專利名稱：數(shù)字式承壓管泄漏自動(dòng)檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種對(duì)高中壓輸送管道實(shí)現(xiàn)在線檢測、早期泄漏報(bào)警的數(shù)字式承壓管泄漏自動(dòng)檢測裝置，屬于電子測控領(lǐng)域的自動(dòng)檢測與報(bào)警類技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外已有了少量的用于鍋爐爐管的泄漏自動(dòng)報(bào)警裝置，主要是使用“聲波傳感器+模擬量的電纜傳輸+顯示報(bào)警”的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)傳輸?shù)闹饕悄M量信號(hào)，實(shí)現(xiàn)單機(jī)系統(tǒng)的報(bào)警，這些設(shè)備為爐管泄漏的自動(dòng)檢測做出了一定的貢獻(xiàn)，但也客觀存在著一些不足，主要有總體采用模擬量的檢測，因此抗干擾能力不足，誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象較多，總體性能不夠可靠。單機(jī)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接性不強(qiáng)，因此需要加入網(wǎng)絡(luò)傳輸功能時(shí)，就需要另加入一些硬件設(shè)備，如信號(hào)的調(diào)制解調(diào)和網(wǎng)絡(luò)通訊等，傳輸不夠快捷和方便，擴(kuò)展和修改也不容易，體積較為龐大，安裝也不夠方便，總體成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述存在的缺陷，提出一種新型的數(shù)字式承壓管泄漏自動(dòng)檢測裝置，它將藍(lán)牙技術(shù)、總線技術(shù)、頻譜分析技術(shù)以及超聲波的檢測方法等揉合在承壓管的泄漏自動(dòng)檢測中，實(shí)現(xiàn)對(duì)承壓管泄漏的自動(dòng)檢測。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案其結(jié)構(gòu)是傳感器裝在波導(dǎo)管上，傳感器的輸出端通過傳輸介質(zhì)與含工控機(jī)、打印機(jī)、顯示器、網(wǎng)絡(luò)接口的機(jī)柜內(nèi)的接線架相接，接線架與工控機(jī)相接，其中的工控機(jī)是分別與打印機(jī)、顯示器、網(wǎng)絡(luò)接口相接。該裝置是應(yīng)用聲波傳感技術(shù)，采集承壓管內(nèi)的背景聲音，一旦發(fā)生泄漏時(shí)，管道內(nèi)的中高壓物質(zhì)向外釋放，必將產(chǎn)生一種較高頻率的聲音，系統(tǒng)收集到這種特殊的聲音，做出信號(hào)分析處理，如報(bào)警等。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用頻譜分析和超聲檢測兩種方式共同測定，報(bào)警數(shù)學(xué)模型更科學(xué)合理；使用數(shù)字量信號(hào)傳輸和處理，傳輸更可靠；可廣泛應(yīng)用于火電廠鍋爐四管的在線檢測報(bào)警、高壓蒸汽管路的在線檢測報(bào)警、化工、冶煉行業(yè)“管束群”輸送管路的監(jiān)測；如果承壓管深埋入地下或高架，可進(jìn)行無線傳輸，管束群附近可用總線技術(shù)進(jìn)行傳輸；報(bào)警方式更靈活，直接接入DCS等各類通信網(wǎng)絡(luò)；造價(jià)低廉、安裝方便。


附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是聲波傳感器電路框圖。
附圖3是超聲波傳感器電路框圖。
附圖4是工控機(jī)內(nèi)信號(hào)處理原理圖。
附圖5是電路原理框圖(所涉及的部件是現(xiàn)有技術(shù))。
圖中的1是波導(dǎo)管、2是傳感器、3是傳輸介質(zhì)、4是機(jī)柜(由華東電力中試所對(duì)外出售的部件成品)，5是工控機(jī)(現(xiàn)有技術(shù))，6是打印機(jī)(現(xiàn)有技術(shù))，7是顯示器(現(xiàn)有技術(shù))，8是網(wǎng)絡(luò)接口(現(xiàn)有技術(shù))。9是場效應(yīng)管、10是低通濾波＜30K、11是高通波濾＞40K、12是20倍放大、13是模數(shù)轉(zhuǎn)換，14是地址寄存器，15是狀態(tài)寄存器，16是數(shù)據(jù)緩沖器，17是邏輯寄存器，18是中斷寄存器，19是1K數(shù)據(jù)存貯單元，20是12位的A/D寄存器，21是AD控制器，22是程序增益控制器，23是數(shù)據(jù)MUX，24是RAM，25是通道邏輯，26是模擬量輸入，27是開關(guān)量輸出，28是開關(guān)量輸入，29是DA輸出，30是自陷邏輯，31是8254芯片，32是驅(qū)動(dòng)器，33是頻率控制器，34是狀態(tài)控制邏輯，35是數(shù)據(jù)總線。
具體實(shí)施方式
對(duì)照圖1，傳感器2通過螺紋連接在波導(dǎo)管1尾部，傳感器2的輸出端通過傳輸介質(zhì)3與接線架相接，接線架與工控機(jī)5相接，工控機(jī)5分別與打印機(jī)6、顯示器7、網(wǎng)絡(luò)接口8相接。其中波導(dǎo)管1的功能是提供一個(gè)收集背景噪聲的通道，有電動(dòng)型和氣源型兩種，由于波導(dǎo)管1可能會(huì)被現(xiàn)場的灰塵雜質(zhì)堵塞，所以需要經(jīng)常清掃，保持波導(dǎo)管1的暢通，電動(dòng)型使用電機(jī)清灰，氣源型使用高壓氣體清灰。傳感器2通過螺紋連接在波導(dǎo)管1尾部，用于收集背景噪聲，并自動(dòng)將聲學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)，通過傳輸介質(zhì)3傳至機(jī)柜4。傳輸介質(zhì)3可以是電纜，也可以是應(yīng)用了藍(lán)牙芯片的無線電波，還可以是幾路切換的總線方式。信號(hào)傳輸至機(jī)柜4，由線架接入，線架與工控機(jī)5相接，在軟件控制下，完成傅立葉變換(FFT)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的分析處理，異常的信號(hào)送到信號(hào)報(bào)警卡向光字牌、網(wǎng)絡(luò)等發(fā)出報(bào)警。工控機(jī)內(nèi)板卡均由臺(tái)灣研華公司提供，軟件由公司程序員獨(dú)立編制。在無線傳輸系統(tǒng)中，可應(yīng)用具有中繼功能的藍(lán)牙技術(shù)，其中藍(lán)牙信號(hào)發(fā)射端安裝在傳感器尾部，接收端安裝在機(jī)柜4內(nèi)。
對(duì)照圖2，場效應(yīng)管9(型號(hào)3DJ4F)對(duì)信號(hào)進(jìn)行初步放大，信號(hào)送入第一個(gè)濾波段，低通濾波10應(yīng)用833芯片，將小于100HZ的信號(hào)濾去，信號(hào)再送入第二個(gè)濾波段，高通波濾11應(yīng)用833芯片，將高于15KHZ的信號(hào)濾去，20倍放大12應(yīng)用741芯片，模數(shù)轉(zhuǎn)換13應(yīng)用754芯片。然后信號(hào)由IOUT處以電流的形式送至主機(jī)系統(tǒng)。
對(duì)照圖3，其原理與圖2相同，不同的是第一個(gè)濾波段，將小于30KHZ的信號(hào)濾去，第二個(gè)濾波段，將高于40KHZ的信號(hào)濾去。
對(duì)照圖4，工控機(jī)內(nèi)由底板提供數(shù)據(jù)總線和地址總線，主板含CPU對(duì)硬件進(jìn)行控制，在軟件系統(tǒng)作用下，由信號(hào)放大板PCL-789對(duì)信號(hào)進(jìn)行初步調(diào)理，達(dá)到處理量程，送到數(shù)據(jù)處理板PCL-818HD進(jìn)行信號(hào)的閥值分析處理，對(duì)異常信號(hào)送至信號(hào)報(bào)警板PCL-P8R8進(jìn)行信號(hào)報(bào)警，也可送到網(wǎng)絡(luò)接口向外傳輸。
功能與性能指標(biāo)實(shí)時(shí)檢測泄漏及早期報(bào)警，準(zhǔn)確判定泄漏區(qū)域位置，跟蹤泄漏發(fā)展趨勢，顯示各測點(diǎn)聲音發(fā)展趨勢曲線，反映爐管泄漏的程度。有記錄、打印功能，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間12個(gè)月。實(shí)時(shí)監(jiān)聽爐內(nèi)聲音，任意選擇監(jiān)聽某測點(diǎn)對(duì)應(yīng)的爐內(nèi)聲音，并提供錄音接口。直接與DCS等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行雙向通信；裝自檢測試與波導(dǎo)管控制維護(hù)，靈敏度早期檢測＞20um的微小泄漏。分辨率最佳隔離范圍可達(dá)半徑為4米的半球范圍內(nèi)。連續(xù)運(yùn)行≥25000小時(shí)。增強(qiáng)型聲波傳感器靈敏度＞25mV/Pa；輸出電流4～20mA(AC)；檢測范圍半徑≤12米半球空間；工作溫度-25℃～+105℃；連續(xù)運(yùn)行時(shí)間＞30000小時(shí)。泄漏檢測報(bào)警系統(tǒng)輸入通道32路、PIII工控機(jī)、20G硬盤、256M內(nèi)存、3.5寸軟驅(qū)。工業(yè)級(jí)專用電源；12位隔離高速A/D卡，采樣頻率100Khz。歷史追憶時(shí)間≥12個(gè)月。
權(quán)利要求1.數(shù)字式承壓管泄漏自動(dòng)檢測裝置，其特征是傳感器(2)通過螺紋連接在波導(dǎo)管(1)尾部，傳感器(2)的輸出端通過傳輸介質(zhì)(3)與接線架相接，接線架與工控機(jī)(5)相接，工控機(jī)(5)分別與打印機(jī)(6)、顯示器(7)、網(wǎng)絡(luò)接口(8)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式承壓管泄漏自動(dòng)檢測裝置，其特征是波導(dǎo)管(1)有電動(dòng)型和氣源型兩種，其中電動(dòng)型波導(dǎo)管(1)使用電機(jī)清灰，氣源型波導(dǎo)管(1)使用高壓氣體清灰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式承壓管泄漏自動(dòng)檢測裝置，其特征是傳輸介質(zhì)(3)可以是電纜或是應(yīng)用了藍(lán)牙芯片的無線電波或是幾路切換的總線方式。
專利摘要本實(shí)用新型涉及的是一種數(shù)字式承壓管泄漏自動(dòng)檢測裝置，其結(jié)構(gòu)是傳感器裝在波導(dǎo)管上，傳感器的輸出端通過傳輸介質(zhì)與含工控機(jī)、打印機(jī)、顯示器、網(wǎng)絡(luò)接口的機(jī)柜內(nèi)的接線架相接，接線架與工控機(jī)相接，其中的工控機(jī)是分別與打印機(jī)、顯示器、網(wǎng)絡(luò)接口相接。優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用頻譜分析和超聲檢測兩種方式共同測定，報(bào)警數(shù)學(xué)模型更科學(xué)合理；使用數(shù)字量信號(hào)傳輸和處理，傳輸更可靠；可廣泛應(yīng)用于火電廠鍋爐四管的在線檢測報(bào)警、高壓蒸汽管路的在線檢測報(bào)警、化工、冶煉行業(yè)“管束群”輸送管路的監(jiān)測；承壓管深埋入地下或高架，可進(jìn)行無線傳輸，管束群附近可用總線技術(shù)進(jìn)行傳輸；報(bào)警方式更靈活，直接接入DCS等各類通信網(wǎng)絡(luò)；造價(jià)低廉、安裝方便。
文檔編號(hào)G01M3/24GK2643303SQ0327798
公開日2004年9月22日 申請日期2003年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月25日
發(fā)明者陸宇平, 陳軍 申請人:深圳市國電電力設(shè)備有限公司