CN102323013B - 一种阀门泄漏检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀门泄漏检测装置，包括：可移动与阀门接触的声学传感器；与声学传感器相连的第一信号处理器；与第一信号处理器相连的第一A/D转换器；与第一A/D转换器相连的快速傅里叶变换器；与快速傅里叶变换器相连的分析仪，其用于对快速傅里叶变换后形成的频谱图，与其内部储存的阀门未泄漏时的频谱图进行对比，并判断出该阀门是否泄漏。本发明提供的分析仪引入了其它未泄漏时的数据文件画出的波形，并将此次检测到频谱图与分析仪中保存的未泄漏时的数据文件画出的频谱图进行参比，结合泄露时所需的条件，判断此次检测的阀门是否泄露。本发明不依赖于人的直观判断，也可对是否泄漏做出判断，提高了判断的精确度。

Description

一种阀门泄漏检测装置

技术领域

本发明涉及阀门泄漏检测设备技术领域，特别涉及一种阀门泄漏检测装置。

背景技术

阀门尤其是高压阀门，作为一种通用的机械产品，在国民经济的各个领域被广泛应用，由于经常接触化学品又带有很高的压力，这些阀门长时间使用会有泄漏的现象发生，其安全性一直是人们关注的焦点。阀门泄漏的主要类型分为外漏和内漏，而阀门的内漏一般较难发现，却对阀门的安全运行产生重大影响，易造成突发的恶性事故，如工作介质被污染，某些火灾爆炸、中毒事故都是由阀门内漏造成的。

阀门内泄漏的检测尚缺少有效的手段，多依靠人的感观和经验，判断起来缺乏科学的依据，较为有效的气体、液体泄漏检测仪，多采用变频技术把超声信号转换为人耳能听到的信号，经放大后采用耳机监听的方式，由检测人员根据听到的声音信号的有无及强弱，识别是否泄漏及泄漏量的大小，辅助采用发光二极管粗略显示泄漏信号的强度，但是由于高压阀门的使用环境比较复杂，背景干扰千变万化，往往有较强的背景噪声，仅凭耳朵听，观察二极管的显示往往无法作出精确的判断，判断失误率大，到目前为止，对高压阀门泄漏的判断，尤其是对其内漏的判断尚没有有效的检测手段。目前的泄漏检测仪必须靠人判断带来较大人为误差，判断失误率高。

因此，如何降低人为判断带来较大的人为误差，提高判断精确度，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种阀门泄漏检测装置，以降低人为判断带来较大的人为误差，提高判断精确度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种阀门泄漏检测装置，包括：

可移动与阀门接触的声学传感器；

与所述声学传感器相连的第一信号处理器，其包括与所述声学传感器相连的带通滤波电路和与该带通滤波电路相连的放大电路；

与所述第一信号处理器相连的第一A/D转换器；

与所述第一A/D转换器相连的快速傅里叶变换器；

与所述快速傅里叶变换器相连的分析仪，其用于对快速傅里叶变换后形成的频谱图，与其内部储存的阀门未泄漏时的频谱图进行对比，并判断出该阀门是否泄漏。

优选的，在上述阀门泄漏检测装置中，所述分析仪内储存有不同介质，不同泄漏速率，不同形状及型号的阀门未泄漏时的频谱图。

优选的，在上述阀门泄漏检测装置中，还包括：

设置在阀门上的温度传感器；

与所述温度传感器相连的第二信号处理器，其包括与所述温度传感器相连的放大电路；

与所述第二信号处理器相连的第二A/D转换器，该第二A/D转换器与所述分析仪相连。

优选的，在上述阀门泄漏检测装置中，所述分析仪内储存的未泄漏时的频谱图和未泄漏时所述温度传感器测得的温度信息，通过支持向量机及人工智能方法建立出模型，该分析仪用于对快速傅里叶变换后形成的频谱图及所述温度传感器测得的温度信息，与其内部储存的模型进行对比，并判断出该阀门是否泄漏。

优选的，在上述阀门泄漏检测装置中，该阀门泄漏检测装置的电源为分体式充电电源或高能电池。

优选的，在上述阀门泄漏检测装置中，所述快速傅里叶变换器与所述第一A/D转换器之间连接有波形放大模块。

优选的，在上述阀门泄漏检测装置中，所述分析仪上设有显示分析结果的显示器。

优选的，在上述阀门泄漏检测装置中，所述声学传感器为多个，且分别设置在不同位置的测试点上。

优选的，在上述阀门泄漏检测装置中，所述温度传感器为多个，且分别设置在不同位置的测试点上。

优选的，在上述阀门泄漏检测装置中，每个测试点上分别设置测试温度及声波信号的所述温度传感器和所述声学传感器。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的阀门泄漏检测装置，检测时，声学泄漏信号通过声学传感器采集转变为电信号，通过第一信号处理器的带通滤波电路和放大电路，对电信号进行滤波和放大，然后经第一A/D转换器输送给快速傅里叶变换器。上述经第一A/D转换器转换的信号由计算机记录，并保存为数据文件。快速傅里叶变换器对数据进行快速傅里叶变化，画出对应的频谱图，提供可视化波形、频谱分析，并通过分析仪内模型对该频谱图进行分析，对是否泄漏做出判断。分析仪引入了其它未泄漏时的数据文件画出的波形，并将此次检测到频谱图与分析仪中保存的未泄漏时的数据文件画出的波形进行参比，结合泄露时所需的条件，判断此次检测的阀门是否泄露。本发明不依赖于人的直观判断，也可对是否泄漏做出判断，提高了判断的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明实施例提供的阀门泄漏检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的测试点的选取结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种阀门泄漏检测装置，以降低人为判断带来较大的人为误差，提高判断精确度。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，图1本发明实施例提供的阀门泄漏检测装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的测试点的选取结构示意图。

本发明提供的阀门泄漏检测装置，包括声学传感器21、第一信号处理器22、第一A/D转换器23、快速傅里叶变换器3和分析仪4。其中，声学传感器21可移动的设置在阀门上，例如可分别置于阀门前管道，阀体，阀门后管道上，用于获得阀门的声学泄漏信号。第一信号处理器22与声学传感器21相连，用于对声学传感器21检测到的声学泄漏信号进行处理，第一信号处理器22包括与声学传感器21相连的带通滤波电路和与该带通滤波电路相连的放大电路，以对声学传感器21检测到的声学泄漏信号进行滤波和放大，以滤去背景噪声的干扰。第一A/D转换器23与第一信号处理器22相连，用于将滤波和放大后的声学泄漏信号转换为数字信号，转换完毕后保存为数据文件，该数据文件可保存至计算机或其他外部移动设备上。快速傅里叶变换器3与第一A/D转换器23相连，用于对上述保存的数据文件进行快速傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，并画出对应的频谱图。分析仪4与快速傅里叶变换器3相连，分析仪4用于对快速傅里叶变换后形成的频谱图，与其内部储存的阀门未泄漏时的频谱图进行对比，并判断出该阀门是否泄漏。

分析仪4可预先引入有其它数据文件(即阀门未泄漏时获得的数据文件)画出的声学信号波形。该声学信号波形(未泄漏时的频谱图)为以反复试验获得的不同介质，不同泄漏速率，形状及型号的阀门的试验数据，通过支持向量机及人工智能等方法建立模型。此模型便为检测到的频谱图参照的模型，通过检测获得的频谱图与该模型进行对比，判断出此次检测的阀门是否泄漏，判断依据可预先输入分析仪4内。

本发明提供的阀门泄漏检测装置，检测时，声学泄漏信号通过声学传感器21采集转变为电信号，通过第一信号处理器22的带通滤波电路和放大电路，对电信号进行滤波和放大，然后经第一A/D转换器23输送给快速傅里叶变换器3。上述经第一A/D转换器23转换的信号由计算机记录，并保存为数据文件。快速傅里叶变换器3对数据进行快速傅里叶变化，画出对应的频谱图，提供可视化波形、频谱分析，并通过分析仪4对该频谱图进行分析，对是否泄漏做出判断。分析仪4引入了其它未泄漏时的数据文件画出的波形，并将此次检测到频谱图与分析仪4中保存的未泄漏时的数据文件画出的波形进行参比，结合泄露时所需的条件，判断此次检测时阀门是否泄露。本发明不依赖于人的直观判断，也可对是否泄漏做出判断，提高了判断的精确度。

本发明提供的阀门泄漏检测装置的电源为分体式充电电源或高能电池。由于阀门在泄漏和未泄漏时的温度时不同的，因此本发明还可包括温度传感器11、第二信号处理器12和第二A/D转换器13。其中，温度传感器11设置在阀门上，用于获得阀门的温度信号。第二信号处理器12与温度传感器11相连，用于对温度传感器11检测到的温度信号进行处理，其包括与温度传感器11相连的放大电路，用于对温度信号进行放大。第二A/D转换器13与第二信号处理器12相连，用于将放大后的温度信号转换为数字信号，转换完毕后保存为温度数据文件，该温度数据文件可保存至计算机或其他外部移动设备上。第二A/D转换器13与分析器4相连，分析器4用于对上述保存的温度数据文件进行处理，与经过快速傅里叶变换器3转换得到的频域信号，通过支持向量机及人工智能方法建立出模型，结合分析器4内预先储存的频谱信息和温度信息，对是否泄漏做出判断。

声学传感器21与第一A/D转换器23之间，温度传感器11与第二A/D转换器13之间连接有波形放大模块。通过该波形放大模块将数据文件画出波形，并对波形进行放大。更具体的说，针对声学传感器21的波形放大模块设置在快速傅里叶变换器3与第一A/D转换器23之间，且分别与二者相连。

分析仪4上设有显示分析结果的显示器，通过该显示器可显示出此次检测与分析仪中预先建立的阀门未泄漏时的频谱模型对比后的结果。声学传感器21和温度传感器11均测试多个不同测试点。例如可分别在阀门的入口前0.5m处、阀体和阀门出口后0.5m处的管道110表面选择测试点，在本实施例中阀门的入口前0.5m处的测试点为第一测试点102，阀门的出口后0.5m处的测试点为第二测试点103，阀体上的测试点为第三测试点101。还可选择更多数量的测试点，但是测试点要靠近阀体设置，或直接设置在阀体上。可在一个测试点上分别设置声学传感器21和温度传感器11两个传感器，以同时检测该测试点的声学信号和温度信号。一般管道外部均设有隔热保温层110，针对有隔热保温层的管道需要用传感器穿过隔热保温层，以直接检测管道的温度或声学信号。

综上所述，本发明集成化程度高、体积小，能够使操作者拿在手中方便地进行检测；采用声导管有阻隔热幅射的功能；通过模型智能扣除背景噪声的干扰，同时结合温度模型，从而可以在强背景噪声下不受干扰进行有效的检测。本发明特别适用于火力发电厂锅炉、汽机以及化工过程使用的高温高压阀门内部泄漏检测。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种阀门泄漏检测装置，其特征在于，包括：

可移动与阀门接触的声学传感器(21)，用于获得阀门的声学泄漏信号；

与所述声学传感器(21)相连的第一信号处理器(22)，其包括与所述声学传感器(21)相连的带通滤波电路和与该带通滤波电路相连的放大电路，所述第一信号处理器(22)用于对声学传感器检测到的声学泄漏信号进行滤波和放大；

与所述第一信号处理器(22)相连的第一A/D转换器(23)，用于将滤波和放大后的声学泄漏信号转换为数字信号，并保存为数据文件；

与所述第一A/D转换器(23)相连的快速傅里叶变换器(3)，用于对所述数据文件进行快速傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，并画出对应的频谱图；

与所述快速傅里叶变换器(3)相连的分析仪(4)，其用于对快速傅里叶变换后形成的频谱图，与其内部储存的阀门未泄漏时的频谱图进行对比，并判断出该阀门是否泄漏，所述分析仪(4)内储存有不同介质，不同泄漏速率，不同形状及型号的阀门未泄漏时的频谱图；

设置在阀门上的温度传感器(11)；

与所述温度传感器(11)相连的第二信号处理器(12)，其包括与所述温度传感器(11)相连的放大电路；

与所述第二信号处理器(12)相连的第二A/D转换器(13)，该第二A/D转换器(13)与所述分析仪(4)相连，所述分析仪(4)内储存的未泄漏时的频谱图和未泄漏时所述温度传感器(11)测得的温度信息，通过支持向量机及人工智能方法建立出模型，该分析仪(4)用于对快速傅里叶变换后形成的频谱图及所述温度传感器(11)测得的温度信息，与其内部储存的所述模型进行对比，并判断出该阀门是否泄漏。

2.如权利要求1所述的阀门泄漏检测装置，其特征在于，该阀门泄漏检测装置的电源为分体式充电电源或高能电池。

3.如权利要求2所述的阀门泄漏检测装置，其特征在于，所述快速傅里叶变换器(3)与所述第一A/D转换器(23)之间连接有波形放大模块。

4.如权利要求1所述的阀门泄漏检测装置，其特征在于，所述分析仪(4)上设有显示分析结果的显示器。

5.如权利要求1-4任一项所述的阀门泄漏检测装置，其特征在于，所述声学传感器(21)为多个，且分别设置在不同位置的测试点上。

6.如权利要求1所述的阀门泄漏检测装置，其特征在于，所述温度传感器(11)为多个，且分别设置在不同位置的测试点上。

7.如权利要求6所述的阀门泄漏检测装置，其特征在于，每个测试点上分别设置测试温度及声波信号的所述温度传感器(11)和所述声学传感器(21)。