RPV超声检测增量式编码信号的位置坐标解算方法与流程

该技术属于位置坐标解算方法领域，具体涉及RPV超声检测增量式编码信号的位置坐标解算方法。

背景技术：

核电站的一回路系统包容了反应堆运行时的高温高压冷却介质(水)，如一回路系统设备出现泄漏，将引起计划外的临时停堆造成大的经济损失，同时可能引起严重的核泄漏事故，因此一回路的设备和管道的质量要求很高，在保证设备安全要求，制定了一系列相关检查规范，对关键设备在不同阶段提出了检查要求。核电站一回路重要关键设备如：核反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器等主要部件是由筒节类锻件焊接组装而成的，筒节类锻件在工厂加工阶段需要根据规范作相应的无损检测，如：超声、目视，渗透等。

例如核反应堆压力容器，核反应堆压力容器超声检查系统设备中，接管环焊缝检查工具由多个轴联动完成，每个轴的位置信息由输出增量式编码器信号确定，而超声仪接收的探头终端位置信息只能是2轴(轴向和周向)增量式编码器信号。

目前的解决方法是用二个虚拟轴(周向和轴向)等效为多轴终端，需从运动控制系统里读取各轴的位置信息，然后合成虚拟轴。此方法只有在特定轨迹运动的情况下才能得到虚拟轴，当设备需要点动等其他运行方式时，虚拟轴不能合成，造成位置信号丢失。检查受到影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种RPV超声检测增量式编码信号的位置坐标解算方法，实现多轴联动的检查工具的探头终端位置的增量式编码器实时结算。

本发明的技术方案如下：一种RPV超声检测增量式编码信号的位置坐标解算方法，包括以下步骤：

步骤一：将需要扫查的压力容器区域投影到一个圆柱面上；

步骤二：建立压力容器坐标系，其中原点为接管与压力容器主轴的交点，Y轴与压力容器主轴重合，Z轴与接管主轴重合；

步骤三：机械臂EABCD，D为探头位置，A，B,C,D均为机械臂的轴，EABCD五点共面，CD与BC垂直，AB与BC垂直，E点距离压力容器壁的距离设为d，EA，AB，CD均为定值，被检测的压力容器半径为R，D点到Z轴的距离为扫查半径r；

步骤四：计算获得d值和BC值；

步骤五：根据计算出来的d值和EA值，可以计算出A的位置；

步骤六：由D点的坐标值转化成增量式编码信号传输给超声仪。

所述步骤三中，由扫查壁EABCD在XOY面上投影的方位角计算得到面EABCD的空间法相量，D点同时存在于扫查臂和压力容器上，计算压力容器D点的法相量在面EABCD上的投影，得到CD向量，由于CD与BC垂直，AB与BC垂直，且共面，可计算得到BC和AB向量，在已知EA，AB，CD的前提下，计算获得d值和BC值。

所述步骤五中A的位置计算为，根据A轴旋转的角度和AB值，可以计算出B的坐标位置；根据B轴旋转的角度和计算出来的BC值，可以计算出C点的坐标位置；根据C轴旋转的角度和CD值，可以计算出D点的坐标位置。

本发明的显著效果在于：原理简单，技术成熟。能实现精确的增量式编码信号的位置坐标解算。

附图说明

图1为本发明所述的RPV超声检测增量式编码信号的位置坐标解算方法压力容器坐标系图

图2为本发明所述的RPV超声检测增量式编码信号的位置坐标解算方法机械装置示意图

图中：EABCD为示意的机械臂

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

步骤一：将需要扫查的压力容器区域投影到一个圆柱面上；

步骤二：建立如图1的压力容器坐标系，其中原点为接管与压力容器主轴的交点，Y轴与压力容器主轴重合，Z轴与接管主轴重合；

步骤三：机械臂EABCD，D为探头位置，A，B,C,D均为机械臂的轴，EABCD五点共面，CD与BC垂直，AB与BC垂直，E点距离压力容器壁的距离设为d，EA，AB，CD均为定值，被检测的压力容器半径为R，D点到Z轴的距离为扫查半径r；

步骤四：由扫查壁EABCD在XOY面上投影的方位角计算得到面EABCD的空间法相量，D点同时存在于扫查臂和压力容器上，计算压力容器D点的法相量在面EABCD上的投影，得到CD向量，由于CD与BC垂直，AB与BC垂直，且共面，可计算得到BC和AB向量，在已知EA，AB，CD的前提下，计算获得d值和BC值；

步骤五：根据计算出来的d值和EA值，可以计算出A的位置；

其中，根据A轴旋转的角度和AB值，可以计算出B的坐标位置；

根据B轴旋转的角度和计算出来的BC值，可以计算出C点的坐标位置；

根据C轴旋转的角度和CD值，可以计算出D点的坐标位置；

步骤六：由D点的坐标值转化成增量式编码信号传输给超声仪。