面向电力设备运行状态的ODS非接触式振动测试与分析方法

近日，懿朵科技组团参加了核电安全技术与装备全国重点实验室2025年度学术委员会会议暨学术年会，展示了公司在核电安全领域的最新研究成果。本次年会上，懿朵科技重点介绍了激光测振仪在核电装备安全中的应用、基于梯度统计能量法的核电站主控室空间吸声体设计优化，以及基于LSTM与分位数回归的管道振动趋势预测方法三大创新成果。1 激光测振仪：核电装备安全的“火眼金睛”懿朵科技与德国Optomet合作，将激光测振仪引入核电装备安全监测领域，解决了传统接触式监测方法在高温高辐射环境下的局限性。激光测振仪基于激光多普勒效应，实现了非接触、高精度（皮米级位移检测）的振动测量，具备远程操作和抗恶劣环境的能力。Optomet全系列激光测振仪可覆盖绝大部分核电装备中的振动测量场景：1) 关键旋转设备：SMART Scan + 的 4K 摄像与高频采集，监测主泵、汽轮机振动，定位轴承磨损、叶轮不平衡，实现早期故障预警；2) 反应堆结构：SMART Multi-Fiber 的200米延长光纤，远程监测压力容器、管道振动模态，评估结构完整性与疲劳状态；3) 放射性区域：SMART Single + 的长距镜头（450mm~100m）与 Wi-Fi 7 控制，远程监测控制棒驱动机构、乏燃料池组件振动，减少人员辐射暴露；4) 冷却系统：监测燃料棒束流致振动（如 4×4 棒束 7.35m/s 流速下的涡激共振），无接触不干扰流场，确保数据真实；5) 异物检测：SMART Single + 的50MHz 高频输入配合声发射传感器，捕捉设备内部隐性故障信号，通过多设备同步实现定位。 图1 反应堆冷却剂泵模型 图2阿海珐核能公司（AREVA-NP）实体模型 欧洲压水堆（EPRTM）2 梯度统计能量法：优化核电站主控室声环境针对核电厂内设备和管道振动产生的噪声问题，懿朵科技采用了基于梯度统计能量法（GSEA）的主控室空间吸声体设计优化方案。该方法通过Wave6仿真分析软件，建立了大空间宽频噪声仿真分析流程，有效预测了吸声结构的降噪效果，并系统优化了空间吸声体的类型、厚度、铺设面积及组合方式。研究结果表明：1) 中低频吸声体在160–630 Hz频段表现优异，适用于主控室主要噪声频段；2) 吸声体厚度对降噪效果影响显著，建议选用不低于6 cm的吸声体；3) 铺设面积在20%–30%范围内具有最优性价比；4) 中低频与中高频吸声体组合方案可实现全频带均衡降噪，整体降噪量达9.2 dB(A)，优于单一类型吸声体。 图3 Wave6 梯度统计能量法流程3 LSTM与分位数回归：管道振动趋势预测面对核电管道振动长期积累可能导致的安全隐患，懿朵科技提出了一种基于长短期记忆网络（LSTM）与分位数回归相结合的管道振动趋势预测方法。该方法利用LSTM建模振动信号中的时间依赖性，同时引入分位数损失函数，实现对未来振动值的中位趋势与置信区间的联合预测。该篇论文成功入选“核电安全技术与装备全国重点实验室2025年度学术委员会会议暨学术年会”论文集，展示了懿朵科技在工业设备智能监测与预测领域的创新实力。核心研究成果包括：1) 构建了基于LSTM与分位数回归的融合预测模型，具备优异的非线性时序建模能力；2) 在实际核电厂小支管振动数据验证中，模型预测置信区间覆盖率超过95%；3) 研究发现训练300轮即可达到接近1000轮的预测精度，显著提升算法效率与工程适用性；4) 相较于传统ARIMA、SVR等方法，本方法在稳定性和不确定性建模方面表现更优。该研究成果为核电等高风险工业场景中的管道健康监测与预警提供了可靠的数据驱动手段，有助于实现从“事后检修”到“预测性维护”的运维模式转型。现场图集 来源：懿朵科技