某核电站振动噪声传递路径测试

2017-08-25 13:34:12 阅读次数:774

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摘要:为验证振动传递特性,北京东方所为某核电站进行了振动噪声传递路径测试,试验分为结构传递路径测试和空气传递路径测试两部分。

关键词:核电站,振动,噪声,传递路径


1.   项目概况

本次振动噪声传递路径测试在国家某核电站进行,东方所依据专家提供的测试技术要求,对相应的几个区域进行振动噪声传递路径测试,验证其振动传递特性。

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                图片来自网络,与本项目无关


2.   结构传递路径测试

2.1 结构传递路径测试设备

结构传递路径试验需要使用力锤对相应位置的结构进行激励,本次实验使用特制的高聚能弹性力锤DFC-2进行激励,同时测试力锤的力信号以及加速度传感器的响应信号,通过DASP-V11工程版平台软件计算传递函数(FRF, Frequency Response Function)的方式得到振动在被测结构中的传递情况。

在测试的过程中数据采集设备使用INV3062C型24位网络式采集仪进行数据采集,通过1588同步技术保证所有通道同步采集数据。


2.2 结构传递路径试验测点布置

结构传递路径试验一共在现场布置了数十个加速度响应测点,20个激励点,加速度响应测点主要测量相应管道及安装支架的振动;激励点分布多个位置,主要集中在管道和支架上。

加速度传感器使用磁座+502快干胶水的方式进行安装,保证加速度传感器安装固定在结构表面,如图2-1所示。

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        图2-1 加速度传感器安装位置及固定方式示意图

 

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            图2-2 力锤及力传感器


2.3 结构传递路径试验测试流程

1.结构传递路径试验采特制的高弹性聚能中力锤DFC-2进行激励,对于大型结构,力锤的激励效果正比于力锤的质量,考虑到锤击的便利性,本次试验对力锤增加一块配重。

2.为了保证激励力能够有效的传递到被测结构中,同时也是为了在考虑低频激励的情况下增加激励的频带范围,采用了尼龙头进行激励。

3.测试时候使用力锤在相应位置进行激励,力传感器的信号作为触发信号,所有通道同时开始采集数据,使用触发采样的采集方式。

4.本次实验采用变时基(Varied-Time-Based)采样的技术采集数据,对力信号使用高采样频率(20.48kHz)采集数据,对响应信号采用低采样频率(5120Hz)采集数据,此方法即考虑到力信号的时间分辨率,又考虑到响应信号的频率分辨率,为大型结构测试的常用方法。


2.4 结构传递路径测量结果

(1)背景振动测试结果

按照实验要求对各加速度测点进行背景振动测试,测试条件为在关闭相应的风机和泵之后进行,测试时间为15min,其对应的时域波形和标准差进行分析与记录。

标准差的计算公式为

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                   图2-3 某测点背景振动时域波形图


(2)传递函数分析

激励及响应信号的典型波形如图2-4(a)、2-4(b)所示,根据激励点及激励的方便程度的不同,力锤的激励力在20000-60000N之间,本次项目对所有响应信号进行了时域分析、统计、对比,并将每一个激励点的10次激励中取得典型的激励情况的激励力和振动加速度响应最大值的对应关系进行了统计,为了得到结构传递的传递路径,对所有振动测试数据进行传递函数计算,得到相应的幅频曲线和相干曲线,如图2-5所示。本次实验共设置了20个力锤激励点和数十个加速度响应测点,共得到数百条幅频曲线及相干曲线。以上数据分析为结构传递规律的探寻提供有效的数据支持。

 

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                    图2-4(a)典型力信号时域波形


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                    图2-4(b)典型响应信号时域波形


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                      图2-5 典型信号的传递函数分析结果

 

3.   空气传递路径测试

3.1 空气传递路径测试设备

空气传递路径试验测试,根据试验方案,需要采用扬声器在指定位置进行噪声激励,本次实验采用十二面体声源作为噪声激励源,如图3-1所示,配合相应的功放和信号发生器,使用粉红噪声作为噪声信号,在1米处的声压级在110dBA左右,声功率级在120dBA左右,振动测试采用与结构传递路径试验相同的仪器设备和测点布置,噪声测试采用INV3080B-SLM手持式声级计和INV9206声压传感器进行测试,通过DASP-V11型工程版软件进行振动和噪声数据分析。

3.2 空气传递路径试验测点布置

空气传递路径试验一共在现场布置了数十个加速度响应测点,若干个噪声测点,加速度响应测点主要测量相应管道及安装支架的振动;噪声测点分布在被测结构内以及声源附近;声源激励位置主要集中在控制室、泵房、休息室的指定位置。

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    图3-1 十二面体声源

3.3 空气传递路径试验测试流程

1.在进行空气传递路径试验时,首先测试大约120s的背景噪声,然后再打开扬声器,再测试大约120s的有扬声器噪声的振动和噪声数据。

2.共设置数个扬声器位置点,测试时候按照时间顺序依次从1号到N号位置移动扬声器,完成空气传递路径试验。

3.扬声器工作时,信号发生器发出的是粉红噪声。


3.4 空气传递路径测量结果

(1)声源激励工况下的噪声测试结果

空气传递路径测试设置了数个声源位置,若干噪声测点以及数十个振动测点,对所有声源位置下的各测点的噪声测试数值进行了分析与统计,其中背景噪声测试了两组数据,第一组数据为在某些风机及泵等设备运行情况下的背景噪声,第二组数据为在某些风机及泵等设备停止运行情况下的背景噪声。

空气传递路径测试时,先测试两分钟左右的背景噪声,然后打开扬声器声源,信号为粉红噪声,测试在声源激励情况下的噪声,对所有噪声测点在测试过程中的噪声变化进行了统计与分析,如图3-2所示。

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                    图3-2  某测点噪声变化


    (2声源激励工况下的振动测试结果

    空气传递路径试验中,声源在相应位置激励的情况下,对各个加速度测点的振动标准差及随时间变化情况进行了分析与统计,如图3-3所示,标准差的计算公式为

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                          图3-3