大型压力容器主螺栓孔激光检测系统研究

发布时间：2024-01-16 18:03

　　核能发电是未来中国能源结构中极具重要战略意义的一环,然而保证核能发电的安全是发展核电的基本前提,因此,针对核电设施进行周期性检测与维护是核能发电的必要环节。反应堆压力容器是核能发电系统的重要设施之一,具有防止核燃料外溢等重要功能,它是由顶盖和反应堆容器组成,两者通过螺栓连结,以达到密封的效果,若主螺栓孔内表面螺纹存在损伤,则会影响压力容器的密封性能,进而可能导致不可挽回的结果。国内针对压力容器主螺栓孔的检测还停留在使用视频录像人工目检阶段,存在部分误检漏检等情况,同时检测效率也不高。鉴于此,本文提出并开发了一套以2D激光测量技术为基础的自动化主螺栓孔检测系统,主要研究内容如下:1、调研相关理论基础和测量技术。针对目前国内外现有的压力容器主螺栓孔检测系统和复杂曲面的三维形貌测量方法进行了深入调研和归纳总结,为完成具有自主知识产权的主螺栓孔检测系统奠定理论和技术基础;2、拟定压力容器主螺栓孔检测系统方案。根据压力容器主螺栓孔检测系统所需达到的目标功能,完成检测系统总体方案的设计,并对2D激光三维点云数据采集、检测系统移动小车、检测系统自动定位等功能模块拟定方案;3、设计并完成压力容器主螺栓...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 压力容器主螺栓孔检测系统研究现状
        1.2.2 螺纹类复杂曲面的三维形貌检测方法研究现状
    1.3 课题来源与主要研究内容
第二章 大型压力容器主螺栓孔激光检测系统的方案设计
    2.1 大型压力容器主螺栓孔激光检测系统方案总体设计
        2.1.1 检测系统的功能需求和技术性能指标
        2.1.2 检测系统的总体方案设计
    2.2 螺纹三维形貌点云数据激光采集方案设计
        2.2.1 激光位移传感器测距原理
        2.2.2 螺纹三维形貌点云采集方案设计
    2.3 机械运动平台综合误差建模分析方法
        2.3.1 多体系统误差建模数学基础
        2.3.2 多体系统相邻典型体运动变换原理
            2.3.2.1 多体系统相邻典型体理想运动变换原理
            2.3.2.2 多体系统相邻典型体误差运动变换原理
            2.3.2.3 多体系统相邻典型体实际运动变换原理
        2.3.3 基于多体系统综合误差建模分析方法
    2.4 检测系统移动小车方案设计
    2.5 检测系统自动定位方案设计
    2.6 本章小结
第三章 大型压力容器主螺栓孔激光检测系统的实现与集成
    3.1 激光检测系统各硬件模块的实现
        3.1.1 激光检测模块
        3.1.2 二维机械运动平台模块
        3.1.3 移动小车模块
        3.1.4 自动定位模块
    3.2 激光检测系统软件的需求分析与开发环境
    3.3 激光检测系统各软件模块的设计与实现
        3.3.1 通信模块
        3.3.2 伺服运动控制模块
            3.3.2.1 CANopen协议概述
            3.3.2.2 伺服运动控制
        3.3.3 实时监控模块
        3.3.4 数据采集模块
        3.3.5 激光扫描数据可视化显示模块
            3.3.5.1 VTK简介
            3.3.5.2 激光扫描数据可视化显示
    3.4 本章小结
第四章 大型压力容器主螺栓孔激光检测系统的调试与实验
    4.1 系统调试
    4.2 基于激光检测系统检测性能评价实验
        4.2.1 实验计划
        4.2.2 实验结果分析
            4.2.2.1 定性实验结果分析
            4.2.2.2 定量实验结果分析
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3878914