CN115941899A 审中 核电厂蒸发器监控系统
技术领域 [0001]本发明涉及核电厂安全技术领域,尤其涉及一种核电厂蒸发器监控系统。 背景技术 [0002]目前,核电厂蒸汽发生器(下文简称蒸发器)的传热管在堵管过程中,使用的监控系统存在语音通讯效果不佳,视频图像有时存在不稳定的现象,需要工作人员频繁进出蒸发器房间的SAS工作室(负压工作棚)进行沟通,导致现场工作人员的辐射剂量增加,对摄像设备的安装和调试效率较低;且该系统的年限较长,导致保养维护难度极大、系统不稳定等缺陷,导致工作人员的操作难度较大,上手困难,十分依赖工作人员的实操经验,导致监控效果很难得到保证。 发明内容 [0003]本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术存在的至少一个缺陷,提供一种核电厂蒸发器监控系统。 [0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种核电厂蒸发器监控系统,包括: [0005]摄像模块,用于采集蒸发器房间内的图像信息; [0006]主控模块,与所述摄像模块连接,用于根据所述图像信息对所述蒸发器的传热管进行自动定位处理,生成定位信息; [0007]指示模块,与所述主控模块连接,用于根据所述定位信息生成所述摄像模块的监视角度提示信号; [0008]通信模块,用于使所述蒸发器房间内外的工作人员实现语音通信。 [0009]优选地,所述自动定位处理包括: [0010]对所述图像信息进行图像滤波处理,得到灰度图;对所述灰度图进行边缘轮廓检测,得到像素坐标;根据所述像素坐标生成定位信息。 [0011]优选地,所述核电厂蒸发器监控系统还包括去噪模块; [0012]所述去噪模块与摄像模块连接,所述去噪模块用于对所述图像信息进行卷积处理,并对所述卷积处理中的滤波器进行加权平均滤波。 [0013]优选地,所述主控模块包括人机交互单元和处理器; [0014]所述人机交互单元与所述处理器连接,用于显示图像信息和获取操作指令; [0015]所述处理器与所述摄像模块和所述指示模块连接,用于根据所述图像信息对所述蒸发器的传热管进行自动定位处理,生成定位信息;还根据所述操作指令控制所述摄像模块的工作。 [0016]优选地,所述摄像模块包括SAS摄像头、水室摄像头和堵管机摄像头; [0017]所述SAS摄像头设于所述蒸发器房间内的SAS工作室并与所述主控模块连接,以监视所述SAS工作室; [0018]所述水室摄像头设于所述蒸发器房间内的水室内并与所述主控模块连接,以监视所述水室中的传热管; [0019]所述堵管机摄像头设于所述水室内并与所述主控模块连接,用于监视所述水室内的堵管机。 [0020]优选地,所述水室摄像头包括外壳和设于所述外壳上的视角调整件; [0021]所述视角调整件与所述主控模块连接,以根据所述主控模块输出的操作信号调整摄像头的监视角度。 [0022]优选地,所述水室摄像头还包括吸附件、抗辐射件、安全绳固定件和视角平衡调节件中的至少一种; [0023]所述吸附件与所述视角调整件为一体式结构,用于固定摄像头; [0024]所述抗辐射件设于所述外壳上,用于提高摄像头的抗辐射能力; [0025]所述安全绳固定件设于所述外壳上,用于连接安全绳,以防止摄像头在安装、使用及回收过程中出现意外跌落和碰撞。 [0026]优选地,所述指示模块包括激光定位器; [0027]所述激光定位器所述水室摄像头上,以根据所述定位信息发出用于指示所述水室摄像头的监视角度的提示激光。 [0028]优选地,所述通信模块包括无线对讲机和若干骨传导耳麦; [0029]所述无线对讲机和各所述干骨传导耳麦通过无线通讯的方式进行信息交互,以使所述蒸发器房间外的工作人员通过所述无线对讲机,与所述蒸发器房间内的佩戴所述干骨传导耳麦的工作人员实现语音通信。 [0030]优选地,所述核电厂蒸发器监控系统还包括补光模块; [0031]所述补光模块设于所述蒸发器房间内的水室内并与所述主控模块连接,用于根据所述主控模块输出的调光信号进行补光。 [0032]本发明具有以下有益效果:提供一种核电厂蒸发器监控系统;通过摄像模块采集蒸发器房间内的图像信息,以实现对蒸发器实现远程监控;通过主控模块根据图像信息对蒸发器的传热管进行自动定位处理并生成定位信息,并通过指示模块摄像模块的监视角度提示信号,使工作人员可以在水室的人孔门外,实现对摄像模块的安装;通过通信模块使蒸发器房间内外的工作人员实现语音通信的通信模块,提高了监控系统的现场安装效率和安装质量,减小现场工作人员进行安装工作时的辐射剂量,并保证了监控系统的监控质量。 附图说明 [0033]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中: [0034]图1是本发明一些实施例中核电厂蒸发器监控系统的结构示意图; [0035]图2是本发明一些实施例中摄像模块的结构示意图; [0036]图3是本发明一些实施例中水室摄像头的结构示意图。 具体实施方式 [0037]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。 [0038]参考图1,是本发明提供的核电厂蒸发器监控系统的结构示意图,该核电厂蒸发器监控系统包括摄像模块1、主控模块2、指示模块3和通信模块4。 [0039]其中,摄像模块1用于采集蒸发器房间内的图像信息。主控模块2与摄像模块1连接,用于根据图像信息对蒸发器的传热管进行自动定位处理,生成定位信息。指示模块3,与主控模块2连接,用于根据所述定位信息生成所述摄像模块1的监视角度提示信号。通信模块4用于使蒸发器房间内外的工作人员实现语音通信。 [0040]在该实施例中,主控模块2位于低辐射区域(外廊或监控室等),负责监控的工作人员(下文简称监控人员)可以通过摄像模块1在低辐射区域对蒸发器实现远程监控;还通过主控模块2进行自动定位处理,以确定传热管的具体位置,进而生成定位信息;然后,通过指示模块3根据定位信息生成监视角度提示信号,以提示工作人员目标传热管的实际位置,以便工作人员可以在水室的人孔门外实现对摄像模块1的安装,并方便将摄像模块1的监视角度调整至目标传热管处,减少了对于工作人员实操经验的依赖;而且,通信模块4a由低辐射区域的监控人员佩戴,通信模块4b由负责在蒸发器房间现场安装及调试摄像模块1的现场工作人员(是指位于蒸发器房间内的工作人员)佩戴,因此监控人员与现场工作人员可以通过通信模块4(包括通信模块4a和通信模块4b)实现语音通信,以便监控人员向现场各种人员实时反馈摄像模块1的安装情况,极大地提高了监控系统的现场安装效率、安装质量和安全性,进而减小现场工作人员进行安装工作时的辐射剂量,并保证了监控系统的监控质量。 [0041]在一个优选实施例中,如图2所示,摄像模块1包括SAS摄像头11、水室摄像头12和堵管机摄像头13。 [0042]SAS摄像头11设于蒸发器房间内的SAS工作室并与主控模块2连接,以将SAS工作室内的摄像数据传输至主控模块,以监视SAS工作室,包括监视SAS工作室内的工作人员工作状态。进一步地,SAS摄像头11可以安装在SAS工作室内的水平地面上。 [0043]水室摄像头12设于蒸发器房间内的水室内并与主控模块2连接,以将水室内的摄像数据传输至主控模块,以监视水室中的传热管,水室摄像头12主要监视水室内的传热管,还可以监视堵板、疏水阀和其它管板组合结构。进一步地,水室摄像头12可以安装在蒸发器的封头内壁上。 [0044]堵管机摄像头13设于水室内并与主控模块2连接,以将水室内的堵管机的摄像数据传输至主控模块,以监视堵管机,包括监视堵管机的各类工具部件,如清洁头、整形头、胀管头和堵头等。进一步地,为了方便监视堵管机,堵管机摄像头13可以安装在堵管机本体上。需要说明的是,堵管机是指核电蒸发器中常用的管道封堵装置,其作用是对蒸发器的传热管进行封堵。 [0045]进一步地,堵管机摄像头13包括用于自动将摄像头的监视角度修正为正视角的视角平衡调节件;视角平衡调节件设于堵管机摄像头13的外壳内。视角平衡调节件的作用是自动控制堵管机摄像头13的摄像角度画面图像保持为正视图,一方面可以提高监视效果,还能减小堵管机摄像头13安装及调试的工作量,有利于降低现场工作人员的辐射剂量。可选的,视角平衡调节件为动平衡仪。 [0046]一些实施例中,SAS摄像头11、水室摄像头12和堵管机摄像头13的信息交互和供电可以采用有线的方式实现,为了避免辐射污染,以及简化布置工作,可以在污染区与非污染区分别配备对应线缆卷盘,并采用带有锁定装置的航空接插件实现相互连接,以便摄像头设备在现场实现快速布置,提高安装效率。 [0047]一些实施例中,SAS摄像头11、水室摄像头12和堵管机摄像头13可以采用具有自动变焦功能的摄像头,从而提高图像信息质量。 [0048]进一步地,在一个优选实施例中,如图3所示,水室摄像头12包括外壳121和设于外壳121上的视角调整件122。视角调整件122与主控模块2连接,以根据主控模块2输出的操作信号调整摄像头的监视角度。在该实施例中,视角调整件122的水平旋转部内嵌在外壳121上,使主控模块2可以通过视角调整件122可以控制外壳121进行360度转动,并在一定角度范围内进行俯仰运动,进而调整水室摄像头12的监视角度。 [0049]进一步地,在一个优选实施例中,如图3所示,水室摄像头12还包括吸附件123、抗辐射件124、安全绳固定件125和视角平衡调节件中的至少一种。 [0050]其中,吸附件123与视角调整件122为一体式结构,用于固定摄像头。具体地,吸附件123与视角调整件122的固定座为一体式结构,以避免吸附件123因意外损坏、碎裂而形成异物,对蒸发器造成不必要的影响。可选的,吸附件123可以由磁性材料制成。优选地,磁性材料为钕铁硼永磁铁,其磁吸力适中,不仅能够实现良好的固定效果,还方便现场工作人员安装调整水室摄像头12,以及调整水室摄像头12的固定位置。可以理解的,通过吸附件123固定水室摄像头12的方式,不仅安装操作简单,降低了人因失误风险,还可以大大减小摄像头12的安装及调试固定位置的工作量,使现场工作人员在人孔门外便能轻松实现水室摄像头12的安装,为降低现场工作人员的辐射剂量起到积极作用。 [0051]抗辐射件124设于外壳121上,用于提高摄像头的抗辐射能力,以避免水室摄像头12因环境辐射高而加快老化或损坏,提高核电厂蒸发器监控系统可靠性。可选地,抗辐射件124由抗辐射材料制成,可以与外壳121的外层或内层贴合连接。 [0052]安全绳固定件125设于外壳121上,用于连接安全绳,以防止摄像头在安装、使用及回收过程中出现意外跌落和碰撞。具体地,安全绳的一端连接安全绳固定件125,另一端固定在水室的内壁或设备上,避免摄像头因意外失重时,跌落到地面,以及与其它设备发生不必要的碰撞,而导致摄像头和其它设备损坏。 [0053]进一步地,在一个优选实施例中,自动定位处理包括:对图像信息进行图像滤波处理,得到灰度图;对灰度图进行边缘轮廓检测,得到像素坐标;根据像素坐标生成定位信息。 [0054]一些实施例中,图像滤波处理包括:首先,识别图像信息中各像素点的灰度值;然后,将灰度值小于灰度阈值的像素点设置为第一灰度值,将灰度值大于或等于灰度阈值的像素点设置为第二灰度值,最终得到灰度图。在该实施例中,对于传热管,由于传热管为中空结构,导致在采集图像信息时,出现传热管中心的灰度值明显高于传热管边缘的灰度值,因此对传热管的图像信息进行图像滤波处理后,可以得到一个近似传热管形状的呈圆环状的灰度图。另外,第一灰度值小于第二灰度值,灰度阈值可以根据实际图像信息中的传热管边缘的最大灰度值进行设定。 [0055]一些实施例中,边缘轮廓检测包括:对灰度图进行边缘检测,以得到像素点明暗区别明显的边缘图;然后,根据图像画面与传热管的实际尺寸的比例(比例可以通过摄像头到传热管的距离,以及摄像头焦距等参数确定),对像素边缘图进行轮廓检测,以得到圆环的每一个像素点的坐标数据,各像素点的坐标数据组成像素坐标。 [0056]一些实施例中,可以通过以下方式根据像素坐标生成定位信息:根据像素坐标计算出圆环的中心坐标,即生成了定位信息。在该实施例中,圆环的中心坐标就相当于传热管的中心坐标。 [0057]进一步地,在一个优选实施例中,该核电厂蒸发器监控系统还包括去噪模块。去噪模块与摄像模块1连接,去噪模块用于对图像信息进行卷积处理,并对卷积处理中的滤波器进行加权平均滤波。 [0058]一些实施例中,进行卷积处理的定义表达式为:其中,f(x,y)为图像信息的坐标函数,g(x,y)为滤波器函数,x为坐标数据的横坐标,y为坐标数据的纵坐标,N为横坐标宽度,M为纵坐标宽度。进一步地,在该实施例中,对卷积处理中的滤波器进行加权平均滤波后,得到:令其中,wmn为权值,S为m和n限制范围集合。另外,去噪模块所实现的功能可以通过计算机软件实现,因此去噪模块可集成到处理器或上位机中。 [0059]进一步地,在一个优选实施例中,主控模块2包括人机交互单元21和处理器22。人机交互单元21与处理器22连接,用于显示图像信息和获取操作指令。处理器22与摄像模块1和指示模块3连接,用于根据图像信息对蒸发器的传热管进行自动定位处理,生成定位信息;还根据操作指令控制摄像模块1工作。在该实施例中,人机交互单元21主要用于显示摄像模块1的监视画面,同时获取监控人员输入的操作指令;而处理器22不仅用于对图像信息进行相应的算法处理,还根据操作指令控制摄像模块1的使能、监视角度,还可以根据操作指令选择对图像信息进行录制和储存,进一步地,用户还可以通过输入相关操作指令,实现对图像信息的回看和截图等操作。另外,主控模块2可以是上位机和平板电脑等终端。 [0060]进一步地,在一个优选实施例中,指示模块3包括激光定位器31。激光定位器31水室摄像头12上,以根据定位信息发出用于指示水室摄像头12的监视角度的提示激光。在该实施例中,提示激光指向目标传热管的中心区域,进而提示监控人员和现场工作人员目标传热管的所在位置,以便监控人员和现场工作人员互相配合,以尽快调整水室摄像头12的监视角度。另外,指示模块3还包括用于控制激光定位器31发射角度的控制模块,该控制模块通过定位信息后,获取目标传热管的具体位置,然后通过预设算法调整激光定位器31的发射角度,从而使提示激光指向目标传热管的中心区域。可选地,激光定位器31的发射角度还可受控于主控模块2,监控人员可以手动操作其发射角度。 [0061]进一步地,在一个优选实施例中,通信模块4包括无线对讲机41和若干骨传导耳麦42。无线对讲机41和各干骨传导耳麦42通过无线通讯的方式进行信息交互,以使蒸发器房间外的工作人员通过无线对讲机41,与蒸发器房间内的佩戴干骨传导耳麦42的工作人员实现语音通信。在该实施例中,无线对讲机41与各骨传导耳麦42之间支持多方全双工对话,以便监控人员指导现场工作人员进行摄像模块1的安装及调试。无线对讲机41与骨传导耳麦42是一直匹配交互的,即无需按键,而且可以根据现场工作人员佩戴的安全帽和气面罩选择骨传导耳麦42,使耳麦不会影响安全帽和气面罩,无线通讯、无需按键操作以及不影响安全帽和气面罩佩戴的结构可以保证安全帽和气面罩的完整性,为安全帽和气面罩的密封性能和抗辐射性能提供了保障,使用骨传导耳麦42还可以使现场工作人员获取现场环境声音。 [0062]进一步地,在一个优选实施例中,该核电厂蒸发器监控系统还包括补光模块5。补光模块5设于蒸发器房间内的水室内并与主控模块2连接,用于根据主控模块2输出的调光信号进行补光。在该实施例中,主控模块2可以根据操作指令输出调光信号,然后补光模块5再根据调光信号调节其输出功率,从而实现调节亮度的效果。 [0063]在一个具体实施例中,补光模块5包括两个LED灯,其中一个LED灯设于水室摄像头12上,另一个LED灯设于堵管机摄像头13或水室内壁上。一些实施例中,每一个LED灯上还设有散热器和防护罩。其中,散热器用于为LED灯扇热,使大功率的LED灯也可以在水室内长时间工作;而防护罩可以是钢化玻璃凸透镜,起到聚焦及防护的作用。 [0064]本实施例的现场安装及调试可参考如下过程:现场工作人员在低辐射区组建好佩戴好通信模块4并组建好通讯连接;并在确认摄像模块1功能正常后,进入SAS工作室,首先安装并调试好SAS摄像头11,确保可以采集SAS工作室的图像画面;然后在水室的人孔门外,监控人员通过通信模块4指导现场工作人员安装水室摄像头12、堵管机摄像头13、指示模块3和补光模块5等设备,并提醒其相关风险,确保现场工作人员在安全的情况下,对设备进行安装并调试;在指示模块3的作用下,现场工作人员可以快速对目标传热管进行定位,以快速对水室摄像头12、堵管机摄像头13实现功能调试;安装调试完毕后,监控人员便可以在低辐射区控制摄像模块1的监视角度,从而实现对蒸发器房间的监视。 [0065]可以理解的,以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,可以对上述技术特点进行自由组合,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围;因此,凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰,均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
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