JPS59211196A - 検出器応答異常診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は検出器応答異常診断装置に係り、特に原子力発
電プラントや火力発電プラント等にて用いられる検出器
に適用し得る検出器応答異常診断装置に関する。

例えばプラントに据えつけられた才＼の状態で、プラン
トプロセスを計測するセンサの応答性（応答時間）の異
常を診断する方法としてプロセスのもつゆらぎ（微小変
動）を利用することができる。すなわちプロセスのゆら
ぎがセンサを励起し、定常状態の値のまわりに微小な変
動がおこる（これをプロセスノイズのもつ特性即ちプロ
セス特性と称す）ので、センサ出力データから定常状態
の値を取り除き残りの微小変動を拡大して解析し、その
中に含まれるセンサ特性（センサ自防のもつ特性）を抽
出することによりセンサの応答性の異常診断が行なわれ
る。

この場合の具体的な解析方法を第１図ｔこついて説明す
る。第１図において１のデータ入力から２でノイズデー
タの自己共分散関数を計算する。

次にこの値を用いてノイズ時系列データを３で回帰モデ
ルにあてはめるための重み係数を求める。この係数より
４でインパルス応答を計算し、さらに、５でインデイシ
ャル応答を計算し、その整定値の６３．２％の点に達す
る時間からセンサ応答時間τを推定する。一方正常な状
態のセンサを用いて実験室でセンサが実プラントに設置
されているのと同−又はそれに近い環境を作り、センサ
の正常時応答時間τ。を得ておく。これより６でτ〉α
・τ。（ここでαは正の定数）の場合には応答が正常状
態より遅くなっていると判断し７により「センサ異常」
の警報を発生してプラント運転員に適切なる指示を与え
るものである。

以上の解析ではプロセスのノイズ特性（センサに入力す
るプロセスのゆらぎ）はホワイトと仮定している。実際
のプロセスノイズがホワイト特性（パワースペクトル＠
度が一定値を意味する。即ち全ての周波数を均一に含む
ノイズである）であれば問題はないが、現実にはホワイ
ト特性を持つプロセスはむしろ少なく、殆んどのプロセ
ス（流量、圧力、温度他）は何らかのカラーノイズ特性
（ホワイト特性でないもの全てを意味する）を持ってい
る。従って上記解析による応答時間推定にはセンサ特性
のみならずプロセス特性も含まれているため応答時間推
定精度は老るしく低下する吉いう欠点がある。

本発明は上記の事情に鑑みて提案されたもので、その目
的とするところは検出器の応答時間推定精度を高めて原
子力発′はプラント等の信頼性および安全性を向上し得
る検出９等応答異常診断装置を提供するζこある。

本発明による検出器応答異常診断装置はセンサ正常時の
センサ伝達特性およびブランＨこ据付けられたセンサの
正常応答時のセンサ出力ノイズデータをそれぞれ保持す
る手Ｐ￥七、センサ応答異常診断時のセンサ出力ノイズ
データと上記２つのデータとの演算からプロセス特性を
除いたセンサ特性のみを得る手段と、この手段により得
られた上記センサ特性より応答時間を推定し、これと上
記保持手段により保持されていた正常時応答時間に重み
をかけた値とを比較する手段とを具備し、上記推定応答
時間が大きいときに異常信号を出力するようにしてなる
ことを特徴とし、プロセスの持つカラーノイズ特性を検
出器出力信号より取り除く処理をデータ収年毎に行なう
ことにより、センサ特性のみを得るようにしてセンサの
応答時間推定精度を高めるようにしたものである。

本発明の一実施例を添付図面ｔこ基いて詳細に説明する
。

第２図は本発明の一実施例の構成を示すブロック線図、
第３図は第２図の演算器の詳細作動を示すフローチャー
ト図である。

第２図において１１はセンサ出力電気信号１゜を入力し
その微小値を拡大するノイズ拡大器、１２はノイズ拡大
器１１の出力をＡ／Ｄ変換して電気的に格納するＡ／Ｄ
変換器、１３は必要な計算処理および判断を行う演算器
、１４は演算器１３の演算結果を表示する出力装置であ
る。

第３図において１５は１２の値を電気的に受は炊り処理
を行い、１６では１５の結果と１′７及び１８を用い演
算を行う。１９では１６の結果を、２０では更にその結
果を電気的に処理する。２ノでは２ｏの結果と２２を電
気的に比較し、これを出力装置１４に入力するようにな
されている。

本発明の上記一実施例の作用について説明する。センサ
出力電気信号１ｏをノイズ拡大器１１１こ入力する。ノ
イズ拡大器１１ではその定常値を除き、変動分のみを拡
大する。これがん１変換器１２でディジタル値に変換さ
れノイズデータきして格納される。１５では上記データ
ｙ（ｔ）をフーリエ変換しＹ（ｊｗ）を得る。更にＹ（
Ｊｗ）→Ｙ（！Ｉ）に変換する。１７１こは正常時セン
サ特性Ｈｏ（ｓ）を格納している。また１８はセンサの
正常状態におけるノイズデータＹ。（ｓ）を持つ。この
値をＨ（ｓ）とおく。１９ではＨ（ｓ）をＨ（ｊｗ）と
おきなおして逆フーリエ変換しインパルス応答ｈ（ｔ）
をうろ。２０ではｈ（ｔ）を積分しインデイシャル応答
５（ｔ）を得、その整定値の６３．２％よりセンサの応
答時間τをうる。２２は正常時のセンサ応答時間τ。と
重み係数αを持ち、２１でτとα・τ。を比較する。τ
〉α・τ０の時はτの値と警告を出力装置１４で出力し
、τ〉α・τ。

でない場合にはτの値のみを出力して、次のノイズデー
タを入力し以上をくりかえすようになされている。

こ＼でＨ８（ｓ）をセンサ正常時の伝達特性、τをセン
サ正常時の応答時間、ｙｏ　（ｔ　）をセンサ正常時の
ノイズデータ、Ｙｏ（ｓ）をセンサ正常時のノイズデー
タフーリエ変換（ｊｗ−＋ｓ）、Ｇ（ｓ）をプロセス伝
達特性とすると、センサ正常時の出力ノイズは次式で表
わされろ。

Ｙｏ（ｓ）　＝　Ｈｏ（ｓ）・Ｘｏ′（Ｓ）＝Ｈｏ（ｓ
）・Ｇ（ｓ）・Ｘｏ（ｓ）・・・・・・（１）ここで　
Ｘ。’（ｓ）：センサに入力するプロセスノイズＸ。′
（ｔ） のフーリエ変換 （ｊｗ−＋５） Ｘｏ　（ｓ）　　’ホワイトノイズ入力のフーリエ変換 つｔリカラープロセスノイズはＧ（ｓ）なる特性にホワ
イトノイズが入力したものとみなす。一方プラントセン
サ診り時のノイズデータｘ（ｔ）に対しそのフーリエ変
換よりＸ（ｓ）をうる。その出力ｙ（ｔ）のフーリエ変
換より次式で示すＹ（ｓ）をうる。

Ｙ（ｓ）＝　Ｈ（ｓ）　・　Ｘ’　（ｓ）＝　Ｈ（ａ）
　・Ｇ（ｓ）　・Ｘ（ｓ）　　　　　　−−＜２）ここ
で　Ｈ（ｓ）　：診断時センサ伝達特性Ｘ’（ｓ）：プ
ロセスノイズのフーリ エ変換（ｊｗ−＋５） （１）式および（２）式より ここでＸ。（ｓ）　、　Ｘ（ｓ）はホワイトノイズと仮
定したからＸ。／Ｘ＝Ｃ（９較）とおける。

従って この（４）式より正常時センサ特性■（。（ｓ）　、！
：正帛時ノイズデータＹ。（ｓ）を用い診断時ノイズデ
ータよりプロセスのカラーノイズを除いた診断時のセン
サ特性を得るものである。従ってＨ（ｓ）より推？され
る応答時間はプロセスの特性を含まず純粋にセンサ特性
のみ々なっているので推′Ｆ！精度を向上させることが
できる。

以上ζこより本発明ｌこよれば検出器の応答時間推定精
度を高めることができるので、原子力発電プラント等の
信頼性および安全性を向上し得る検出器応答異常診断装
置が得られる優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従ゴロのセンサら答時Ｆ′ｌ准定去を説明する
ためのフローチャート図、第２図は本発明の一実施例の
構成を示すブロック線区Ｉ％第３図は第２図の演算器の
詳細作動を示すフロー千ヤード図である。 １０・・・センサ出力還気信号、１　、ｆ・・・ノイズ
拡大器、１２・・・Ａ／Ｄ変換器、１．９・・・演算器
、Ｚ４・・・出力装置。 出願人復代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 １０　　　ｉｔ　　　　１２ −　　　　　　　　　　　　　　　（ 第３図 １１戸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. センサ正常時のセンサ伝達特性およびプラントに据付け
   られたセンサの正常応答時のセンサ出力ノイズデータを
   それぞれ保持する手段と、センサ応答異常診断時のセン
   サ出力ノイズデータと上記２つのデータとの演算からプ
   ロセス特性を除いたセンサ特性のみを得る手段と、この
   手段により得られた上記センサ特性より応答時間を推足
   し、これと上記保持手段により保持されていた正常時応
   答時間に重みをかけた値とを比較する手段とを具備し、
   上記推定応答時間が太きいときに異常信号を出力するよ
   うにしてなることを特徴とする検出器応答異常診断装置
   。