技术摘要：
本发明公开了一种基于功率谱分析的中子探测信号数字处理方法，该方法首先接收新的测量数据，将数据进行归一化处理，计算新数据的功率谱密度，进而得到功率谱均值。将功率谱均值与预设的功率谱均值范围进行比较，如果在范围之内，则认为没有干扰，反之则认为存在干扰，  全部
背景技术：
核测量仪表在反应堆运行过程中监测反应堆中子注量率及变化情况，向操作人员 提供反应堆功率和反应堆周期等信息。在反应堆启动过程中，核测量仪表是少数可以起监 测作用的测量仪表。因此，核测量仪表测量结果的准确性对反应堆的运行和安全至关重要。 核测量仪表测量的对象是反应堆中子探测器输出的信号，即核测信号。这种信号很微弱，在 传输过程中容易受到外界的干扰。例如：当中子注量率处于较低的水平时，操控泵阀的动作 可能会引起核测量仪表测量结果的突变；另外，核电站也有因测量结果突变而触发高注量 率跳堆信号的事件。 早期核测量仪表使用的全模拟电路，在硬件上设计了屏蔽、隔离和接地等措施，但 对于直接作用于信号传输路径上干扰，单独的硬件措施不能完全消除干扰的影响。随着数 字技术的发展，核测量仪表仍然没有有效手段消除偶发事件对测量结果的干扰。 目前，针对核测量仪表的干扰问题，核电厂采用的手段是对核测量电缆单独敷设， 并提高电缆的屏蔽能力，但现在仍然有如源区闪发计数、功率区误触发高注量率停堆的事 件。
技术实现要素：
本方法的目的在于提供一种基于功率谱分析的数字处理方法，消除偶发干扰对仪 表测量结果的影响。 本发明通过下述技术方案实现： 一种基于功率谱分析的中子探测信号数字处理方法，该方法包括以下步骤： 步骤S1，采集新的测量数据，对测量数据进行归一化处理； 步骤S2，基于归一化处理后的数据，计算新的测量数据的功率谱密度，从而得到功 率谱均值； 步骤S3，将功率谱均值与预设的功率谱均值范围进行比较，如果在范围之内，则没 有干扰；反之则存在干扰，将新的测量数据之前的若干数据的平均值作为新采集的测量数 据进行处理。 本发明的一种基于功率谱分析的数字处理方法的基本原理在于：偶发干扰信号叠 加在正常信号上，在一段时间内，正常信号的功率谱密度均值是在一定范围内的，当偶发干 扰叠加后，其测量结果的功率谱密度均值会明显增加，因此，可以根据功率谱密度的均值作 为特征值，判断信号是否受到干扰，对信号进行处理后，消除干扰的影响。 反应堆在启堆过程中，中子注量率变化范围超过5个量级，不同功率水平下的功率 谱密度计算差别很大，必须进行数据的归一化处理。归一化处理主要考虑两方面的情况：一 4 CN 111581582 A 说　明　书 2/5 页 方面是功率水平的差别；另一方面是启堆过程和稳态功率运行状态时功率变化率的差别。 优选的，本发明的步骤S1中对测量数据进行归一化处理具体包括： 步骤S11，将测量数据构成需要处理的数据组； 步骤S12，按自然指数进行对数处理形成对数数组，并用最小二乘法进行线性拟合 得到拟合直线的截距； 步骤S13，将对数数组的数据分别减去拟合直线的截距，再将减去截距之后的数据 分别除以数据位号形成归一化的数据数组。 本发明中的参数包括处理数据长度、采样时间间隔和功率水平。其中，处理数据长 度和采样时间间隔与设备硬件及工程要求相关。本发明中，要求处理数据长度尽可能长，采 样时间间隔尽可能短，则采样时间间隔应选取硬件采样的下限值。优选的，本发明的步骤 S11中数据组的数据长度为N，数据长度等于响应时间要求除以数据采样时间间隔，且数据 长度为2的n次幂，n为正整数。 优选的，本发明的步骤S11的具体过程包括： 步骤S111，建立一个长度为N的数据组； 步骤S112，数据组进行逐位递推后，将新采集的测量数据放入最新的数据位置，则 构成需要处理的数据组。 优选的，本发明的步骤S2中获得功率谱均值具体包括： 步骤S21，对归一化的数据进行自相关计算； 步骤S22，对自相关函数进行傅里叶变换并求取平均值，得到功率谱密度均值。 优选的，本发明的步骤S21的自相关计算公式如下： 式中，r(m)是自相关值；x(n)是第n个归一化数据；N为处理数据长度。 优选的，本发明的步骤S22的功率谱密度均值计算公式如下： 式中，Px是功率谱密度均值。 由于不同功率水平下的信号的统计特性差别较大，因此，本发明根据功率水平对 功率谱密度均值进行分段处理。优选的，本发明的步骤S3中的预设的功率谱均值与功率水 平相关：将最新的一段时间内的测量数据求和得到功率水平，根据功率水平来确定预设功 率谱均值。即在每次处理过程中，根据实际的功率水平选取不同的正常功率谱均值进行处 理。 进一步的，本发明的功率水平分为三段：低功率水平段、较低功率水平段和较高功 率水平段；低功率水平对应于反应堆1×10-7％FP～1×10-6％FP，较低功率水平段对应于反 应堆1×10-6％FP～1×10-5％FP，较高功率水平段对应于反应堆大于1×10-5％FP的功率水 平。 5 CN 111581582 A 说　明　书 3/5 页 进一步的，本发明的低功率水平段对应的预设功率谱均值为5，较低功率水平段对 应的预设功率谱均值为3，较高功率水平段对应的预设功率谱均值为1。 本发明具有如下的优点和有益效果： 本发明提出了一种工程可用的数字处理方法可以识别偶发干扰，并将干扰去除， 进而消除干扰对测量结果的影响，大大提高核测量的可靠性。 对含干扰的数据进行离线处理，处理结果表明，应用功率谱分析的中子探测信号 数字处理方法，能够识别干扰信号占正常信号比重大于5％的信号并进行处理。 附图说明 此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部 分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中： 图1为本发明的方法流程示意图。 图2为本发明的不同功率水平的区间划分示意图。 图3为本发明的方法处理效果示意图。