主给水泵是核电站必不可少的设备，它的正常运行能确保蒸汽发生器的正常供水，对机组安全稳定运行及核安全都有重要的作用。
实验测试需求
在实际工况下，主给水泵会发生怎样的变化？
为了研究泵体和电机在暖泵、起泵、运行、停泵和冷却五个阶段的动态行为，采用新拓三维XTDIC-STROBE三维动态测量系统，基于高速3D-DIC技术分析5个阶段发生变形不对中的状况，并绘制在该阶段下泵体、出水管和入水管三者的位移变形曲线，分析变形具体位置和来源。
3D-DIC技术采集测量水泵与电机位移
实验设备
采用新拓三维XTDIC-STROBE三维动态测量系统，基于3D-DIC数字图像相关法技术，采用两个高速摄像机实时采集主给水泵与电机各个变形阶段的图像，利用准确识别的标志点实现立体匹配，重建出被测表面点的三维空间坐标，并计算得到主给水泵与电机的变形量、三维轨迹姿态等数据。
实验过程
在泵体，出水管、入水管和电机表面粘贴标志点，使用XTDIC-STROBE三维动态测量系统连续采集整个实验过程中的图像，计算标志点在整个测试过程中的坐标和位移数据，并绘制位移—时间曲线。
高速3D-DIC技术测量动态位移试验现场
DIC测试实验数据
对87000多组数据采用1：12等间隔采样，对采样得到的图像进行处理，绘制泵体和电机表面的标志点位移曲线，确定哪个阶段出现了不对中的情况。
泵坐标方向说明图
泵体和电机数据分析
分析图中泵体和电机表面关键位置的标志点，并分析所选点在变形过程中的位移曲线。
泵体和电机表面所选点
泵体和电机表面的点的总位移曲线，以及各实验状态区间划分如下图所示。
电机和泵体总位移曲线及实验状态划分说明
位移图的横坐标是相机的采集数量，由于相机在不同的试验阶段所采用的采集频率，对应到实际时间时，采用以下的对应关系进行换算：
0~36为暖泵每个状态间隔对应实际时间为12分钟；
36~1800为起泵每个状态间隔对应实际时间为1.2秒；
1800-19300为稳态每个状态间隔对应实际时间为12分钟；
1930-2380为停泵每个状态间隔对应实际时间为1.2秒；
2380-5450为二次起泵每个状态间隔对应实际时间为1.2秒；
5450-7340为二次停泵每个状态间隔对应实际时间为1.2秒。
下图分别是泵体和电机在X、Y和Z方向的位移曲线数据，从图形中可以看出：从暖泵开始，泵体和电机的位移不一致。
泵体和电机X方向位移曲线
泵体和电机Y方向位移曲线
泵体和电机Z方向位移曲线
X方向：泵体和电机均向X+方向发生移动，在暖泵阶段，泵体位移量2.3mm，电机位移量1.9mm，二者有约0.4mm的位移偏差；
Y方向：泵体和电机在暖泵开始时均向Y-方向发生位移，并且有0.3mm的不对中，泵体的移动量更大，Y方向的偏差从起始一致延续至实验结束，在起泵和运行阶段偏差较为稳定，在停泵阶段偏差逐渐缩小。
Z方向：泵体向Z+方向移动，电机向Z-方向移动，二者所移动量基本一致，并且整个过程比较稳定，位移量基本维持在0.5mm-1.0mm。
泵体、出水管和入水管暖泵阶段数据分析
暖泵阶段，选取泵体、出水管和入水管表面比较稳定的三个点进行数据分析，选点位置如下图所示：
3D-DIC技术测量泵体、入水管和弯水管表面选点位置
泵体、入水管和出水管在X、Y、Z方向位移随时间变化曲线如下图所示，每个状态间隔对应实际时间为12分钟：
3D-DIC技术测量暖泵阶段泵体、入水管和出水管X方向位移曲线
3D-DIC技术测量暖泵阶段泵体、入水管和出水管Y方向位移曲线
3D-DIC技术测量暖泵阶段泵体、入水管和出水管Z方向位移曲线
从3D-DIC软件输出的位移曲线中可以看出，在暖泵阶段：
X方向：泵体、出水管和入水管都向X+方向移动，位移量基本一致，接近2.5mm。
Y方向：泵体向Y-方向移动，位移逐步增加，并在暖泵2小时时趋于稳定，位移值为1.1mm；入水管向Y+方向移动，位移逐步增加，至暖泵结束时共移动0.7mm；出水管在暖泵过程中整体向Y-方向移动，至暖泵结束时共移动0.3mm。
Z方向：入水管和泵体逐步向Z+向移动，泵体移动0.5mm，入水管移动0.3mm，而出水管向Z-方向发生移动，位移值为0.5mm。
误差分析
使用XTDIC-STROBE三维动态测量系统，基于3D-DIC技术对泵体和电机进行测量时，经过分析认为，实验中存在的误差主要来源于以下方面：
相机温度变化
3D-DIC技术设备单次测量时间超10小时，长时间运行相机自身会发热，导致芯片等物理器件发生微小的热翘曲变形，会导致相机在主点偏差上与初始的标定结果存在差异，使测量得到的数据存在噪声。
泵体高温发热
泵体在实验过程中表面会产生高温，造成3D-DIC设备采集时标志点出现变色、褶皱等情况，会导致标志点出现误差，3D-DIC技术软件计算过程中需选择数据比较稳定的点进行分析，但高温变化会带来部分噪声。
精度评估
综合上述两方面的影响，经过3D-DIC设备相机图像分析，评估整体3D-DIC设备测量精度在0.1mm以内。
实验结论
1）使用XTDIC-STROBE三维动态测量系统，借助高速摄像机能够在高帧速率下实现高分辨率，3D-DIC技术软件可以更清晰精确地分析被测物的位移和形变。
2）对泵体和电机进行测量，分析泵体和电机在完整测试阶段的变形，泵在暖泵阶段出现变形不一致的情况，导致泵体和电机发生不对中的情况。
3）通过泵体和电机表面的点的总位移曲线，以及各实验状态区间划分，可以看出泵体和电机在整个测试过程中，从暖泵开始，泵体和电机的位移不一致。
4）通过对泵体、电机、出水管和入水管的位移和变形数据分析，有助于在调试和试运行时发现问题，为后续分析处理及系统安全提供基础数据，为后续机组的安全运行提供有力保证。