时频分析技术在地震信号初至估计中的应用

时频分析旨在构造一种时间和频率的联合密度函数,继而揭示信号所含频率分量及其演化特性,是传统Fourier分析的新进展、乃至于革命。本文通过对地震信号噪声特性的分析,研究了基于联合时频谱图三重相关的地震信号初至的估计方法,并给出了实验结果和结论。     

基于平稳小波变换的毛刺检测算法

核爆炸地震监测技术研究中,数据质量检测是地震数据自动处理的基本内容,毛刺是影响数据质量的主要问题数据。基于平稳小波变换和非线性能量检测算法,给出一种毛刺自动检测算法。平稳小波变换弥补了正交小波变换存在的不足,可以使尺度分解结果的长度和原始数据保持一致,具备时移不变性。非线性能量检测算法可以增强记录中的高频信号,对平稳小波变换的结果应用非线性能量检测算法,提高了记录中毛刺检测的准确性,非常适合连续地震监测数据自动处理的需要。实验结果表明,给出的这种算法特别有利于记录中小毛刺的检测,从而能够减小信号检测的误检率。     

~(252)Cf裂变中子信号功率谱密度分析系统

在252Cf裂变中子信号的随机过程分析中,引入功率谱密度分析方法,利用脉冲时间序列采集器结合PC主控处理机,构建了一种针对252Cf裂变中子信号的功率谱密度分析系统。该系统采用现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)技术实现3通道中子脉冲时间序列的高精度在线检测;在PC机端对检测到的数据进行处理、相关计算、快速付里叶变换(FFT)及功率谱密度计算;设计并验证了简化的功率谱密度估计算法流程。系统能准确、高效地进行252Cf裂变中子信号检测,并得到相关函数、功率谱密度等主要特征参数。     

随机相关法辨识蒸汽发生器动态特性

本文运用相关辨识理论,用模拟装置对核电站蒸汽发生器进行水位高度随阀门开度变化的动态特性辨识。辨识是在 FFT 频谱分析仪上进行的,直接由蒸汽发生器的输入,输出信号得到相关函数,从而求得蒸汽发生器的动态特性曲线,并进行分析和研究。     

基于相关向量机的反应堆功率测量电路故障预测研究

为了提高核测量装置的保障性和维修性,本文以反应堆功率测量放大电路为对象,通过基于量子粒子群优化算法的多核相关向量机模型对电路的典型故障进行预测。从功率测量放大电路的脉冲响应信号中,用小波包分解方法提取特征信息,将计算所得到的特征与电路正常状态特征之间的欧氏距离作为电路故障程度指标,选用多核相关向量机建立电路故障预测模型,并分析了相关向量机模型核函数种类、参数优化算法对于模型预测效果的影响,研究结果表明采用量子粒子群算法优化的多核相关向量机模型对于电路未来运行状态的预测精度较优,能够准确预测电路故障程度的变化规律。      

时频分析技术在地震信号滤波中的应用

时频分析旨在构造一种时间和频率的联合密度函数,继而揭示信号所含频率分量及其演化特性,是传统Fourier分析的新进展乃至于革命。本文针对地震信号的非平稳特性,研究了基于短时Fourier变换的时变滤波方法,并给出了实验结果和结论。     

微弱核信号的相关检测与调理技术研究

分析了核信号的基本特征,从两个方面概括了输出的电信号存在的缺点,并且针对两个缺点提出了解决方案:采用相关检测技术来提高信噪比,去除噪声;采用信号放大与调理来对信号进行整形、处理,使最终输出为准高斯脉冲信号,有利于后续的多道谱仪的进一步处理,并且将两个设备整合在一起,统称为信号的处理(包括相关检测、去噪、放大、调理),从而达到精确采集、分析之目的。     

基于盲源分离算法的压水堆松动件信号提取方法

压水堆一回路松动件状态监测系统的关键环节在于如何从复杂背景噪声中提取松动件冲击信号。利用基于最大信噪比的盲源分离算法,将压水堆背景噪声和松动件冲击信号从观测到的混合信号中分离,并利用相似系数对该算法的分离效果进行了评估。根据该算法,当分离信号之间关系均独立时,信噪比函数取得最大值。研究结果表明,该算法可高效、准确地实现压水堆一回路松动件冲击信号和背景噪声信号的分离。     

一种γ谱弱峰优化检测方案研究

介绍一种γ射线能谱高斯函数卷积寻峰方法,分析得出并有效解决应用该方法准确获取弱峰峰位信息的条件。设计了1套包含1倍标准差检测滤波方法、SNIP本底扣除法和峰宽与探测限联合判别法的γ能谱弱峰优化检测方案。在Matlab 7.1平台上编写上述方案及其他2种寻峰算法的程序。与2款商品化γ能谱分析软件一起,分别对1976年IAEA测试谱进行分析,结果表明,该方案检测结果优于其他方法和软件,能很好区分康普顿平台与峰;在不出现假峰的情况下,检测出所有22个峰;检测峰位与标准峰位偏移最大2.90道。     

广义分维在地震信号初至检测中的应用

基于地震信号的能量特征及广义分维的思想,给出一种新的地震信号初至估计算法。根据Mandelbrot-Richardson曲线截距的变化．可以准确检测到地震信号的初至。对于微弱地震信号初至的检测,首先按信号幅频特征的变化对原始记录进行预处理,在不改变地震信号初至的前提下,提高了记录的信噪比。对MR曲线的截距变化曲线进行类似于坐标旋转的校正．使对应信号初至的拐点成为曲线的极小值．有助于信号初至的自动检测。     

A new correlation method for transit-time estimation

A new correlation method for transit-time estimation is proposed. The transit-time of a propagating quantity between two points along the propagation path could be measured by noise analysis technique when this quantity conveys some measurable stochastic signal with it. This is usually performed by observing directly the peak in the cross-correlation function of the stochastic signal measured at two points in the propagation path, or indirectly by reading the slope of the phase-angular frequency curve. The proposed method presents the transit-time information directly in the same way as in the ordinary cross-correlation technique, but with a better resolution when the conveyed noise signal is band-limited. It also rejects extraneous noise contamination when such noise appears in a narrow frequency band. The usefulness of this method was tested in an air-water two-phase flow channel to estimate the transit-time of the bubbles.     

强背景噪声下反应堆内冲击信号的特征提取

压水反应堆主冷却剂系统中松动部件的在线监测对核电厂的安全运行至关重要,但监测信号往往会受到流致振动和其他设备运行而产生的强背景噪声的干扰。为增强信号的冲击特征,本文提出了一种基于变分模态分解（VMD）和小波包变换（WPT）相结合的信噪分离和特征提取方法。首先,采用VMD算法将含噪声的冲击信号分解成不同频率成分的本征模态函数（IMF）,并基于各模态函数间的相关系数确定分解过程的模态数量;然后,利用峭度和相关系数构建加权峭度指标,并依据加权峭度指标选取IMF,重构冲击分量较强的新信号;最后,利用WPT算法进一步对新信号进行去噪处理。采用所提出的算法对仿真模拟和冲击实验获取的信号进行特征提取,均成功分离出冲击分量,验证了该方法的有效性。     

基于自适应阈值的小波包在松动部件信噪分离中的研究

研究了反应堆主回路系统背景振动噪声的特点。在传统松动部件信号提取方法的基础上,利用对小波包系数加入时间窗的方法实现对去噪阈值进行自适应选取。同时采用了一种新的阈值处理函数对含噪声的松动部件冲击信号进行去噪处理,并对模拟实验装置上采集到的钢球冲击信号进行分析。实验结果表明,本文提出的方法能有效跟踪背景噪声强度的变化,有效抑制背景噪声,准确识别松动部件冲击信号,提取相关特征。     

基于自适应AR模型的核电站松动件报警方法

为能快速准确地检测到核电站一回路零部件的松动或脱落,提出1种基于自适应AR（auto-regressive）模型的松动件报警方法。该方法利用自适应AR模型跟踪一回路中背景噪声的变化,先对信号进行白化处理,再计算白化后信号的短时均方根（RMS）,设置RMS动态阈值实现报警。采用秦山核电站一号机组背景噪声和松动件碰撞信号叠加进行了仿真试验,结果表明,该方法能够在低信噪比和噪声复杂变化的条件下快速检测出松动件碰撞信号。     

铀部件质量属性测量中的信噪比初步分析

利用蒙特卡罗程序对252Cf快电离室诱发不同质量金属铀部件的中子输运过程进行了模拟,获得屏蔽与直穿两种实验布局条件下252Cf快电离室与探测器之间的中子时间关联符合计数,初步评估测量过程中的信噪比,作为实验前端布局的重要依据。结果表明,两种布局下的信噪比均与铀部件质量成正比,直穿布局下的信噪比较高。     

Measurement of Shutdown Margin

A method was developed and investigated for directly measuring the shutdown margin in a reactor operating at a subcritical steady state. Measurements were made on the Iowa State University UTR-10 reactor with conditions ranging from almost critical to fully shutdown. The method is based on the fact that the frequency dependent transfer function of the reactor is a measure of the response of the reactor to an input disturbance. The magnitude of the transfer function of a subcritical reactor depends on the frequency of the disturbance and the steady-state multiplication factor. Since the multiplication factor is a measure of the reactivity, the amplitude of the transfer function is a direct indication of the shutdown margin. A sinusoidal disturbance was introduced by means of an oscillator operating in the center of the core. The oscillator was operated at a fixed frequency of 10 cps in order to eliminate the frequency dependence. The fluctuation was measured by a BF3 detector located against the outside of the core opposite the oscillator. The signal emitted by the detector contained bombardment noise and instrument noise in addition to the desired information. The signal was passed through a band-pass filter and was then cross-correlated with a pure sine wave to obtain the transfer function. A plot of the transfer function vs. the multiplication factor was a smooth function from which the multiplication factor could be found with a confidence of ± 0.04% near critical and with a confidence of ± 0.17% in the fully shutdown condition.     

粗晶材料超声检测信号处理

粗晶材料超声检测时,严重的结构噪声使信噪比很低。为了提高信噪比,增加粗晶材料超声检测的可靠性,人们在数字信号处理方法中做了大量工作。信号平均、滤波、卷积、频谱分析及时频分析等信号处理方法都获得过应用。小波分析是一种时频分析技术,具有自适应的带宽,适合于时变的超声缺陷信号的处理;用于粗晶材料的信号处理时,比其它方法获得的信息要丰富得多,且能大幅度提高信噪比。     

基于脉动比预处理FFT的密度波不稳定性边界研究

两相流不稳定性试验的数据会包含一定程度的噪声信号。在判断两相流不稳定边界时,传统的基于流量脉动量幅值的方法具有局限性。本文研究了一种基于脉动比预处理的快速傅里叶变换(FFT)方法,通过捕捉密度波不稳定发生时频域上的特征信号来确定稳定边界,并对两组不同工况的试验数据进行分析。试验结果表明,本文方法具有较好的准确性。     

超临界水自然循环流量信号降噪分析

当自然循环流量的时间序列信号存在噪声时,在计算分析时可能产生错误结论。为了避免错误的产生,在超临界水自然循环流动实验数据信号的基础上,通过选择各种不同的小波基函数,对实验流量信号进行信号去噪分析。通过指标计算对比分析,结果表明,经Dmey小波基函数变换后的自然循环流量去噪信号值,其标准偏差和均方根误差（RMSE）最小、相关系数最大、信噪比较高。因此,Dmey小波基函数适用于超临界水自然循环流量实验数据的信号降噪分析处理。