根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析方法及系统

技术领域

本发明涉及核燃料领域，尤其涉及一种根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析方法及系统。

背景技术

目前，核电站在换料检修期间通常会开展池边检查，目的主要是判断燃料组件在反应堆运行和卸料过程中是否有损伤、变形和破损，确保组件能顺利再回堆使用。水下目视检查是最基本的一种池边检查技术，可用以检查判断燃料组件辐照后腐蚀状况和明显的变形现象等。水下目视检查系统采用高分辨率彩色摄像机进行目视检查，通过调整摄像头角度检查燃料组件整体明显变形、组件可见缺陷和损伤、燃料棒表面状况、沉积物附着情况等。对于发现的可疑情况，检查人员通过检查系统拍照记录，作为数据图像文件，供专业人员进一步分析评估。

专利“核燃料棒外观表面缺陷及尺寸检测装置”(专利号CN110723517A)公开了一种核燃料棒外观表面缺陷及尺寸检测装置，包括上料机架和下料机架，此发明利用顶推搬移机构保证了燃料棒在机构上短距离平稳搬移，不会受到损伤，同时配备的检测机构对燃料棒的外观表面缺陷进行了全面检测，提高了检测自动化程度。

专利“一种用于核燃料棒表面检测的设备”(专利号CN209691405U)公开了一种用于核燃料棒表面检测的设备，属于自动化设备技术领域。该设备包括检测装置、上料装置、下料装置和控制装置，整个设备不仅集成化程度高、自动化程度高、检测效率高、所需的操作人员少，且能够对棒料表面的微小缺陷和焊缝端部的微小缺陷进行自动检测，有利于提高检测精度，保证棒料的使用安全性。

另外专利“一种用于核燃料棒表面检测的装置”(专利号CN209764753U)和“一种检测圆柱形燃料棒束外环表面缺陷的方法及装置”(专利号CN114994080A)也对燃料检测装置和方式进行了公开。

但上述专利仅局限在制造阶段，相关设备不能应用在池边检查环境工况；仅能识别燃料棒表面划伤、磨痕等，不能分辨燃料棒表面氧化等状态；以及不能对燃料状态进行评级。且目前的分析评估做法是通过人工研判视频和图像文件判断是否存在异常现象及其严重程度。这一做法耗时费力，工作量巨大，难以满足核电站实时了解评估结果的需求。此外，人工研判也存在对判定标准的理解和认知差异，容易出现主观/经验误判。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现上述背景技术中提及的相关技术存在的至少一个缺陷：如何对燃料棒在池边进行工况分析并进行定级评价，提供一种根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析方法，包括以下步骤：

步骤S1：在标准库中选择与标准燃料棒匹配的标准图像，获取所述标准燃料棒对应的表面标准参数，并结合所述标准图像对应的标准环境参数，对所述标准图像进行定级，生成定级模型；

步骤S2：将与待测燃料棒对应的待定级图像输入所述定级模型中，并将所述待定级图像与所述定级模型中的定级后的所述标准图像进行对比，获得所述待定级图像的定级结果。

优选地，所述步骤S1包括：

通过公式1对所述标准燃料棒匹配的标准图像进行定级：

其中，G

h为测量标准库中氧化膜厚度；

h

λ为标准库中测量光源波长；

λ

η为光强衰减系数。

优选地，所述光强衰减系数与所述标准库中标准燃料棒的测量位置和光源强度相关联，通过公式2进行关联：

其中，θ为标准库中标准燃料棒与测量光源夹角；

Φ为标准库中标准燃料棒位置处照度；

Φ

优选地，所述并将所述待定级图像与所述定级模型中的定级后的所述标准图像进行对比，包括：

将所述待定级图像与所有所述定级后的所述标准图像分别进行对比，分别输出相似度数值，并根据所述相似度数值获得定级标准。

优选地，所述根据所述相似度数值获得定级标准，包括：

根据所述相似度数值进行分析，判断出各所述相似度数值中的最大值，并以所述最大值对应的所述定级后的所述标准图像的等级作为所述定级结果。

优选地，所述并将所述待定级图像与所述定级模型中的定级后的所述标准图像进行对比，包括：

采用哈希函数运算方式将所述待定级图像和所述定级后的所述标准图像进行对比，通过公式3进行哈希运算：

其中，h为哈希值；

m为哈希表的大小；

a为常数；

η

η

x为用于哈希运算的关键字；

mod为求余计算。

优选地，所述生成定级模型，之后还包括：

对所述定级后的所述标准图像进行统一化命名；

所述获得所述待定级图像的定级结果，之后还包括：

对定级后的所述待定级图像进行统一化命名；

其中，所述定级后的所述待定级图像的命名与所述定级后的所述标准图像的命名相对应。

本发明还构造了一种根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析系统，包括：

图像标准制定模块，用于在标准库中选择与标准燃料棒匹配的标准图像，获取所述标准燃料棒对应的表面标准参数，并结合所述标准图像对应的标准环境参数，对所述标准图像进行定级，生成定级模型；

图像标定定级模块，用于将与待测燃料棒对应的待定级图像输入所述定级模型中，并将所述待定级图像与所述定级模型中的定级后的所述标准图像进行对比，获得所述待定级图像的定级结果。

本发明还构造了一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一项所述的根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析方法。

本发明还构造了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析方法。

通过实施本发明，具有以下有益效果：

本发明公开了一种根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析及系统，根据在标准库中选择与标准燃料棒匹配的标准图像，获取选取的标准燃料棒对应的表面标准参数，再结合标准图像对应的标准环境参数，对标准图像进行定级，生成定级模型，将待测燃料棒的待定级图像输入定级模型中，与定级模型中定级后的标准图像进行对比，获得待定级图像的定级结果。通过自动化识别手段对池边拍摄的照片信息进行处理分级，并与准则标定对比，以判定是否满足安全准则和继续入堆要求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析方法的流程示意图；

图2是本发明整体流程示意图；

图3是本发明测量组件与光源相对位置示意图；

图4是本发明根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析系统的模块框图；

图5是本发明根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析系统的界面示意图。

具体实施方式

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。

需要说明的是，附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

在本实施例中，如图1所示，本发明提供了一种根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析方法，包括以下步骤：

步骤S1：在标准库中选择与标准燃料棒匹配的标准图像，获取标准燃料棒对应的表面标准参数，并结合标准图像对应的标准环境参数，对标准图像进行定级，生成定级模型；

步骤S2：将与待测燃料棒对应的待定级图像输入定级模型中，并将待定级图像与定级模型中的定级后的标准图像进行对比，获得待定级图像的定级结果。

具体地：

如图2所示，在本实施例中，通过对标准燃料棒进行光源识别，根据经验制定合理的标准燃料棒，将对应的标准燃料棒的图像保存于标准库中，并保存拍摄其标准燃料棒时的环境信息，包括光源强度、光照强度、照度、光源波长等信息。进行选择标准燃料棒匹配的标准图像后，对相应的标准燃料棒进行氧化膜测量，获得标准燃料棒的表面标准参数，从而将该标准燃料棒的标准图像作为基准图像。

结合标准燃料棒的标准图像的表面标准参数和标准环境参数，根据预设定级模型中的定级公式进行计算，获得各标准燃料棒的标准图像的等级。将定级后的标准图像进行重新命名，命名规则根据标准图像的名称加上所定等级。且命名设定除关键信息外，还可增加组件编号作为命名方式。如标准图像的名称为fig.1，所定等级为G1，因此重新命名后名称为fig.1-G1。

在本实施例中，步骤S1包括：

通过公式1对标准燃料棒匹配的标准图像进行定级：

其中，G

h为测量标准库中氧化膜厚度；

h

λ为标准库中测量光源波长；

λ

η为光强衰减系数。

进一步地，如图3所示，根据探测器1收集得到测量光源2与测量组件3的夹角，光强衰减系数与标准库中标准燃料棒的测量位置和光源强度相关联，通过公式2进行关联：

其中，θ为标准库中标准燃料棒与测量光源夹角；

Φ为标准库中标准燃料棒位置处照度；

Φ

在本实施例中，将与待测燃料棒对应的待定级图像输入定级模型中，需获取待定级图像测量时的光源距离以及光源的强度，并进行保存，其光源距离以及光源的强度的数据用于与定级模型中的定级后的标准图像进行对比。

并且，在本实施例中，并将待定级图像与定级模型中的定级后的标准图像进行对比，包括：

将待定级图像与所有定级后的标准图像分别进行对比，分别输出相似度数值，并根据相似度数值获得定级标准。具体为，将待定级图像依次与从低级向高级的定级后的标准图像进行对比，一一输出相似度值，通过对比，将相似度数值大小作为定级标准。

其中，根据相似度数值获得定级标准，包括：

根据相似度数值进行分析，判断出各相似度数值中的最大值，并以最大值对应的定级后的标准图像的等级作为定级结果。

另外，在本实施例中，并将待定级图像与定级模型中的定级后的标准图像进行对比，包括：

采用哈希函数运算方式将待定级图像和定级后的标准图像进行对比，通过公式3进行哈希运算：

其中，h为哈希值；

m为哈希表的大小；

a为常数；

η

η

x为用于哈希运算的关键字；

mod为求余计算。

因为哈希的独一无二性，保证了在数据存储和传输过程中单一性。通过上式计算评估样本哈希值，通过光源强度衰减的修正，可以应用在各种差异化工作环境中，通过修正后比较，哈希值越接近的图像，指纹越相似，汉明距离也越小，就可以通过相似度对样本图形进行分级。通过样本图片与各个分级(Gx系列)图片哈希值进行比较，数值最大的哈希值作为此样本图片定级的标准。

在本实施例中，待测燃料棒对应的待定级图像a分别与定级模型中的定级后的标准图像fig1～fig4进行对比，a与fig1-G1的哈希值是0.2，a与fig2-G2的哈希值是0.3，a与fig3-G3的哈希值是0.9，a与fig4-G4的哈希值是0.7，根据数值大小就判定：a的等级为G3等级。

进一步地，生成定级模型，之后还包括：

对定级后的标准图像进行统一化命名；

获得待定级图像的定级结果，之后还包括：

对定级后的待定级图像进行统一化命名；

其中，定级后的待定级图像的命名与定级后的标准图像的命名相对应。

在本实施例中，如图4所示，本发明还构造了一种根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析系统，包括：

图像标准制定模块，用于在标准库中选择与标准燃料棒匹配的标准图像，获取标准燃料棒对应的表面标准参数，并结合标准图像对应的标准环境参数，对标准图像进行定级，生成定级模型；

图像标定定级模块，用于将与待测燃料棒对应的待定级图像输入定级模型中，并将待定级图像与定级模型中的定级后的标准图像进行对比，获得待定级图像的定级结果。

如图5所示，表示系统中定级模型中的定级后的标准图像的统一化命名、待定级图像的统一化命名，以及定级后的待定级图像的统一化命名的显示界面。

具体的，这里的根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析系统中各模块之间具体的配合操作过程具体可以参照上述根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析方法，这里不再赘述。

另，本发明的一种电子设备，包括存储器和处理器；存储器用于存储计算机程序；处理器用于执行计算机程序实现如上面任意一项的根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析方法。具体的，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过电子设备下载和安装并且执行时，执行本发明实施例的方法中限定的上述功能。本发明中的电子设备可为笔记本、台式机、平板电脑、智能手机等终端，也可为服务器。

另，本发明的一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上面任意一项的根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析方法。具体的，需要说明的是，本发明上述的存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

通过实施本发明，具有以下有益效果：

本发明公开了一种根据池边检测结果进行燃料棒表面状态分析及系统，根据在标准库中选择与标准燃料棒匹配的标准图像，获取选取的标准燃料棒对应的表面标准参数，再结合标准图像对应的标准环境参数，对标准图像进行定级，生成定级模型，将待测燃料棒的待定级图像输入定级模型中，与定级模型中定级后的标准图像进行对比，获得待定级图像的定级结果。通过自动化识别手段对池边拍摄的照片信息进行处理分级，并与准则标定对比，以判定是否满足安全准则和继续入堆要求。

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。