本发明属于工业测量、精密工程测量领域，尤其涉及一种核电站主给水系统管道孔板阀测量设备的系统参数检定技术方案。
背景技术：
1、核电站各机组主给水系统用于向蒸汽发生器输送经过高压加热器加热的高压给水。在水流量计算时需要依据机组主给水系统管道孔板阀内径大小和流速，由于流速快，主给水系统管道孔板阀内径大小对流量计算的结果影响非常大，这就要求对主给水系统管道孔板阀内径进行高精度测量。
2、在正常情况下，孔板阀通过焊接与管道连接，孔板阀内径需要在不破坏现场设备的情况下进行测量。在核电站大修期间，主给水系统孔板阀检修时，利用孔板拆卸后在孔板阀上留下的空隙，安装孔板阀测量设备对代表管段进行测量。由于孔板阀上留下的空隙非常狭窄，常规测量仪器无法直接进入缝隙进行内径测量，因此需利用专门研发的孔板阀测量设备进行测量，但孔板阀测量设备是一套集成式测量系统，各组成部件进行集成后，需对整体系统参数进行检定，以确保孔板阀内径测量精度。
3、孔板阀测量设备主要测量功能体现在：步进电机控制舵机在管道轴线方向步进移动、舵机控制测距传感器在垂直于步进电机移动方向的平面上步进旋转、测距传感器测定瞬时距离、管道内径测定等功能。以上功能在设备组装完成后应进行系统参数的检定，各项参数不大于限差要求时才能使用。
4、核电站主给水系统管道孔板阀测量设备的系统参数检定内容通常包括：伸缩杆件直线度、步进电机步进距离精度、舵机旋转精度、测距传感器重复测量精度、测距传感器测距中心位置补偿参数、管道内径测量精度等。
5、相对于常规测量设备，核电站主给水系统管道孔板阀测量设备的系统参数检定的难点及存在的问题主要在于：
6、核电站主给水系统管道孔板阀测量设备为针对特殊测量需求研发，不属于常规测量设备，目前没有现成的检定作业规范对系统参数检定的流程和方法做出规定，需结合实际测量需求、多种测量方法和测量仪器对核电站主给水系统管道孔板阀测量设备的系统参数进行检定。
7、专利申请202310035567.1提供了一种核电站主给水系统管道孔板阀测量设备，适用于已拆卸孔板的孔板阀，包括主机和控制器；主机包括组成l形的位于上部的定位机构和位于下部的伸缩测量机构；伸缩测量机构自孔板拆卸后孔板阀上的空隙插入，插入后转动定位机构以令伸缩测量机构与孔板阀内径代表管段轴向平行，定位机构固定在孔板阀上，控制器控制伸缩测量机构对孔板阀内径代表管段的内径进行轴向范围的全周测量。该装置利用孔板拆卸后孔板阀上留下的空隙直接安装，解决常规工具无法测量的难题，在不破坏现场设备情况下，实现对孔板阀内径代表管段的内径的精确测量，精度可达0.1mm，保证核电厂热功率基准(kme热功率)的准确性，保障核安全。
8、但是，该设备缺乏系统参数检定方案，因此尚未能推广使用。
技术实现思路
1、本发明提出了一种核电站主给水系统管道孔板阀测量设备的系统参数检定方法，以解决上述背景技术中存在的难点及问题，系统参数检定结果可作为系统各部件校正时的参考依据。
2、本发明的技术方案提供一种核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方法，所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备包括步进电机、伸缩杆件、舵机、测距传感器和控制终端，所述伸缩杆件由步进电机控制，进行以下过程，
3、伸缩杆件直线度检定过程，包括水平安置伸缩杆件，所述伸缩杆件终端安装反射棱镜，利用激光跟踪仪连续跟踪反射棱镜，获取反射棱镜的中心坐标序列；利用反射棱镜的中心坐标序列，计算所述伸缩杆件在伸长过程中在水平方向上的直线度；
4、步进电机步进距离精度检定过程，包括水平安置伸缩杆件，所述伸缩杆件终端安装反射棱镜，在控制终端设定步进电机的步进长度，每次步进伸长完成后，利用激光跟踪仪测量反射棱镜的中心坐标序列；根据反射棱镜的中心坐标序列，统计所述步进电机步进距离精度；
5、舵机旋转精度检定过程，包括水平安置伸缩杆件，所述伸缩杆件终端安装所述舵机，将反射棱镜安装在所述舵机旋转轴上，设定所述舵机步进旋转角度，利用所述舵机控制反射棱镜在垂直于所述伸缩杆件的平面内以步进旋转角度旋转，每次旋转后利用激光跟踪仪测量反射棱镜的中心坐标序列；根据反射棱镜的中心坐标序列，统计所述舵机旋转精度；
6、测距传感器重复测量精度检定过程，包括水平安置伸缩杆件，所述伸缩杆件终端安装所述测距传感器，利用所述控制终端控制测距传感器进行多次测距，统计所述测距传感器重复测量精度；
7、测距传感器测距中心位置补偿参数检定过程，包括在所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备组装完成后，利用标准管件检定所述测距传感器测距中心位置补偿参数；
8、管道内径测量精度检定过程，包括将所述测距传感器每次测得的距离值中加入所述测距传感器测距中心位置补偿参数进行改正，利用所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备扫描测量标准管件，统计得到管道内径测量精度。
9、而且，所述伸缩杆件直线度检定过程中，在水平承台上安置由所述步进电机控制的所述伸缩杆件，所述伸缩杆件终端安装激光跟踪仪反射棱镜，在水平承台附近架设激光跟踪仪，利用所述控制终端控制步进电机带动所述伸缩杆件连续伸长，伸长过程中利用激光跟踪仪连续跟踪反射棱镜，获取反射棱镜的中心坐标序列；
10、利用反射棱镜的中心坐标序列，采用最小包容区域法或拟合直线法计算所述伸缩杆件在伸长过程中在水平方向上的直线度。
11、而且，所述步进电机步进距离精度检定过程中，在水平承台上安置由所述步进电机控制的所述伸缩杆件，所述伸缩杆件终端安装激光跟踪仪反射棱镜，在水平承台附近架设激光跟踪仪；在所述控制终端设定所述步进电机的步进长度，所述控制终端控制所述步进电机带动所述伸缩杆件以固定步进值伸长，每次步进伸长完成后，利用激光跟踪仪测量反射棱镜的中心坐标序列；
12、根据反射棱镜的中心坐标序列，计算相邻两次步进伸长后反射棱镜的实际移动距离，再结合设定的步进伸长长度，统计所述步进电机步进距离精度。
13、而且，所述舵机旋转精度检定过程中，在水平承台上安置由所述步进电机控制的所述伸缩杆件，所述伸缩杆件终端安装所述舵机，将激光跟踪仪反射棱镜通过连接部件安装在所述舵机旋转轴上，在水平承台附近架设激光跟踪仪；以所述舵机最小旋转角度设定所述舵机步进旋转角度，利用所述舵机控制反射棱镜在垂直于所述伸缩杆件的平面内以步进旋转角度旋转，每次旋转后利用激光跟踪仪测量反射棱镜的中心坐标序列；
14、根据反射棱镜的中心坐标序列，首先拟合垂直于所述伸缩杆件的平面，将反射棱镜的中心坐标序列投影于该平面，得到反射棱镜中心的投影坐标序列，再利用投影坐标序列在该平面上拟合圆形，得到圆心的坐标，利用投影坐标序列中每两个相邻坐标与圆心的坐标，计算投影坐标序列中的坐标点与圆心组成的圆心角，再结合设定的步进旋转角度值，统计所述舵机旋转精度。
15、而且，所述测距传感器重复测量精度检定过程中，在水平承台上安置由所述步进电机控制的所述伸缩杆件，所述伸缩杆件终端安装所述测距传感器，利用所述测距传感器测量传感器至水平承台之间的距离；利用所述控制终端控制测距传感器测距多轮次，统计所述测距传感器重复测量精度。
16、而且，所述测距传感器测距中心位置补偿参数检定过程中，标准管件采用标准正方形截面管件，利用所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备对管件内部进行扫描测量，测量过程中设定所述舵机旋转角度范围，只获取管件内部上表面和下表面的坐标数据；扫描过程将管件分为多段，分别利用扫描获取的管件上表面和下表面的点云坐标拟合平面，并计算两平面间的距离；再结合标准正方形截面管件的标称尺寸，计算出所述测距传感器测距中心位置补偿参数。
17、而且，所述管道内径测量精度检定过程中，在所述控制终端中，将所述测距传感器每次测得的距离值中加入所述测距传感器测距中心位置补偿参数进行改正；所述标准管件采用标准圆柱形管件，利用所述孔板阀扫描测量设备扫描测量标准圆柱形管件，扫描过程将管件分为多段，利用每组数据拟合空间圆柱体，计算空间圆柱体半径，并与标准圆柱形管件标称半径尺寸进行统计计算，得到管道内径测量精度。
18、另一方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方法。
19、另一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，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所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方法。
20、另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方法。
21、本发明提出的一种核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方案，有益效果在于：解决了目前没有相应规范对孔板阀测量设备的系统各项参数的检定提供标准工作流程的问题；并且为核电站主给水系统管道孔板阀测量设备设计了各组成部件的精度及参数的检定方法。本发明技术方案适用于各类由步进电机、伸缩杆件、舵机、测距传感器、控制终端组成的扫描测量设备的系统参数检定，特别适合应用于核电站主给水系统管道孔板阀管道内径测量任务中孔板阀测量设备的系统参数检定。
1.一种核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方法，所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备包括步进电机、伸缩杆件、舵机、测距传感器和控制终端，所述伸缩杆件由步进电机控制，其特征在于：进行以下过程，
2.根据权利要求1所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方法，其特征在于：所述伸缩杆件直线度检定过程中，在水平承台上安置由所述步进电机控制的所述伸缩杆件，所述伸缩杆件终端安装激光跟踪仪反射棱镜，在水平承台附近架设激光跟踪仪，利用所述控制终端控制步进电机带动所述伸缩杆件连续伸长，伸长过程中利用激光跟踪仪连续跟踪反射棱镜，获取反射棱镜的中心坐标序列；
3.根据权利要求1所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方法，其特征在于：所述步进电机步进距离精度检定过程中，在水平承台上安置由所述步进电机控制的所述伸缩杆件，所述伸缩杆件终端安装激光跟踪仪反射棱镜，在水平承台附近架设激光跟踪仪；在所述控制终端设定所述步进电机的步进长度，所述控制终端控制所述步进电机带动所述伸缩杆件以固定步进值伸长，每次步进伸长完成后，利用激光跟踪仪测量反射棱镜的中心坐标序列；
4.根据权利要求1所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方法，其特征在于：所述舵机旋转精度检定过程中，在水平承台上安置由所述步进电机控制的所述伸缩杆件，所述伸缩杆件终端安装所述舵机，将激光跟踪仪反射棱镜通过连接部件安装在所述舵机旋转轴上，在水平承台附近架设激光跟踪仪；以所述舵机最小旋转角度设定所述舵机步进旋转角度，利用所述舵机控制反射棱镜在垂直于所述伸缩杆件的平面内以步进旋转角度旋转，每次旋转后利用激光跟踪仪测量反射棱镜的中心坐标序列；
5.根据权利要求1所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方法，其特征在于：所述测距传感器重复测量精度检定过程中，在水平承台上安置由所述步进电机控制的所述伸缩杆件，所述伸缩杆件终端安装所述测距传感器，利用所述测距传感器测量传感器至水平承台之间的距离；利用所述控制终端控制测距传感器测距多轮次，统计所述测距传感器重复测量精度。
6.根据权利要求1所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方法，其特征在于：所述测距传感器测距中心位置补偿参数检定过程中，标准管件采用标准正方形截面管件，利用所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备对管件内部进行扫描测量，测量过程中设定所述舵机旋转角度范围，只获取管件内部上表面和下表面的坐标数据；扫描过程将管件分为多段，分别利用扫描获取的管件上表面和下表面的点云坐标拟合平面，并计算两平面间的距离；再结合标准正方形截面管件的标称尺寸，计算出所述测距传感器测距中心位置补偿参数。
7.根据权利要求1所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方法，其特征在于：所述管道内径测量精度检定过程中，在所述控制终端中，将所述测距传感器每次测得的距离值中加入所述测距传感器测距中心位置补偿参数进行改正；所述标准管件采用标准圆柱形管件，利用所述孔板阀扫描测量设备扫描测量标准圆柱形管件，扫描过程将管件分为多段，利用每组数据拟合空间圆柱体，计算空间圆柱体半径，并与标准圆柱形管件标称半径尺寸进行统计计算，得到管道内径测量精度。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述核电站主给水系统管道孔板阀测量设备参数检定方法。
