ��的长条形金属片。 例如： 新焊接在核反应堆冷却泵的联轴节上的 400 mmxlOO mm的铝片。

[0091] 具体地， 参见图 4， 该系统还包括： [0092] 振动信号传输电路 13， 分别与振动探头 11和振动信号处理机 12电连接， 用于传 输振动探头 11采集到的振动信号。

[0093] 参考脉冲信号传输电路 24， 分别与相位探头 22和参考脉冲信号处理机 23电连接 ， 用于传输相位探头 22采集到的参考脉冲信号。

[0094] 参考脉冲信号传输电路 24与振动信号传输电路 13的安装路径一致。

[0095] 在本实施例中， 振动探头 11和相位探头 22均安装在核反应堆冷却泵的安全壳内 ， 而振动信号处理机 12和参考脉冲信号处理机 23则均设置在核反应堆冷却泵的 安全壳外， 故需要设置传输电路来传输探头采集到的信号 。 参考脉冲信号传输 电路 24采用与振动信号传输电路 13的安装路径一样的路径， 可以减少对核反应 堆冷却泵的整体设计的改变， 进而减小对核反应堆冷却泵的整体密封性的影 响

[0096] 进一步地， 参见图 5， 参考脉冲信号传输电路 24包括： 信号放大器 241和电缆 24 2， 信号放大器 241通过电缆 242分别与相位探头 22和参考脉冲信号处理机 23电连 接， 用于对相位探头 22采集到的参考脉冲信号进行放大处理， 电缆 242安装在电 气贯穿件中。

[0097] 在本实施例中， 在参考脉冲信号传输电路 24中设置信号放大器 241， 对相位探 头 22采集到的参考脉冲信号进行放大处理， 可以保障传输至参考脉冲信号处理 机 23中的参考脉冲信号符合信号处理的要求， 例如： 传输至参考脉冲信号处理 机 23中的参考脉冲信号， 要达到幅值为 5 V、 宽度为 l ms的要求。 在核反应堆中 ， 传输信号的电缆要求贯穿特殊的气密性安全壳 ， 主要是为了保护信息传输不 受辐射干扰， 使得传输的信号更加准确， 故参考脉冲信号传输电路 24的电缆 242 安装在电气贯穿件中。 同理， 振动信号传输电路 13中的电缆也可以安装在电气 贯穿件中。

[0098] 具体地， 参考脉冲信号处理机 23与振动信号处理机 12上均设有刺刀螺母连接器

(Bayonet Nut Connector, 简称" BNC") 接口 （附图中未标示） ， 相位信号处理 机 31通过 BNC接口与参考脉冲信号处理机 23与振动信号处理机 12通信连接。

[0099] 在本实施例中， BNC接口是 10Base2的接头， 即同轴细缆接头。 可以使传输信 号相互间干扰减少， 且信号带宽要比普通 15针的 D型接口大， 可达到更佳的信号 响应效果。 相位信号处理机 31通过 BNC接口与参考脉冲信号处理机 23与振动信 号处理机 12通信连接， 可以获得更好的传输信号效果。

[0100] 进一步地， 参考脉冲信号处理机 23与振动信号处理机 12设置于同一信号处理机 柜中。

[0101] 在本实施例中， 将参考脉冲信号处理机 23与振动信号处理机 12设置于同一信号 处理机柜中， 可以简化核反应堆冷却泵振动相位信号采集的 安装， 又能充分利 用现有空间， 避免了在加装核反应堆冷却泵振动相位信号采 集吋， 需要对核反 应堆原有设备的改动。

[0102] 进一步地， 相位信号处理机 31可以为离线式数据采集器， 例如： DP1500数据 采集器。 将相位信号处理机 31设置成离线式， 可以便于现场专业维护人员携带 和采集相关数据， 进而方便现场专业维护人员对核反应堆冷却泵 进行现场检测 维护。

[0103] 需要说明的是， 核反应堆冷却泵在高温、 高压及高辐射的条件下运行， 且在功 率运行期间具有无备用、 不可停运的特点， 核反应堆冷却泵振动过大会产生机 械疲劳破坏、 轴系裂纹、 动静摩擦、 密封失效等严重故障， 而有些故障仅靠分 析振动信号 （例如： 分析振动幅值谱图） 是难以分辨的， 在这种情况下， 如果 能配合振动相位信号进行进一步的分析， 是可以更好的分辨出核反应堆冷却泵 所发生的故障。 例如： 对于转子 （核反应堆冷却泵主轴） 临吋弓形弯曲、 转子 缺损和滑动轴承故障， 其振动信号分析的频谱都以一倍频为主， 不易区分。 如 果进一步对其振动相位进行监测分析， 则可以容易的区分它们。 具体的， 转子 临吋弓形弯曲吋， 振动相位比较稳定的变化； 转子缺损吋， 振动相位会发生突 变， 然后保持稳定； 轴承故障吋， 振动相位在一定范围内不稳定的变化。 因此 ， 在尽量减少对核反应堆冷却泵的整体结构进行 改变的情况下， 添加对核反应 堆冷却泵主轴的振动相位进行监测， 这样可以提高故障诊断的准确性， 并且能 全面了解主泵振动趋势变化和振动特性， 进而能减少非必要的停机检修， 减少 维修工作人员的辐射剂量。

[0104] 本实施例通过在核反应堆冷却泵振动相位信号 采集添加相位探头和参考脉冲信 号处理机， 使得该系统能够获取参考脉冲信号， 并通过添加相位信号处理机分 别接收参考脉冲信号处理机和振动信号处理机 处理过的参考脉冲信号和振动信 号， 并生成振动相位信号。 这样该核反应堆冷却泵振动相位信号采集能够 监测 到核反应堆冷却泵主轴的振动相位信号， 进而能更全面的分析核反应堆冷却泵 的振动情况， 并通过分析这些振动情况来更准确的判断核反 应堆冷却泵出现的 故障， 减少核反应堆冷却泵的非必要维修。

[0105] 实施例二

[0106] 本发明实施例提供了一种核反应堆冷却泵振动 相位信号采集系统， 参见图 6， 该系统包括：

[0107] 振动探头 41， 用于采集核反应堆冷却泵主轴的振动信号。

[0108] 振动信号处理机 42， 用于处理振动探头 41采集到的振动信号。

[0109] 振动信号传输电路 43， 分别与振动探头 41和振动信号处理机 42电连接， 用于传 输振动探头 41采集到的振动信号。

[0110] 键相标记 51， 为设置在核反应堆冷却泵主轴上的转速指针， 该转速指针用于与 转速探头配合以产生核反应堆冷却泵的转速信 号。

[0111] 相位探头 52， 用于根据转速指针来采集参考脉冲信号， 参考脉冲信号为核反应 堆冷却泵主轴每转动一圈吋产生的脉冲信号， 相位探头 52与转速探头 （附图中 未标示） 安装在同一水平面上。

[0112] 参考脉冲信号处理机 53， 与相位探头 52电连接， 用于处理相位探头 52采集到的 参考脉冲信号。

[0113] 参考脉冲信号传输电路 54， 分别与相位探头 52和参考脉冲信号处理机 53电连接 ， 用于传输相位探头 52采集到的参考脉冲信号， 参考脉冲信号传输电路 54与振 动信号传输电路 43的安装路径一致。

[0114] 相位信号处理机 61， 分别与参考脉冲信号处理机 54和振动信号处理机 43通信连 接， 用于根据处理后的参考脉冲信号和振动信号生 成振动相位信号， 振动相位 信号为参考脉冲信号中的一个参考脉冲到振动 信号中的一个正信号峰值的转角 ， 正信号峰值处于参考脉冲和与参考脉冲相邻的 下一个参考脉冲之间。

[0115] 本发明实施例通过新增键相标记与相位探头， 使得相位探头能够探测到核反应 堆冷却泵主轴的参考脉冲信号， 再通过相位信号处理机对采集到的参考脉冲信 号和现有的振动信号进行计算， 得到核反应堆冷却泵主轴的振动相位信号， 进 而能更全面的分析核反应堆冷却泵的振动情况 ， 并通过分析这些振动情况来更 准确的判断核反应堆冷却泵出现的故障， 减少核反应堆冷却泵的非必要维修。 而且， 采用核反应堆冷却泵主轴上的现有的转速指针 来作为键相标记， 可以减 少对冷却泵的修改， 且充分利用了现有部件， 使得该核反应堆冷却泵振动相位 信号采集系统的结构更加简单、 成本更低。 此外， 参考脉冲信号传输电路与振 动信号传输电路的安装路径一致， 可以减少对核反应堆整体结构的修改， 参照 现有的振动信号传输电路的安装路径来设置参 考脉冲信号传输电路， 也可以简 化该核反应堆冷却泵振动相位信号采集系统的 安装过程， 降低成本。

[0116] 实施例三

[0117] 本发明实施例提供了一种核反应堆冷却泵振动 相位信号采集方法， 适用于实施 例一或者实施例二所示的一种核反应堆冷却泵 振动相位信号采集系统， 参见图 7 ， 该方法包括：

[0118] 步骤 S21， 获取核反应堆冷却泵主轴的振动信号。

[0119] 具体地， 上述步骤 S21可以通过如下方式实现：

[0120] 通过振动探头来获取核反应堆冷却泵主轴的振 动信号。

[0121] 在本实施例中， 振动信号的获取为现有技术， 这里不再赘述。

[0122] 步骤 S22， 获取核反应堆冷却泵主轴的参考脉冲信号， 该参考脉冲信号为核反 应堆冷却泵主轴每转动一圈吋产生的脉冲信号 。

[0123] 具体地， 上述步骤 S22可以通过如下方式实现：

[0124] 通过设置在核反应堆冷却泵主轴或者连接主轴 的联轴节上的键相标记和与该键 相标记相配合的相位探头， 来获取核反应堆冷却泵主轴的参考脉冲信号。

[0125] 在本实施例中， 键相标记可以安装在核反应堆冷却泵的主轴或 者连接主轴的联 轴节上， 主要是随着核反应堆冷却泵的主轴转动， 并配合相位探头， 以使相位 探头能够探测到参考脉冲信号。

[0126] 进一步地， 在实现步骤 S22吋， 还包括：

[0127] 对相位探头采集到的参考脉冲信号， 通过信号放大器进行放大处理。

[0128] 在本实施例中， 相位探头采集的信号强度可能不够， 通过信号放大器， 可以使 得采集到的参考脉冲信号更加清晰， 便于后续处理。

[0129] 可选地， 在实现步骤 S22吋， 键相标记可以为核反应堆冷却泵的主轴或者联 轴 节上的新增凸键或者现有凸键。

[0130] 进一步地， 键相标记可以为设置在核反应堆冷却泵主轴上 的转速指针， 转速指 针用于与转速探头配合以产生核反应堆冷却泵 的转速信号。 上述步骤 S22可以通 过如下方式实现：

[0131] 通过相位探头与转速指针的配合， 来获取核反应堆冷却泵主轴的参考脉冲信号

[0132] 在本实施例中， 采用现有的转速指针来作为键相标记， 既可以减少对核反应堆 冷却泵结构的改动， 减少对核反应堆冷却泵运行的影响， 又能充分利用现有部 件， 简化核反应堆冷却泵振动相位信号采集系统的 结构、 降低成本。

[0133] 进一步地， 相位探头为电涡流传感器， 相位探头与转速探头安装在同一水平面 上。

[0134] 步骤 S23， 根据获取的振动信号和参考脉冲信号， 计算得到核反应堆冷却泵主 轴的振动相位信号， 该振动相位信号为参考脉冲信号中的一个参考 脉冲到振动 信号中的一个正信号峰值的转角， 该正信号峰值处于参考脉冲和与该参考脉冲 相邻的下一个参考脉冲之间。

[0135] 在本实施例中， 参见图 2， 相位角的测量描述的是在某个具体的吋刻转子 （例 如： 冷却泵的主轴） 的位置的一种方法， 在本实施例中， 为振动探头 11探测的 高点 （H) 相对于键相标记 21 (K) 的角向位置 φ。 具体地， 振动相位信号为参 考脉冲信号中的一个参考脉冲到振动信号中的 一个正信号峰值的转角 φ， 该正信 号峰值处于参考脉冲和与该参考脉冲相邻的下 一个参考脉冲之间。

[0136] 具体地， 参见图 8， 上述步骤 S23可以通过如下方式实现：

[0137] 步骤 S231 , 通过相位信号处理机对获取的参考脉冲信号进 行处理。

[0138] 步骤 S232, 通过振动信号处理机对获取的振动信号进行处 理。

[0139] 步骤 S233 , 通过与相位信号处理机和振动信号处理机通信 连接的相位信号处理 机， 对处理后的参考脉冲信号和振动信号进行计算 ， 得到振动相位信号。

[0140] 在本实施例中， 相位信号处理机和振动信号处理机会对获取到 的参考脉冲信号 和振动信号进行处理， 使得这些信号能够更符合计算的要求。

[0141] 进一步地， 在实现上述步骤 S23吋， 参考脉冲信号处理机与振动信号处理机上 均设有 _BNC 接口， 相位信号处理机通过 BNC接口与参考脉冲信号处理机与振动 信号处理机通信连接。

[0142] 在本实施例中， BNC接口是 10Base2的接头， 即同轴细缆接头。 可以使传输信 号相互间干扰减少， 且信号带宽要比普通 15针的 D型接口大， 可达到更佳的信号 响应效果。 相位信号处理机通过 BNC接口与参考脉冲信号处理机与振动信号处 理机通信连接， 可以获得更好的传输信号效果。

[0143] 进一步地， 在实现上述步骤 S23吋， 相位信号处理机可以为离线式数据采集器

[0144] 在本实施例中， 相位信号处理机可以为 DP1500数据采集器。 将相位信号处理 机设置成离线式， 可以便于现场专业维护人员携带和采集相关数 据， 进而方便 现场专业维护人员对核反应堆冷却泵进行现场 检测维护。

[0145] 本实施例通过在核反应堆冷却泵振动相位信号 采集添加相位探头和参考脉冲信 号处理机， 使得该系统能够获取参考脉冲信号， 并通过添加相位信号处理机分 别接收参考脉冲信号处理机和振动信号处理机 处理过的参考脉冲信号和振动信 号， 并生成振动相位信号。 这样该核反应堆冷却泵振动相位信号采集能够 监测 到核反应堆冷却泵主轴的振动相位信号， 进而能更全面的分析核反应堆冷却泵 的振动情况， 并通过分析这些振动情况来更准确的判断核反 应堆冷却泵出现的 故障， 减少核反应堆冷却泵的非必要维修。

[0146] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述， 不代表实施例的优劣。

[0147] 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神 和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护 范围之内。