专利名称：数字式承压管泄漏自动检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种对高中压输送管道实现在线检测、早期泄漏报警的数字式承压管泄漏自动检测装置，属于电子测控领域的自动检测与报警类技术领域。
背景技术：
国内外已有了少量的用于锅炉炉管的泄漏自动报警装置，主要是使用“声波传感器+模拟量的电缆传输+显示报警”的结构，系统传输的主要是模拟量信号，实现单机系统的报警，这些设备为炉管泄漏的自动检测做出了一定的贡献，但也客观存在着一些不足，主要有总体采用模拟量的检测，因此抗干扰能力不足，误报和漏报现象较多，总体性能不够可靠。单机系统与网络的联接性不强，因此需要加入网络传输功能时，就需要另加入一些硬件设备，如信号的调制解调和网络通讯等，传输不够快捷和方便，扩展和修改也不容易，体积较为庞大，安装也不够方便，总体成本较高。

发明内容
本实用新型的目的在于针对上述存在的缺陷，提出一种新型的数字式承压管泄漏自动检测装置，它将蓝牙技术、总线技术、频谱分析技术以及超声波的检测方法等揉合在承压管的泄漏自动检测中，实现对承压管泄漏的自动检测。本实用新型的技术解决方案其结构是传感器装在波导管上，传感器的输出端通过传输介质与含工控机、打印机、显示器、网络接口的机柜内的接线架相接，接线架与工控机相接，其中的工控机是分别与打印机、显示器、网络接口相接。该装置是应用声波传感技术，采集承压管内的背景声音，一旦发生泄漏时，管道内的中高压物质向外释放，必将产生一种较高频率的声音，系统收集到这种特殊的声音，做出信号分析处理，如报警等。本实用新型的优点应用频谱分析和超声检测两种方式共同测定，报警数学模型更科学合理；使用数字量信号传输和处理，传输更可靠；可广泛应用于火电厂锅炉四管的在线检测报警、高压蒸汽管路的在线检测报警、化工、冶炼行业“管束群”输送管路的监测；如果承压管深埋入地下或高架，可进行无线传输，管束群附近可用总线技术进行传输；报警方式更灵活，直接接入DCS等各类通信网络；造价低廉、安装方便。


附图1是本实用新型的结构示意图。
附图2是声波传感器电路框图。
附图3是超声波传感器电路框图。
附图4是工控机内信号处理原理图。
附图5是电路原理框图(所涉及的部件是现有技术)。
图中的1是波导管、2是传感器、3是传输介质、4是机柜(由华东电力中试所对外出售的部件成品)，5是工控机(现有技术)，6是打印机(现有技术)，7是显示器(现有技术)，8是网络接口(现有技术)。9是场效应管、10是低通滤波＜30K、11是高通波滤＞40K、12是20倍放大、13是模数转换，14是地址寄存器，15是状态寄存器，16是数据缓冲器，17是逻辑寄存器，18是中断寄存器，19是1K数据存贮单元，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是数据MUX，24是RAM，25是通道逻辑，26是模拟量输入，27是开关量输出，28是开关量输入，29是DA输出，30是自陷逻辑，31是8254芯片，32是驱动器，33是频率控制器，34是状态控制逻辑，35是数据总线。
具体实施方式
对照图1，传感器2通过螺纹连接在波导管1尾部，传感器2的输出端通过传输介质3与接线架相接，接线架与工控机5相接，工控机5分别与打印机6、显示器7、网络接口8相接。其中波导管1的功能是提供一个收集背景噪声的通道，有电动型和气源型两种，由于波导管1可能会被现场的灰尘杂质堵塞，所以需要经常清扫，保持波导管1的畅通，电动型使用电机清灰，气源型使用高压气体清灰。传感器2通过螺纹连接在波导管1尾部，用于收集背景噪声，并自动将声学信号转换为数字量信号，通过传输介质3传至机柜4。传输介质3可以是电缆，也可以是应用了蓝牙芯片的无线电波，还可以是几路切换的总线方式。信号传输至机柜4，由线架接入，线架与工控机5相接，在软件控制下，完成傅立叶变换(FFT)实现对信号的分析处理，异常的信号送到信号报警卡向光字牌、网络等发出报警。工控机内板卡均由台湾研华公司提供，软件由公司程序员独立编制。在无线传输系统中，可应用具有中继功能的蓝牙技术，其中蓝牙信号发射端安装在传感器尾部，接收端安装在机柜4内。
对照图2，场效应管9(型号3DJ4F)对信号进行初步放大，信号送入第一个滤波段，低通滤波10应用833芯片，将小于100HZ的信号滤去，信号再送入第二个滤波段，高通波滤11应用833芯片，将高于15KHZ的信号滤去，20倍放大12应用741芯片，模数转换13应用754芯片。然后信号由IOUT处以电流的形式送至主机系统。
对照图3，其原理与图2相同，不同的是第一个滤波段，将小于30KHZ的信号滤去，第二个滤波段，将高于40KHZ的信号滤去。
对照图4，工控机内由底板提供数据总线和地址总线，主板含CPU对硬件进行控制，在软件系统作用下，由信号放大板PCL-789对信号进行初步调理，达到处理量程，送到数据处理板PCL-818HD进行信号的阀值分析处理，对异常信号送至信号报警板PCL-P8R8进行信号报警，也可送到网络接口向外传输。
功能与性能指标实时检测泄漏及早期报警，准确判定泄漏区域位置，跟踪泄漏发展趋势，显示各测点声音发展趋势曲线，反映炉管泄漏的程度。有记录、打印功能，数据存储时间12个月。实时监听炉内声音，任意选择监听某测点对应的炉内声音，并提供录音接口。直接与DCS等网络系统进行双向通信；装自检测试与波导管控制维护，灵敏度早期检测＞20um的微小泄漏。分辨率最佳隔离范围可达半径为4米的半球范围内。连续运行≥25000小时。增强型声波传感器灵敏度＞25mV/Pa；输出电流4～20mA(AC)；检测范围半径≤12米半球空间；工作温度-25℃～+105℃；连续运行时间＞30000小时。泄漏检测报警系统输入通道32路、PIII工控机、20G硬盘、256M内存、3.5寸软驱。工业级专用电源；12位隔离高速A/D卡，采样频率100Khz。历史追忆时间≥12个月。
权利要求1.数字式承压管泄漏自动检测装置，其特征是传感器(2)通过螺纹连接在波导管(1)尾部，传感器(2)的输出端通过传输介质(3)与接线架相接，接线架与工控机(5)相接，工控机(5)分别与打印机(6)、显示器(7)、网络接口(8)相接。
2.根据权利要求1所述的数字式承压管泄漏自动检测装置，其特征是波导管(1)有电动型和气源型两种，其中电动型波导管(1)使用电机清灰，气源型波导管(1)使用高压气体清灰。
3.根据权利要求1所述的数字式承压管泄漏自动检测装置，其特征是传输介质(3)可以是电缆或是应用了蓝牙芯片的无线电波或是几路切换的总线方式。
专利摘要本实用新型涉及的是一种数字式承压管泄漏自动检测装置，其结构是传感器装在波导管上，传感器的输出端通过传输介质与含工控机、打印机、显示器、网络接口的机柜内的接线架相接，接线架与工控机相接，其中的工控机是分别与打印机、显示器、网络接口相接。优点应用频谱分析和超声检测两种方式共同测定，报警数学模型更科学合理；使用数字量信号传输和处理，传输更可靠；可广泛应用于火电厂锅炉四管的在线检测报警、高压蒸汽管路的在线检测报警、化工、冶炼行业“管束群”输送管路的监测；承压管深埋入地下或高架，可进行无线传输，管束群附近可用总线技术进行传输；报警方式更灵活，直接接入DCS等各类通信网络；造价低廉、安装方便。
文档编号G01M3/24GK2643303SQ0327798
公开日2004年9月22日 申请日期2003年8月25日 优先权日2003年8月25日
发明者陆宇平, 陈军 申请人:深圳市国电电力设备有限公司